【《CRH2型动车组空调机组常见故障处理研究》6100字（论文）】

第第页共11页1引言和谐号CRH2型电力动车组是现在还在运行于中国大陆的高铁动车组列车种类之一，它的原型车是日本\t"/item/%E5%92%8C%E8%B0%90%E5%8F%B7CRH2%E5%9E%8B%E7%94%B5%E5%8A%9B%E5%8A%A8%E8%BD%A6%E7%BB%84/_blank"川崎重工业株式会社生产的\t"/item/%E5%92%8C%E8%B0%90%E5%8F%B7CRH2%E5%9E%8B%E7%94%B5%E5%8A%9B%E5%8A%A8%E8%BD%A6%E7%BB%84/_blank"新干线E2-1000型\t"/item/%E5%92%8C%E8%B0%90%E5%8F%B7CRH2%E5%9E%8B%E7%94%B5%E5%8A%9B%E5%8A%A8%E8%BD%A6%E7%BB%84/_blank"新干线列车。这个型号现在在中国国内应用非常广泛，主要是在为国家干线铁路、区际干线铁路和城际市郊铁路等各种新建的高级铁路服务，它的构造速度在200km/h到350km/h之间。CRH2系列车型是国内大功率动车组的主力军，车辆在高速、启停、安全、检测、耐寒、抗沙和卧铺等各方面的运用都十分广泛，城际列车、长途列车、高速列车和高速综合检测列车等都能看到它的身影，后续有很多国产高速列车都以它为基础技术平台进行研制。现在于CRH2型动车组上安装了一种全新的空调系统，相比较传统的列车空调系统有非常大的区别,它的空调系统名叫EU651空调装置,它的特征一般表现出来的是在很长时间内运行稳定。不过,即使是时间较长，它也会出现故障,比如运行时候噪音太大、部分情况下制冷或制热效果降低等现象。但随着我国动车组技术日新月异的发展，人们对铁路旅客列车运输的安全性和舒适性提出了更高的要求。空调系统是列车的“呼吸器官”，它的主要目的是在任何气候和行驶条件下，通过强迫通风、人工制冷和采暖的加法，调节车内的温度、湿度、气流速度等各项条件，从而达到为旅客提供舒适的乘车环境的目的。空调系统作为CRH2A型动车组十大配套设施之一，不仅是用来控制列车客室环境的一个重要功能系统，也是动车组电气设备的重要组成部分。动车组空调控制系统能保证在各种工况下，控制空调各部分协调工作，并能实现对自身的自我保护功能。空调控制系统作为动车组空调系统的重要枢纽，能保证空调系统高效率运行，它的改进和优化对空调系统的改进具有重要意义。国内外空调控制系统较早的是运用常规的PID控制，且现在仍然有90%以上采用PID控制，常规PID控制方法具有适应性强、技术完善、参数易于调整、易于控制和成本较低等优点。但PID控制器的参数不能随着系统模型参数的改变而改变，导致系统性能变差或者产生振荡。20世纪80年代开始智能控制得到很大的发展，近年来我国大批的科研工作者投入大量的精力对智能控制空调方面进行研究和试验，空调控制技术得到了迅速的发展。本文主要介绍了空调控制系统的组成及其工作原理，分析了控制系统的一些常见故障及处理方法等。针对控制系统提出了一些保养与检修的方法。2CRH2动车组空调系统概述2.1CRH2空调系统组成及分布CRH2型动车组的空调系统主要是由控制系统空调装置和通风换气系统构成。空调装置由空调机组和车上配电柜内的空调显示设定器组成。车辆内的制冷是通过空调机组的制冷系统进行的，车辆内的制热是通过安装在空调机组内部的电加热器进行的。安装在车下的通风系统和空调机组的换气装置相连。空调系统的通风系统包括新风、送风、回风、排风四种用途的风道。换气装置把在车厢内的卫生间废气用废排风道全部排出。在可吸烟车厢内为了保证车厢内部的空气质量，设计师把空气清洁机安装在车厢内端墙上。设计师将CRH2型动车组车底安装的空调装置为VVVF变频空调,这样做的目的是为了提高了空调制冷的节能技术。每1节车厢有2台安装在车底的空调装置，每1节车厢1台换气装置它们与车体内的风道连接，出风口和回风口被设置在车厢通路部，车内的排气是用安装在驾驶室、车厢内的排气口导入到车底排气风道内。3号和6号车厢内设置有空气净化机。驾驶室设有单独的空调装置及车内压释放阀。动车设有牵引电动机冷却用电动送风机及风道。图2.1所示为司机室空调与换气装置车底布置图。图2.1司机室空调与换气装置车底布置图2.2CRH2空调系统控制系统空调显示设定器、变频装置和继电器及多个控制电路开合的接触器组成CRH2动车组空调控制系统。

