关于铁路客车空调装置的论文

1 第一章 空调基本知识 1.1 空调装置的组成 客车空调装置组成：客车空调装置通常由通风系统、空气冷却系统、加热系统、加湿系统及电气控制系统五大部分组成。 铁路客车单元式空调机组是将压缩机、冷凝器、冷凝风机、气液分离器、干燥过滤器、毛细管（或膨胀阀）、通风机、蒸发器和空气预热器等集中在一个不锈钢箱体内，组成一个完整的单元吊装在车顶上。 该型机组的特点是：体积小，重量轻，结构紧凑，机组互换性好和检修方便。同时由于机组安装在车上，还可避免车辆排放废水和脏物对冷凝器的腐蚀，延长机组的使用寿命。空调机组一体化后，制冷设备管路大为缩短，不但节省大量的有色金属，还可减少泄漏。 单元式空调机组安装在车顶端部，与其配套的空调电气控制柜安装在车内配电室。空调机组与电气控制柜通过电气连接器（插头：P48K20TY-G，P48K26TY-G；插座：P48J20ZY-G，P48J26ZY-G）连接，由发电车集中供电。空调机组出风口与车内风道之间通过软风道连接，空调机组处理后的空气经车内风道由送风口送入客室内，以达到调节车内空气的目的。

1.2 客车空调基本工作原理 制冷剂循环系统： 蒸发器中的液态制冷剂吸收空气的热量（空气被降温及除湿）并开始蒸发，最终制冷剂与空气之间形成一定的温度差，液态制冷剂亦完全蒸发变为气态，后被压缩机吸入并压缩（压力和温度增加），气态制冷剂通过冷 2

凝器（风冷/水冷）吸收热量，凝结成液体。通过膨胀阀（或毛细管）节流后变成低温低压制冷剂进入蒸发器，完成制冷剂循环过程。 空气循环系统： 风机负责将空气从回风口吸入，空气经过蒸发器（降温、除湿），加湿器，加热器（升温）后经送风口送到所需空间内，送出的空气与空间内的空气混合后回到回风口。 电器自控系统： 包括电源部分和自动控制部分。 电源部分通过接触器，对压缩机、风扇、加湿器等供应电源。 自动控制部分又分为温、湿度控制及故障保护部分； 温湿度控制是通过温湿度控制器，将回风的温湿度与设定的温湿度作对比，自动运行压缩机（降温除湿），加湿器，加热器等原件，实现恒温恒湿的自动控制。 1、通风：在通风机的作用下，将经过处理的空气输送分配到客室并形成合理的气流组织，同时排出室内多余的污浊空气，使室内空气参数满足舒适和卫生要求。通风系统主要由通风机组、空气过滤器、送风道、送风口、回风口、废气排风机等组成。 2、降温：车内的循环空气及由新风道引入的新鲜空气，由机组的通风机吸入，在蒸发器前混合，通过蒸发器得到冷却，并由机组前端部出风口送入车顶通风道各格栅，向车内吹出冷风。在制冷系统连续工作下使车内温度逐渐降低，并由温度调节器自动调节车内空气温度。 3、制暖：由新风口引入的新鲜空气及车内循环空气，被机组的通风机吸入在电加热器前混合，通过电加热器加热。被加热的空气，由通过机送入车内风道各格栅，向车内送热风，使车内温度徐徐上升，并由温度调节器自动调节车内空气温度，保持车内一定的舒适温度。 3

4、加湿：目前，我国在一般车辆的空调装置中不设加湿系统，仅在某些高级公务车及特殊要求车辆上才设此系统。因此本设计对该系统不预论述。 5、电气控制：它是客车空调系统的控制中心，它按客车空调要求准确地控制着空调系统的正常工作，完成通风、制冷、制暖的手动或自动运行，使室内的空气参数控制在规定的范围内，并同时具有短路、过电压、欠电压、失电压、风机过载、压缩机、制暖保护功能。

1.3 客车空调主要技术参数 车内温度：夏季24～28℃；冬季18～20℃。 平均相对湿度：夏季40～65%；冬季40～60%，最小30%。 客室内空气中二氧化碳的容积浓度：不大于0.15%。 客室内每立方米空气的灰尘量：不超过1mg。 制冷量：KLD29机组：29.1KW；KLD40机组：40.7KW。 制暖量：KLD29机组：6KW；KLD40机组：9KW。 功率：KLD29机组：14KW；KLD40机组：18KW。

1.4 客车空调正常运行特点 空调机组运行后，应定期检查工作状况是否正常，如有异常现象应停机处理。单元式空调机组采用全封闭式压缩机，一般不设压力表，无法直接掌握系统的工作压力。因此机组的工作状态，主要根据客室降温、通风情况、电器控制柜的工作状态、仪表和指示灯显示情况等进行分析、判断。 4

1.4.1 通风工况 1、各送风口送风均匀，风量适中，送风口及回风口无水滴出。 2、通风机应无异常振动和噪音。

1.4.2 制冷工况 1、通风机、冷凝风机、压缩机应按电气联锁关系顺序起动。各台压缩机按时间继电器的调定时间延时起动。启动时，压缩机电机及各风机电机应没有异常振动和摩擦声响，工作后运转应平稳，无特别噪音。 2、当客室回风温度为24～32℃时，空调机组制冷工作电流为：KLD29机组双机工作时，不低于20～22A，单机工作，不低于13～15A；KLD40机组双机工作时，不低于29～31A，单机工作，不低于20～22A。 机组工作电流是反映机组工作状况的重要参数。一般启动时，电流增大很多，投入正常运行后，很快降到正常值。若机组电流低于上述值，系统可能有制冷剂泄漏；若偏高太多，则可能有机械或电气方面的故障。 3、机组运行后，客室各出风口应有冷风吹出，在外温不大于35℃时，客室温度能自动控制在调定范围内（一般为22～28℃）。当双机工作时，回风口和送风口的温差应大于10℃

