客车空调装置制冷系统的故障处理与分析-铁道机车职业学院毕业论.doc

南京铁道职业技术学院毕 业 论 文题 目： 客车空调装置制冷系统的故障处理与分析 作 者： 陈绪富 学 号：12033140428 二级学院： 动力工程学院 系 ： 铁道机车车辆 专 业： 铁道机车车辆 班 级： 机车车辆1203班 指导者： 王啸东 评阅者： 2015 年 6 月 毕业设计（论文）中文摘要客车制冷系统的故障处理与分析摘要 制冷系统由制冷剂和制冷机组，即蒸发器、压缩机、冷凝器、膨胀阀四个设备组成的。压缩机的作用是把低温低压的气体转化成高温高压的气体然后进入冷凝器。蒸发器出来的低温低压的气体传给压缩机，经压缩成为高温高压的气体送入冷凝器，在冷凝器中转变成高压常温的液体，然后进入膨胀阀，经处理转变成低温低压的液体，然后在传给蒸发器，经蒸发器处理变为压力较低的蒸汽，在传送给蒸发器的进口，最后实现循环制冷。从现实操作中遇到的一些问题，主要针对制冷系统启动的故障故障还有一些基本故障进行分析研究，从而介绍客车空调制冷系统的常见故障的判断方法及解决措施。关键词：原理 故障分析 制冷系统 处理方法 目次 1 绪论11.1 制冷系统的主要部件构成11.2制冷系统各部件的主要用途11.3制冷系统主要原件的工作原理及特点11.4 制冷系统的分类31.5铁路客车常用制冷剂及其性质3 2 客车制冷系统的原理42.1蒸汽压缩式制冷的工作原理4 2.2蒸汽压缩式制冷的理论循环52.3蒸汽压缩式制冷的实际循环5 3 客车空调制冷系统的故障处理与分析6 3.1检查故障的方法6 3.2制冷系统运转过程中出现的基本故障7 3.3.制冷系统启动故障原因与处理方法8 结论10 致谢11 参考文献12第 11 页 共 12页1 绪论 空调制冷装置是将外界新鲜空气和车内的空气混合，由于过滤、冷却或加热等一系列处理后，并且以一定的速度送入车内、从而将车内污浊的空气排出到大气，从而来控制客车室内里面的温度、湿度、压力、噪声，最后实现标准，从而提升客车室内的舒适性和旅客的乘车环境。1.1 制冷系统的主要部件构成 制冷系统主要部件有蒸发器、压缩机、冷凝器、膨胀阀、电磁阀、压力开关、四通阀、熔塞、压力控制阀、热交器、过滤器、干燥器、器等其他部件组成。1.2制冷系统各部件的主要用途 l.制冷压缩机是制冷循环的动力，通过压缩作用是消耗一定的机械功将制冷蒸汽转化成压力、温度比较高的蒸汽，从而输送到冷凝器。 2.冷凝器是一个热量交换的处理器，是将空气或水被环境所冷却，将制冷压缩机出来的高温高压的气体冷转变成高压常温的液体。冷凝器散发的热量和面积大小成正比。 3.节流元件起降温降压的作用。将高压常温的液体通过膨胀阀转变的低温低压液体，进入蒸发器气化吸热。 4.蒸发器是将膨胀阀出来的低温、低压的液体沸腾变为蒸气，吸收的热量以冷却，使温度下降，从而实现制冷的。1.3 制冷系统主要原件的工作原理及特点1.制冷压缩机 制冷压缩机分为开启式压缩机、半封闭式压缩机和全封闭式压缩机。解释如下 a）开启式压缩机 这种开启式压缩机与传动装置相连接。要在轴封装置密封防止泄漏。轴封装置不是完全的密封泻出和空气的渗露是事实难免的。 b）半封闭式压缩机 半封闭式压缩机一起装在以螺栓连接的密封壳体内，便于拆卸和维修。 c) 全封闭式压缩机 这种全封闭压缩机在壳体内是密封的。不能拆卸是一个整体，从而实现压缩机的质量减轻。图1 制冷压缩机的总结构示意图1、 吸气管 2、假盖 3、连杆 4、排气管 5、气缸体6、曲轴 7、前轴承 8、轴封 9、前轴承盖10、后轴承 11、后轴承盖 12、活塞2.