变频控制是CRH2空调机组的主要控制方式，变频装置安装在空调装置内。在客室车厢中有两个温度传感器，这两个温度传感器检测的温度平均后得到车厢内温度，然后将车厢内温度传送给变频装置。变频装置将显示设定器设定的标准温度和车厢内温度进行比较后，最后再决定压缩机、送风机相关装置和设备及元器件的通断控制及运行频率。此外，空调显示设定器接收来自车上监视装置(车辆信息控制装置)的相关信息，并向变频装置发出空气调节指令。同时，空调显示设定器还显示来自变频装置传来的状态信息，并将这些状态信息传送给车上监视装置。空调夏季制冷时的工作原理：先将来自接触网由牵引变压器降压后得到的AC400V/50Hz经整流与逆变后供给制冷压缩机。制冷压缩机通过接触器连接并控制它的通断，再对客室内温度值与空调显示设定器设置的温度值进行比较，实现对空调机组的压缩机进行变频控制。最后控制制冷压缩机输入的频率和电压，使其制冷量发生改变，从而控制客室内的温度。如图：图2.2空调控制系统原理图2.3CRH2空调装置EU651型空调机组，适用于新干线车辆。本空调装置的空气排出口、回风口各自连接到贯通车厢地板下、顶棚的送风道和抽吸车内空气的回风道上。制冷时，由回风道吸收的车厢内的空气，与换气装置通过供气道送来的新鲜外来空气混合，通过空调装置回风口上的车厢内过滤器与车厢内热交换器进行热交换，从而形成冷风。制暖时，由回风道吸入的空气与新鲜外来空气混合，通过空调装置回风口上的车厢内过滤器，由电热器加热，通过与制冷同样的路径形成暖风。

2.3.1制冷系统

制冷系统由压缩机、室外热交换器、干燥器、毛细管、车厢内热交换器、冷凝器及配管所构成，各个机器与配管焊接形成完全密团，里面封入了制冷剂。

压缩机:采用全封闭型涡旋压缩机将吸入的低温的制冷过后的气体，压缩为高温高压的气体后送出。

室外热交换器:采用全封闭型涡旋压缩机将吸入的低温的制冷过后的气体，压缩为高温高压的气体后送出。制冷剂干燥器:吸收制冷液体中的水分。

毛细管:在通过面积很小的阻力管时，高压的制冷液体变成低压气体液体混合的状态。制冷剂在减压同时，温度也随之下降。

车厢内热交换器:车内热交换器把低温，低压的气液态混合的制冷剂气化，导入车厢，吸收车厢内热量使温度下降。产生的冷风，吸收了人体与车体部分热量又变为暖空气，再次回到车厢内热交换器。冷凝器将制冷剂气体和液体分离。如图：图2.4空调机组制冷工作原理图2.3.2变频装置CRH2型动车组空调机组的变频装置是在内置的空调机内的，通过比较显示设定器的设定温度值与温度传感器的检测值，对压缩机及室内外风机进行运行控制。本变频装置由变频单元，电容器单元，交流电抗器，直流电抗器，限流电阻，接触器构成。变频装置中内含1个交流变换器回路和2个逆变器回路。

