制动课件：单元2供风系统

，教学目标，1。了解活塞式空气压缩机的结构和工作原理，2号机组供气系统。掌握螺杆式空气压缩机的结构和工作原理。掌握空气干燥器的工作原理。掌握气源系统、2.1空压机组的组成和管道系统，供气系统是向整个列车提供压缩空气的气源。它不仅针对空气制动系统，还为其他空气部件提供气源，如气动旋塞门、气喇叭(气管)、受电弓气动控制、车钩操作气动控制设备、空气弹簧、刮雨器等。供气系统产生的压缩空气为用气设备的驱动提供动力，压缩空气的净化和干燥处理是必不可少的。其目的是清除压缩空气中的灰尘、杂质、油滴和水分，确保制动系统和其他用气设备能够长时间可靠工作。为了获得清洁干燥的压缩空气，总供气系统主要由空气压缩机组、二次冷却器、空气干燥器、气缸及其他空气管道辅助部件组成。将其他形式的能量转换成气动能量的设备叫做空气压缩机。根据输出压力，可分为低压(0.2 1.0 10兆帕)、中压(1.0 10兆帕)和高压(10兆帕以上)。根据工作原理，它分为容积式(通过减少单位质量气体的体积来获得压力)和速度式(通过增加单位质量气体的速度并将动能转化为压力能来获得压力)。根据气流方向与机器轴线方向的夹角不同，速度型可分为离心型(垂直方向)和轴向型(平行方向)。常见的低压容积式空气压缩机根据结构不同可分为活塞式、叶片式和螺杆式，分别如图2-1、2-2和2-3所示。它的基本原理是通过改变一个可变的封闭空间来产生吸入和排出，并通过适当的流量分配机构来完成工作过程。然而，由于空气没有自润滑特性，所以必须单独润滑，这就带来了污油混入空气中的问题。2.1空气压缩机组，2.1空气压缩机组，图2-1活塞式空气压缩机1和3-活塞式；2-中冷器。2.1空压机组，图2-2叶片式空压机，图2-3螺杆式空压机，城市轨道车辆使用的空压机要求具有低噪音、振动小、结构紧凑、维护方便、环保实用性强的特点，其DC驱动电机已逐渐被交流电机驱动所取代。目前，活塞式空气压缩机和螺杆式空气压缩机主要用于城市轨道车辆。2.1空气压缩机组，1。活塞式空气压缩机，1。结构组成：由固定机构、运动机构、进排气机构、中间冷却装置和润滑装置组成。其中固定机构包括机体、气缸和气缸盖；运动机构包括曲轴、连杆和活塞；进气/排气机构包括空气滤清器和空气阀。中冷器包括一个中冷器(简称中冷器)和一个冷却风扇。润滑装置包括润滑油泵、润滑油回路等。如图2-4所示。2.1空气压缩机单元，1。结构组成，图2-4活塞式空气压缩机1-润滑油泵的作用原理；2-有机体；3-油压表；4-空气过滤器；5，8-进气门件；6-排气阀片；7，9-低压活塞；10-高压活塞；11-主气缸；12-压力控制器；13-上部集气箱；14-散热管；15-下部集管。电机通过联轴器带动空气压缩机的曲轴转动，曲柄连杆机构同时带动高低压气缸的活塞在气缸内上下往复运动。由于曲轴中间的三个轴颈在轴向平面上彼此形成1200，两个低压缸活塞和一个高压缸活塞分别分开1200转角。当低压活塞下降时，在活塞顶面和气缸盖之间形成真空，通过空气过滤器的空气推动进气阀件(进气阀件的弹簧被压缩)进入低压气缸。此时，排气门在t下关闭由两个低压气缸输送的低压空气通过气缸盖的同一通道进入中间冷却器。空气经中冷器冷却后，进入高压气缸进行二次压缩，压缩空气通过排气口和主气管送入主气缸储存。高压活塞的进气和排气功能与低压活塞相同。2。工作原理。在应用中，主气缸的压力保持在一定范围内，如750 900千帕，这是通过空气压缩机压力控制器(压力调节器)自动控制空气压缩机的启动或停止来实现的。当主气缸压力逐渐增加到规定的压力上限时，压力控制器切断空气压缩机驱动电机的电源，停止空气压缩机工作；然而，随着设备用空气和管道泄漏，主气缸的压力逐渐降低。当达到规定压力的下限时，压力控制器接通空气压缩机驱动电机的电源，使空气压缩机开始工作，主气缸的压力再次上升。这样，主气缸的压力总是控制在规定的范围内。以下是城市轨道车辆的两种活塞式空气压缩机：VV230/180-2活塞式空气压缩机，排气容积为1500升/分钟，输出压力为1100千帕，转速为1520转/分钟，由1500伏DC电机M通过弹性联轴器直接驱动。