冷凝器冷凝器是分为两部分：一是通过蒸发器吸取被冷却物质的热量；二是压缩机中压缩转化被外界机械功的热量。 图2 冷凝器结构示意图冷凝器是分为两部分：一是通过蒸发器吸取被冷却物质的热量；二是压缩机中压缩转化被外界机械功的热量。3蒸发器蒸发器在制冷系统中，它是一种变冷设备，它属于一种热量交换器，制冷剂在低温下蒸发，把热量从蒸发器中带走。在制冷系统中，制冷剂、冷冻油中含有水份，而在组装时会有氧化物及潮气，使机组在工作时产生一些脏物，而制冷系统对氧化物和水特别敏感，如果系统中的水份和其他物质达到一定的标量，就会对压缩机造成严重的危害，所以在系统中必须加装干燥过滤器。1.4 制冷系统的分类 a、蒸汽压缩机制冷正气压缩机制冷系统由四大件组成，将它们连接成一个密封系统。制冷剂液体发生热交换，以之吸收被蒸汽压缩机吸入低温低压的气体，经变化压缩成的高压气流和低压低温的气液一起合物组合在一起，然后在蒸发器中产生的低压汽体又一次被压缩机吸收。如此周而复始，不断循环。b.吸收式制冷吸收式制冷是液体气化的一个过程，它将在低温低压情况下实现制冷以达到目的。它靠消耗热能来完成这些过程的。c.喷射式制冷 喷射式制冷是由于液体汽化的一个过程来实现来制冷的。d.吸附制冷 吸附制冷系统是将热能为基础实现动力能量的转换。其道理是：有些制冷剂气体会被固体吸附剂吸附起到吸附作用。随温度的改变吸附剂制冷也会发生改变。周期性的冷却和吸附实现交替吸附和解析。解析时，将制冷剂气体放出，把它变为液体；吸附时产生制冷作用是靠的是蒸发作用。液体汽化制冷的这样一个程成叫吸附制冷。吸附制冷一般起到压缩机的重要作用。1.5铁路客车常用制冷剂及其性质铁路客车主要采用的是制冷剂氟里昂R12和R22。a. 氟里昂R12是无色、气味很弱、毒性小、不燃烧、不爆炸的制冷剂。R12对一般金属没有腐蚀作用但能腐蚀镁及镁含量比较高的镁的混合物，含税后会产生镀铜现象。氟里昂12能分解出对人类有害的物质。但是R12会破坏大气臭氧层，产生温室效应，危害自然环境。b. 氟里昂22(CHF2CL)代号R22 R12毒性没R22毒性大。水的溶解程度虽比较大，但容易发生“冰塞”的现象。R22一些能与与润滑油互相溶解，其溶解性随润滑油的类型和温度而改变，所以采用R22的制冷系统有一定的回油措施。 R22是中温制冷剂，沸点为负40.8，单位容积制冷量稍低于氨但比R12大的多。所以在客车空调上大都选R22作为制冷剂。 2客车制冷的原理2.1蒸汽压缩式制冷的工作原理 由制四大件即冷压缩机、冷凝器、蒸发器和节流阀四个基本部件组成单级蒸汽压缩制冷系统。各设备之间依次连接，组成一个密闭的循环系统，制冷剂在系统中不断地循环流动从而要改变状态变化在进行热量交换。其工作下面的过程如图所示。 图3 制冷系统的工作原理图 制冷剂液体在蒸发器里面汽化成低温低压的气体、然后进入压缩机、从压缩出来的高压高温的气体送入冷凝器、变为为高压液体、经节流阀一一节流实现降温降压，接着又进入蒸发器气化，达到反复循环制冷。然而实现制冷系统的一个制冷循环。 蒸发器、冷凝器、压缩机和膨胀阀是空调制冷系统中必不可少的四大件。蒸发器是一种设备起到运输冷气的作用。压缩机是一个主要的部件犹如心脏，从吸入、压缩、输送制冷剂气体的作用。冷凝器是放热的设备，将蒸发器中吸收的热量一并传递给冷却介质被带走。节流阀起降低温度降低压力的作用、还要控制液体的数量多少。 制冷方法是由制冷剂的状态变化来完实现制冷的，即：液态汽态液态。