2.3.3.空调显示设定器

空调显示设定器显示车上监控装置传来的内容，同时向变频装置下达空调指令。另外，在显示由变频装置传来状态信息的同时，向车上监控装置传递信息，空调的各种设定，具有从车上监控装置得到的信息和空调显示设定器自身设定的指令或数字中，优先采用后面设定的机能。2.4CRH2通风换气系统2.4.1.换气装置高速运行的车辆，在进入隧道的时候其车外压力变化很大，如果不抑制住车外压力变动传导给车内的话，乘客会感觉到耳鸣不适感。为了防止车外压力变动传到车内，车内换气使用供排风-体的连续换气装置。换气装置采用变频装置控制送风机的运行频率，通过提高送风机的静压力性能，能够更好地抑制车内的压力变动，并且带有确保换气量的特性。

2.4.2.通风系统

客室空调机组安装在车下，空调装置的送风口与设在客室地板中部的主送风道通过车下风道连通，并通过窗间风道与顶板位置处的客室送风道连通:回风口与吸入车内空气的回风道连接，回风道又通过车下风道与机组回风口连通。制冷送风时，从回风道吸入的客室内空气与换气装置通过新风道送入的新鲜外气相混合，经设置在客室空调机组回风口处的回风过滤网，进入空调蒸发器，在蒸发器内进行热交换，冷却为冷空气。该冷空气经车下风道、地板中送风道、窗间风道、客室送风道从客室行李架下送风口及窗上送风口吹入客室，向乘客提供冷风。暖气输送时，从回风道吸入空气，同样与新鲜空气混合，通过设置在空调装置回风口的过滤网，进入空调机组，在机组内由电热元件加热，通过相同路径，向乘客提供暖风。另外，通风系统中设置的换气装置也通过特殊螺栓安装在底架横梁上，换气装置即国内空调新风装置与废排装置的结合体，换气装置采用双向风机原理，排出车内的废气，并向空调机组提供新风。3CRH2空调系统常见故障分析3.1空调机组夏季常见问题我国气候冬季南北温差大,夏季普遍高温的特征对动车组空调系统性能提出了较高的稳定性要求。尤其是夏季高温高湿的气候特点,使得在实际运营过程中动车组空调故障较为频繁,其主要故障现象和原因分析如下:(1)空调制冷不良。空调制冷不良主要原因有两个方面,一是空调装置回风口滤网堵塞,造成致车内循环的风量不够;二是蒸发器处冷凝水排水不畅、积水,造成空调制冷异常。(2)空调震动噪音大。空调震动噪音大主要原因为冷凝风机转动不平衡及离心风机轴承卡滞造成车体异常震动。(3)空调装置高压开关动作。空调装置高压开关动作主要原因为冷凝器滤网脏堵导致通风不畅、冷凝风机不工作导致冷凝器散热不良,以及冷凝器高压管路压力过高。(4)空调装置低压开关动作。空调装置低压开关动作主要原因为制冷剂泄露及由于蒸发器通风不良结冰造成低压检测开关误动作。3.2空调机组一般常见问题3.2.1制冷、制热效果不佳(1)回风过滤器堵塞，导致车内循环风量不够，造成制冷、制热效果不佳。(2)

冷凝水排水不畅，造成空调制冷不佳。动车组空调冷凝水排水不是采取直排式，而是采取让冷凝水先流入积水托盘内、后用排水泵抽取的方式，这是为动车组保持良好的气密性而设计的。夏季，天气炎热，空调制冷量大，产生冷凝水多，一旦积水托盘内脏堵，

导致排水泵控制浮子开关堵塞不动作，冷凝水积聚后不能排出，造成空调机组故障。(3)

室内及室外热交换器网眼堵塞，空调出现供风不足。(4)