四个气缸(其中三个低压气缸的直径为95毫米，一个高压气缸的直径为85毫米)，两级压缩，两个空气冷却器(中间冷却或后冷却)和风扇强制通风。这台压缩机的主要特点是它的气缸体和曲轴箱没有连成一体。这种设计便于气缸套的安装和更换。VV120/150-1活塞式空气压缩机的工作原理如图2-5所示。这台压缩机由三个气缸组成，其中两个是低压气缸，一个是高压气缸。这三个圆筒呈W形排列。两级压缩配有两个空气冷却器。排量为920升/分钟，输出压力为1000千帕，转速为1450转/分钟，由380伏三相50Hz交流鼠笼异步电动机驱动。电机与压缩机永久连接，无需维护，并且有一个自定心法兰连接。这种布置不需要电机和压缩机之间非常精确的线性连接。其空气过滤器采用滤纸过滤，其效果优于油浴过滤器，但其应用成本较高。冷却风扇的叶片不是直接安装在曲轴的末端，而是通过温度控制的液压耦合器连接，也称为粘性连接。当温度较低时，联轴器中液体的粘度很低，扭矩不会传递，因此可以节省能量。这种空气压缩机单元的主要优点之一是，在4.6米2的距离内，噪声的声压级仅为64dB(A)。工作原理，2。工作原理，图2-5VV120型电动空气压缩机1-驱动电机；2-进气过滤器；3-呼吸器；4-聚合物过滤器；5低压缸；6-低压阀；7-高压缸；8-高压阀；9-冷却入口；10-粘性风扇；11-风扇叶片；12，18-弹性装置；13-曲轴；14-曲轴箱；15-油位观察镜；16-中间法兰；17-挠性联轴节；A1-空气出口；A2-进气口；A3-冷却空气。2.螺杆空气压缩机1。用途和功能：TSAG-0.9ARII螺杆式空气压缩机组是专为地铁或轻轨车辆设计的电动空气压缩机。其主要目的是为地铁或轻轨车辆的制动系统提供清洁的压缩空气。其结构组成如图2-6所示。(1)结构：TSAG-0.9ARII型螺杆式空气压缩机组由五个主要部件组成：驱动装置、空气压缩机本体、空气冷却装置、空气净化装置和吊架，它们通过螺栓连接在一起形成一个紧凑的单元。2.1、空压机组，工作原理如图2-7所示。它的主机是一台双转轴容积式压缩机，转子是一对啮合不对称的螺杆。主动转子是外螺纹，从动转子是内螺纹。主螺钉和辅助螺钉的齿数比为4: 5、4: 6或5: 6，具体取决于容量此外，连续注入的机油与压缩空气混合，带走压缩过程中产生的热量，保持螺杆副的长期可靠运行。当螺旋副啮合并旋转时，它从进气口吸入空气，并被压缩，从出气口排出，以获得具有一定压力的压缩空气。用途和功能图2-6 2-6TSAG-0.9 ARII螺杆式空气压缩机组的结构图1-电机；2-中等支架；3-蜗壳；4-压力保护器；5-冷却器；6-冷却系统；7-机体的油气桶部分；8-压力保持阀；9-真空指示器；10-进气门；11-鼻子；12-用于石油和天然气桶的油过滤器；13-油视镜；14-空气过滤器。1.用途和功能图2-7螺杆式空气压缩机的工作原理图。螺杆对是一对齿数比为4: 6的螺杆，它们以特定的螺旋角相互啮合。外螺纹(通常用作驱动螺杆)是凸形不对称齿，而内螺纹(通常用作从动螺杆)是薄齿曲面齿。两个螺钉的齿截面轮廓经过特殊设计和精确研磨。在啮合过程中，两个齿之间的“零”间隙总是紧密地粘附在一起，形成一个空气挤压腔。(2)功能：驱动装置：法兰式三相交流电机。空压机体：空压机头安装在空压机的油缸内，分油系统也安装在油缸内。该主要部件还配备有用于过滤、控制和监控润滑油的各种部件。中间支架和蜗壳：形成一个非常刚性的结构，使组件自支撑。离心风扇容纳在蜗壳中，并且风扇安装在马达和空气压缩机的螺杆组之间的联轴器上。扩散器连接蜗壳和冷却器，冷却器起到冷却压缩空气和润滑油的双重作用。这种复合部件将压缩产生的热量与离心风扇提供的冷却空气进行交换。吊架：驱动装置、空气压缩机本体和冷却装置三个主要部件通过弹性减振垫稳定地悬挂在钢制吊架上。吊架上方有八个安装孔，用于与车辆固定。1。使用和功能，9巴空气排量0.9 m3/min；循环空气消耗率为15%；额定排气压力为9巴；干燥后空气质量：含油率2(ISO8573-1)，粉尘污染2(ISO8573-1)，出口相对湿度30%；机组工作环境温度为-200至450；干燥废气的湿度不高于环境的150；1m处的声压级DBA；输入电压380v；频率50HZ。