须蒸发器吸收热量是液态变成汽态，冷凝器放出热量是汽态要变成液态。用制冷剂状态变化可使外界一些介质降温升温。2.2蒸汽压缩式制冷的理论循环 如下图所示，对于压缩机的理论循环，在一定压力下，饱和蒸汽离开蒸发器然后进入压缩机的制冷剂气体； 制冷剂通过膨胀阀节流时焓值一直保持不变；制冷剂在蒸发过程时没有压力损失；制冷剂冷凝以后的温度等于冷却介质以后的温度两则相等， 然而蒸发后的温度等于被冷却介质以后的温度。所以，综上讲的实际循环是存在着一些差错，由于理论循环可将问题变得简单明了，便于对设备进行分析探讨研究，而且理论循环是以实际循环的为前提基础做出的，对它进行分析与讨论以实现实际循环。图4 理论循环点1表示制冷剂要出蒸发器的一种状态。点2表示制冷剂从压缩机出来时的一种状态。1-2表示表示等熵压缩过程 。所以由等熵线和等压线的交点来确定1点。2点则是过热蒸汽状态。点2表示制冷剂从压缩机出来时的一种状态。1-2表示表示等熵压缩过程 。所以由等熵线和等压线的交点来确定1点。2点则是过热蒸汽状态。 点3表示节流阀出来时的状态。它是将饱和液体冷却的温度对照。由于现在在冷凝压力不改变的的情况下进行的，冷凝器的部分热量放给外界冷却介质，在冷却情况下达到饱和气体（点2）和在等压和等温后继续放出热量的情况下，一直大到冷凝成饱和液体（点3）。点4表示制冷剂进蒸发器时的状态时。 3-4表示节流过程时的制冷剂。在运行中，压力是由冷凝压力转变为蒸发压力，温度由冷凝温度转为蒸发温度，并进入两个里面。因节流前后制冷剂的焓值不变，因此点4是由点3等含线和等压线的交点。由于此过程是不可逆的，所以要用一虚线来表示。 4-1表示制冷剂在蒸发器里面的气化的一种方在等温、等压下的过程中进行的，被吸取热量的液体不断气化。2.3蒸汽压缩式制冷的实际循环 1-2 （压缩机）：等熵压缩； 2-3 （冷凝器）：等压放热； 3-3（过冷器）：等压传热； 3-4（节流阀）：等焓节流； 4-1 （蒸发器）：等压吸热 图5 过冷循环 2.过热循环 1-2 （压缩机）：等熵压缩； 2-3 （冷凝器）：等压放热； 3-4 （节流阀）：等焓节流; 4-1 （蒸发器）:等压吸热 ； 1-1 （过热）：等压传热 图6过热循环3客车制冷系统的故障处理与分析3.1检查故障的方法 客车运行中的空调与制冷装置的故障检查方法很多，可以借助压力表、电流表、温度计等进行检查。也可以根据自身的感官进行来判断。如果制冷装置出现了一些故障, 不应该只看一局部, 而是对整个制冷系统进行全面检查、探讨综合分析来作出一些处理。这就需要从现实社会积累经验和理论的指导跟学习。操作人员通过积累的经验和长期实践的总结, 自己得出不少检查故障的经验和方法, 归纳成“ 一听、二摸、三看、四测、五分析” 的方法对空调机组进行故障分析与检查。“一听”听制冷剂流动的声音是否正常和听风机运行的声音;“二摸”摸系统中有关部件的冷热程度, 摸制冷装置的温度情况；“三看”看压力表电流表和指示灯的指示情况; 看室内的温度; 看油位、液位的高低; “四测”用仪器检测有无制冷剂泄漏；用万用表测量电源电压、各连接端对地电流及运转电流是否符合要求，还要测量各控制点的电位是否正常等。“五分析”首先分析空调机组本身问题造成的故障，其次检查电器部分，最后可从制冷系统的的故障开始查找和分析。3.2制冷系统运转过程中出现的基本故障 3.2.1制冷运转主机故障 1油压过低。此时首先检查油压调节，看看有没有有问题，如果一切正常，就是油系统出现问题，检查部件有没有磨损坏了，从而影响油压。 2油压过高。