如果出现完全不制冷、制热现象

就很有可能是压缩机或加热器故障。3.2.2空调震动、噪声大空调系统风机故障是造成空调系统振动、噪声大的主要原因。离心风机轴承卡滞和冷凝风机转动不平衡，造成车体异常振动。动车组空调机组安装于车底板骨架上，与车体形成一个整体结构，空调机组振动势必造成车体振动。空调机组运动部件有离心风机和冷凝风机，离心风机虽然密封于空调机组中部，不受外界环境影响，但轴承制造质量存在问题，经常出现卡滞，造成空调机组异常振动。冷凝风机扇叶转盘是暴露于外面的，局部很容易集结灰尘，造成风机转动不平衡，导致空调系统振动、噪声大。3.2.3过流继电器动作造成过流继电器动作的主要原因有:

(1)室内外热交换器滤网比较脏，供风非常小，空调系统会出现自我保护而跳空气开关。(2)空调风机故障，不能提供循环所用的风量，导致CPOCR1,2继电器失电。(3)由于外界温度过高，超出空调系统运行的温度范围就会出现跳空气开关的现象。(4)压缩机故障，彻底不工作。4CRH2空调系统检修改进建议4.1一般检修改进建议(1)夏季加强对动车组空调装置滤网的检查和清洁,增加蒸发器处冷凝水排水检查,保证滤网清洁通畅、排水无阻,并根据季节和环境变化优化滤网清洁周期,避免滤网堵塞。(2)加强一级修对客室空调、司机室空调的功能试验,在试验时重点査看各车空调出风口风量及制冷效果是否正常。(3)定期查看空调压缩机、风机在全功率状态下电流值是否正常,定期检查各车厢空调控制器上有故障信息及故障代码报出。(4)随车机械师加强空调知识培训及途中应急处置演练,避免因处置不当造成运营事故。4.2专项检修改进建议4.2.1室内回风过滤器堵塞空调的制冷和制热效果不佳一般是由回风过滤器堵塞造成的，对于这情况,

首先要事先准备新的过滤元件，清除有故障的过滤器，换上新的过滤元件，如果遇到些突发的情况，没有事先准备的过滤元件，应该把过滤网拆下来进行清洗，再安装上去，保证回风过滤器的通畅。

4.2.2室内和室外交换器堵塞

造成堵塞不外乎就是灰尘引起的，如果在灰尘不多的情况下，可以在缝隙间进行喷吹，吹出的这股气流正好和运行的气流相反，有助于灰尘的去除。再就是用吸尘器把脏污较多的一侧清理干净。如果在清理的过程中遇到灰尘或者有别的污染物比较严重的时候，就需要维修人员进行拆卸用温水清洗。

4.2.3对风机的清理

空调装置上的风机是个重要的元件，所以上面的灰尘要及时的清理，对于风机的清理相对来说是比较严格的，必须要用到揉软的毛巾和毛刷，还要注意在清理的过程当中避免风机叶片的变形，如果操作不当，会导致叶片变形使得风机运行时产生噪音震动。

结论本文主要以CRH2型动车组空调系统的常见故障为主要研究对象，分别对CRH2型动车组背景空调系统组成空调系统的主要运行原理做了介绍，同时也把现在动车组常用空调系统的结构组成，工作原理和故障表现进行了分析探究。对制冷系统，控制系统，变频系统，空调设定器以及通风装置，换气装置，空调设定，控制装置等几个主要的结构组成进行了分析，然后是二系空调常见的故障分析，原理和结构包括空调机组夏季常见问题，空调机组工作过程当中的常见问题，以及空调系统工作过程当中制冷制热效果不佳，空调制冷系统噪声较大，振动频率较高，工作过程当中空调过流继电器出现问题。根据问题原因和问题的常见状况进行了深入分析，然后分析空调系统检修维护的相关建议，包括一般性的普通检修维护改进建议，以及针对不同空调系统故障案例和故障类型提出的改进方案和建议。然后分析的是针对性的改进，建议包括室内回风，滤波器堵塞和室内室外交换器堵塞，以及对风机的影响和清理等以及定时定期的检修维护工作，希望这些工作能够提升整体的可靠性。本文充分了解动车组空调系统工作过程当中的故障案例，故障类型和故障的影响，并且结合自身的工作经验和所学相关知识为检修维护工作提供相应的支持和帮助，提升整体的空调系统