启动电流190安；电机速度1460转/分钟。压缩机速度1460转/分钟。压力开关设定值3巴；温度开关的设定值为1050c；润滑油的量是5.5升.主要技术参数螺杆式空气压缩机与活塞式空气压缩机相比，有其自身的特点。(1)噪音低，振动小。螺杆式空气压缩机工作时，转动部分的两个螺杆的运动在质心位置没有变化，因此没有振动的干扰力。通过精密加工和精密研磨制造的内螺纹和外螺纹与壳体之间的间隙通过注油密封和冷却，没有机械接触和摩擦，因此操作噪音低。其喷油润滑也大大降低了噪音强度，一般不超过85dB(A)。此外，其空气压缩过程是连续的，并且不受空气阀的打开和关闭的限制。因此，压缩空气的流动是连续和平稳的，没有脉动。螺杆式空气压缩机可靠性高、使用寿命长的特点。当螺杆式空气压缩机工作时，除了轴承、轴封和其他部件之外，没有任何部件因相对运动而承受摩擦。内螺纹和外螺纹与外壳之间没有机械接触和摩擦，操作过程中也没有磨损。它的这一特点形成了它的高可靠性和免维护性。一般来说，螺杆式空气压缩机的检修周期可以保证不短于整车的检修周期。(3)简单维护。运行中，检查和检修人员只需注意观察螺杆式空气压缩机的油位不低于油位表或油位观察窗标记的线。为了确保空气过滤器不脏到堵塞的程度，空气压缩机可以工作在，3。螺杆式空气压缩机的特点压缩机的工作过程分为吸气、压缩和排气三个阶段，如流程图2-8所示。4、螺杆空气压缩机的工作原理，图2-8螺杆空气压缩机系统流程图，1-螺杆空气压缩机；2-耦合；3-冷却风扇；4-电机；5-空气和油冷却器(油冷却装置)；6-冷却器(压缩空气后冷却装置)；7-压力开关；8-进气门；9-真空指示器；10-空气过滤器；11-细油分离器；12-最小压力维持阀；13-安全阀；14-温度开关；15-油视镜；16-排油阀；17-温度控制阀；18-油气罐的组成；19-机油滤清器；20-止回阀。(1)吸气过程。螺杆安装在壳体内，螺杆的部分凹槽在自然状态下与壳体上的进气口相通。也就是说，在任何时候，无论螺杆式空气压缩机的螺杆旋转到哪里，总会有空气充满通过进气口与进气口连通的凹槽。这是压缩机的吸入过程。当主转子和辅助转子的两个转子结束它们的吸力时，充满空气的螺旋槽的齿顶附着在壳体空腔的壁上。此时，齿槽中的空气被隔离，不再与外界相通，失去了相对流动的自由，即“封闭”。当抽吸过程完成时，两个螺杆开始在抽吸口的相对侧啮合，并且封闭在螺杆齿槽中的空气量逐渐减少，压力上升，并且压缩开始。4、螺杆式空气压缩机的工作原理，(2)压缩过程。随着压缩机的两个转子的连续旋转，空气密封的螺旋槽和相对的螺旋齿之间的接合从吸入端向排出端连续发展。啮合的齿占据最初膨胀的凹槽的空间，挤压凹槽中的空气，并且体积逐渐减小，而压力随着体积的减小而逐渐增大。空气在被包裹和旋转的同时被持续压缩，从吸入结束开始，一直持续到排气口打开。当螺杆的前端面转动被螺杆遮挡的壳体端面上的排气口时，齿槽内的空气与排气腔内的空气连通，压缩空气开始进入排气腔，压缩机内的压缩过程结束。这种体积减小和压力升高的过程就是压缩机的压缩过程。在压缩过程中，压缩机不断将润滑油注入压缩室和轴承。其主要功能如下：4 .螺杆空气压缩机的工作原理及润滑功能：注入的油在螺杆的齿面形成油膜，使啮合齿的齿面、齿顶和壳体不直接接触，不会发生因油膜引起的干摩擦和磨损。密封效果：润滑油膜填充了螺杆的啮合齿与齿之间以及齿顶与壳体之间的间隙，防止了压缩空气的泄漏，起到密封作用，提高了压缩机的容积效率。降噪功能：注入的机油与压缩空气混合。当油气混合物的压力变化时，不可压缩的液体油可以部分吸收和减轻压缩空气膨胀产生的气动高频噪声。冷却效果：注入的润滑油接触螺杆、套管壁和压缩空气，吸收压缩热量并将其取出。机油的热量通过机器外部的冷却系统由冷却空气散发，从而确保压缩机在理想的工作温度下工作，并确保机器的可靠性和使用寿命。4、螺杆式空气压缩机的工作原理，(3)排气过程。当压缩过程结束，被压缩空气封闭的螺旋槽的端缘与螺杆外壳端壁上的排气口的边缘连通时，压缩空气被迅速推出排气口，进入螺杆压缩机的排气腔。随着螺杆对继续旋转，螺杆接合继续向排气端移动，逐渐挤出该凹槽中的所有压缩空气。这是