利用变频技术防止机车空压机润滑油乳化.pdf

第27卷第5期
机电产品发与创新
Vol 27. No5
2014年9月
evelopment Innovation of Machinery Electrical Products
Sep.,2014
文章编号:1002-6673(2014)05-119-02
利用变频技术防止机车空压机润滑油乳化
陈湘
(湖南铁路科技职业技术学院,湖南株洲412000)0
摘要:分析了机车空压机润滑油乳化的主要原因和一般解决措施及不足,重点阐述了利用变频技术解决
机车空压机润滑油的方案、原理、设计及效果。
关键词:变频技术;空压机;润滑油乳化
中图分类号:TN77文献标识码:Adoi:10.3969/ J. ssn.1002-6673.2014.05.046
游的水份,因此干燥器的使用效果非常有限。
0引言
温控阀用于输入温度信号,输出电信号,当温度超
机车空压机润滑油乳化多发生在冬春季节、空气中「过限定值时将切断电路,从现场调查情况看,对提高油
水分含量较高,而气温较低。空压机工作时,外部的比温改善润滑油乳化现象基本没有实质的作用。
较潮湿的空气经由空气滤清阀、进气止回阀进入空压机
也有些企业采用提高空气滤清器的过滤精度,机组
内部;同时,机油在压缩机组内部压差的作用下,经机
定期放水等方法试图解决空压机润滑油的乳化问题,有
油滤清器被吸入压缩机,如果此时环境温度较低,并且
一定的效果,但都不能从根本上解决。
空压机停止运转或长时间停放,油品就容易乳化。
(2)调整通风机的位置。大部分的电力机车的车体通
通过分析可以看出:空压机润滑油乳化的原因主要
风机分别安装在它的两个螺杆泵的正上方,车体通风机
有两个,一是空压机内部有水份,二是压缩机油汽筒内以4mA的流量将室外的冷却空气直接吹扫到螺杆泵油
压缩空气的温度比较低。
气筒上。雨雪天气时,大量的消气被螺杆泵吸人压缩机
中,同时,因为大量冷空气直接吹扫到螺杆油气筒上,
1解决空压机润滑油乳化的一般措施及不足造成螺杆泵油气简的温度很难上升。有测量数据显示
(1)减少空压机内部的水份。尽量使用高品质的机油
当车体外环境温度为5℃时,空压机正常工作时螺杄泵
如果机油中的水分含量较高,容易导致乳化。但是,大
附近的温度只有7℃,油气筒温度为72℃;风泵停止后,
多数空压机在使用厂家指定机油的情况下仍然属性屯润油气筒温度很快降到53℃,造成压缩空气的实际温度低
滑油乳化现象,说明提高机油品质不能从根本上避免润
于其压力露点温度,使空压机润滑油乳化。因此,设计
滑油的乳化。
时,车体通风机与空压机最好保持一定的距离,避免对
也可以加强空压机的密封改善空炷机润滑油的乳化
油气筒进行冷却。对于现有的车辆,在不可能改变通风
现象。因为曲轴箱的支承点及注油孔等密封不好,可导
机位置的情况下,可以改变通风机的出口方向,如
致大量潮湿空气或雨水进入曲轴箱;气缸活塞环损坏,HXD3C型电力机车中,将原出风口的圆钢丝网改选成
大量未经干燥处理的气体下窜到曲轴箱,也会造成机油
倾斜叶片
乳化。
(3)提高油温。相关理论表明:当空压机的排气温度
干燥器用于吸收空气中的水分,对解决空压机润滑
低于压力露点温度时,空气中水蒸气将凝结成水滴。空
油的乳化现象有一定的效果。由于干燥器处于压缩机的
压机的压力露点温度在工作环境一定时,其值为常数,
下方,只能处理下游空气中的水份,不能处理压缩机上
可由“压缩空气露点温度图表”査出,因此,提高空压
机的排气温度是解决润滑油乳化的主要途径。由于排气
修稿日期:2014-07-23
温度主要取决于空压机的油温,所以,提高油温成为了
项目来源:湖南省教育科学研究项目(一种防止轨道年辆空「问题的核心。
压机润滑油乳化的新方法研究-13C597)
如果空压机长期工作,气缸内温度升高,曲轴连续
作者简介:陈湘(1967-),女,江苏泰州人,项士,副教授。研泼溅机油,机油温度也升高,水分蒸发成气体,通过内
究方向:电机传动及控制,已发表论文三十余篇。
部排气孔排泄出去,这样能够实现一次性气化水分。
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万方数据
测试与控制
有数据显示:环境温度为29.2℃、湿度62%的环境电,f=50Hz,电机的转速较高,额定时为2650RPM,此
下,压缩机连续运转10min后,温度由原来的53.7℃上「时空压机产生压绵空气给风缸,用于机车制动、升弓或
升到819℃:20min后,上升到93.5℃:30nmin后,上升风笛的需要
到102.0℃,足以使水分气化。
当环境温度较低时,温度传感器将输出信号,经过
也可使机组尽量长的时间处于运转状态,通过机组
控制电路的放大后使变频器以设定的较低频率工作,由
与油之间的摩擦产生热量,保证油的温度高于压力露点「于f的数值大大减小,n=60P值变得很低,这样,既能
温度,避免水滴的形成,这是目前解决空压机润滑油乳!够保证空压机长时间连续运行,又避免因“大马拉小
化问题的最有效方法。但是,由于轨道车辆空压机的功车”消耗大量的电能。
率较大,承载的负载差异很大。正常运行时负载较轻,
(3)変频器的选型及相关电路的设计。JTYS6ACe型机
长时间处于“大马拉小车”状态。如果仅仅为了提高油车的两台空压机的主电动机的额定功率为2Kw,由于
温使空压机全速运转,不仅将影响空压机的性能和寿变频器仅在环境温度较低时使用,且输出值较低,在选
命,而且将消耗大量的电能。
型时不低于主电动机的功率即可,因此选择22KW变频
2利用変坂技术解决机车空压机润滑油乳器。由于主电动机只需要在一象限运行,而且对输出转
化的方法及效果
速的精度要求不高,选择普通的电压型变频器就可以满
从空压机润滑油的原因分析和一般解决方法可以看
足要求。考虑到机车空压机的性能直接影响到制动性能
出:使空压机长时间运转提高油温是一种比较有效的解
的好坏,为了保证系统的可靠性和安全性,选择
决润滑油乳化问题的手段,但对于负载变化较大的空压
MM440变频器22KW,型号为6SE6430-2UD32-2DA0。
机,电能损耗较大,利用变频技术可以很好地解决这个
因为空压机润滑油静止且热容量较大,选择测量精
问题,下面以 JT56ACE型机车空压机为例进行说明。
度较高的接触式温度传感器。考虑到系统的环境温度不
(1)利用変频技术解決空压机润滑油乳化问题的方案。高,要求度较低时使变频器工作,选用负温度系数的热
m6xC。数机车的压缩空气系统包括了两合杆式空气「电阻温度传感器比较合透。只是电阻本身也有发热,
压缩机,型号为 KINHG TSA-2.8A,最大排气量为2.4m:要控制通过它的电流值。综合考虑以上因素,决定使用
min,空压机转速为2650RPM,机油储备量为6.5L,设
稳定性好的NTC20K热敏电阻温度传感器,其检测范
定的加载压力为750KPa,卸载压力为900Kpa。其变频
围为-400C-2500C,完全能够满足系统的要求。
控制的原理图如图1所示。
(4)利用变频技术解决空压机润滑油乳化问题的效果。
由于机车应用的特殊性,利用变频技术解决空压机润滑
电动机
风缸<