油压调节阀调整不准确，倒自压力偏高了。 3压缩机运转噪声大。压缩机发生夜击，由于液体对阀门产生巨大的冲击引起压缩机抖动；压缩机和各连接管路、辅助设备固定不良而造成的系统振动引起的噪声曾加，可通过紧固安装螺丝加以排除； 4压机对外泄露。通常为各轴封泄露和连接密处密封不紧固造成的，容易造成事故机体损坏。3.2.2制冷系统故障 制冷系统主要故障为冷凝压力过高和蒸发压力过低，从而没实现要求要求。常常表现为 A：冷凝压力过高 1、冷却水不够和冷风转速下降，处理方式为检查水系统是否有故障，风机的线路是否良好。 2、一些介质转变成气体，冷凝空间被占据，状态不改变，显示指示灯跳动，制冷机不运动时而它的压力高于外界温度的压力。 3、一小段制冷剂过多容易使系统压力过高。 4、造成冷凝压力过高的原因是表面脏污太多。 B：蒸发压力过低 在运行中制冷系统一般容易的故障，它产生的原因是制冷介质不充足和提供量不充分。 1、制冷介质不足 制冷系统随着外漏和空气等杂质进入使系统制冷工质的总量随之减小，又随着氟利昂液体总量减少贮存液面下降太多然而没办法正常提供液体，应查找外漏原因。 2、供给不足 主要是节流系统出现故障。3.3制冷系统启动的故障原因与分析方法 如图下表格是故障原因和处理方法 故障现象原因处理方法1压缩机不启动a.压缩机故障；b.油压继电器没有通电；a.检查并修理；b.检查油压继电器是否连接着； 2压缩机启动不久停车a.油压过低；b.启动补偿器接线及点击接线有误；c.压缩机抱缸和抱轴时a.调节油泵；b.要从新接线c.需要把压缩机拆下来，阶梯检修3.压缩机启动困难a.系统润滑不良；b.阀片泄漏气体；a.增加系统的滑轮功能；b.进行检查和修理阀片；4气缸内有敲击声a.活塞与排气阀相撞击。b.气阀螺栓松动。c.阀片损坏。d.制冷剂液体在气缸里面造成液击。a.增加它们只见到 间隙。b.旋紧气阀螺栓。c.拆缸后检查，调整修理d.调节节流阀的大小 5曲轴箱内有敲击声。a.连杆和轴承之间的缝隙过大。 a.检查调整间隙或更换6压缩机启动后无油压a.油泵被堵塞。b.油泵进油口堵塞。c.油压表不灵。a.拆卸后修理。b.检查排除污垢。c.更换油压表。7润滑油油压过低。a.吸油过滤网堵塞。b.油压调节阀失灵。c.邮箱油量不足。d.油泵齿轮有磨损。e.各部部件之间漏油。a.拆下清洗。b.检查修理。c.增加润滑油。d.检查修理或更换。e.检查修理。8压缩机耗油量增大。a. 曲轴箱内有制冷剂。b.压缩机气缸磨耗。a.关闭截止阀时。b. 检查、必要时更换。9轴封漏油或漏气。a. 轴封不密封。b. 垫片磨耗损坏。a.检查修理。b.更换垫片。10压缩机卸载装置故障。a.油压不够。b.油缸出入有杂物被堵住。a.增加一定的油压使之达到要求。b拆开清洗。11压缩机吸气温度过高。a.制冷剂太少。b.氨中含水超标。c.制冷系统隔热层不好。a.补充制冷剂。b.检查液氨含水量。c.检查修理。12 压缩机排气温度过高。a.吸入气体温度过高。b.排气阀片破裂。c.安全阀漏气d.活塞环漏气。e.连接出出现故障a.降低里面的温度。b.检查修理c.检查安全阀调整修理。d.检查修理或更换。e.检查更换。 结论 随着我国经济的快速发展，广大人民群众的生活水平慢慢的提高出去旅游的人越来越多，人们的要求也就越要，对出去的旅游所乘坐的交通工具也有要求。为了广大人民群众，无论是长途客车还是短途的客车，它们的室内都装有空调。从而被大量用在了铁路客车方面，铁路客车空调装置已经成为客车舒适乘车环境的标志。因此,加强对空调设备的维护保养,确保