1.4.3 加热工况 1、通风机、电预热器能按联锁关系顺序工作。 2、各室出风口应有暖风吹出，室内温度能控制在规定的范围内（一般为16～19.5℃）。当两组预热器工作时，回风口与送风口的温差应为7～9℃。 5

1.4.4 电气控制柜 柜内各电器元件动作顺序正常，应无焦味、无电磁噪音、无异常温升及打火现象。 机组运行后，应检查工作状况是否正常，如有异常现象停机处理。单元式空调机组采用全封闭式压缩机，一般不设压力表，无法直接掌握系统的工作压力。机组工作状态主要是根据客室降温、通风情况、电器控制柜的工作状态、仪表和指示灯显示情况等进行分析。 6

第二章 客车空调故障分析及改进建议 2.1 检查故障的一般方法 2.1.1 需要注意的事项 首先在处理故障时，如果遇到机组上设的某种自动保护装置动作，自动切断压缩机或电加热器电源时，应立即请专业人员进行处理，在故障原因未查清，故障未处理之前，切不可重新合闸或按复位按钮。对于单元式空调机组，因为每台机组上都安装两套独立的制冷系统，因此，当其中的一套制冷系统出现故障时，应在处理故障的同时，手动启动另一套系统工作，以保持车内一定的空气参数。、

2.1.2 空调与制冷装置故障 1、当空调与制冷装置出现故障时，要及时了解空调机组的工作情况。若发现客室内降温不良，压缩机故障灯亮，电压值或电流值不正常等情况，应认真进行检查。检查客室内关门、关窗情况，各出风口是否出风均匀及堵塞，回风网是否脏堵。发现故障应判断出是哪一部分，哪个范围。发现电源缺相、机组有异常声响，控制柜内发出焦味、冒烟或电器接线温度升高、打火等现象，应立即切断电源进行检查。 2、经过实践行成了一套对制冷装置检查的方法：一看、二听、三摸、四测。 （1）一看就是看电流表及配电柜指示灯的指示情况（有压力表、油压表的要看压力在正常值范围内）；压力继电器、温度控制器、压差继电器的整定器是否合适；机组各部件有无破损，制冷管路有无裂缝，连接部位是 7

否有松脱，电器接线有无断开；蒸发器和吸气管处的结露或结霜是否正常；润滑油和制冷剂的液位高度是否正常。 （2）二听就是听压缩机和风机的运转声音，有无杂音、电机噪音是否过大；有膨胀阀的要听膨胀阀内制冷剂的流动声是否正常。 （3）三摸就是摸压缩机外壳及轴承和轴封处是否过热；过滤器表面的温度是否正常（应比环境温度稍高些），若出现低于环境温度或结露现象，说明其中的过滤网已局部堵塞，而产生节流降温现象；吸气管的温度是否正常；压缩机的振动是否正常。 （4）四测就是用万用表、兆欧表、钳型电流表等测量电压，绝缘阻值以及运转电流是否符合要求；用压力表测量压缩机的吸排气压力是否在正常范围内；用电子检漏仪检查制冷剂有无泄漏。

2.1.3 控制系统故障 当控制系统出现故障时，应首先看懂电路图，根据现象初步判定哪个回路出现了问题，先检查主回路，再检查控制回路，检查时要从电源的源头查起，可采取逐点测量的方法逐个部件排除。

2.1.4 制冷剂泄漏 用电流表测量压缩机工作电流，判断制冷剂是否有泄漏。空调机组产品说明书中所标明的压缩机额定电流，是制造厂在实验室中做典型试验时，在测量名义制冷量时，所测得的额定电流。它是在规定的空调工况下（室内侧tg=29℃，ts=23℃，室外侧进风温度tg=35℃）测量的。若空调机组是在接近规定的空调工况下运行，其工作电流接近额定电流，则可说明空调机组制冷量能达到它的名义制冷量。若工作电流低于产品的额定电流，则其输入功率低，说明其实际制冷量小于名义制冷量。若测出电流高于额 8

定电流，不能说明实际制冷量高于名义制冷量，只能说明空调机组有故障，应查找原因。因此，我们可根据压缩机工作电流偏离额定电流的情况来粗略判别压缩机工作是否正常。在空调客车上，我们可以首先用钳型电流表测量压缩机三相工作电流，并记下室内、室外温度，之后与泄漏判定曲线进行比较，凡压缩机工作电流在判定线以下的，即可以定为制冷剂不足。

2.1.5 发生火灾事故 在遇到车辆发生火灾、脱轨颠覆等突发事故时，应立即切断空调机组电源，以防事故扩大。

2.2 空调装置故障的分类 通过对空调客车结构、原理进行分析，结合具体实践，空调装置的故障主要有以下四大类： 1、通风系统故障 2、制冷系统故障 3、制暖系统故障 4、电器控制系统故障 5、测温系统存在误差 6、特殊故障

2.3 空调系统常见故障的判断分析与处理 2.3.1 通风系统故障 1、不出风：出风口无风可以肯定通风机没有运转，首先检查通风机的