文档介绍：教学目标
单元2 供风系统
空气压缩机组
供风系统是向整个列车提供压缩空气的风源。它不仅针对空气制动系统,而且也为其他用风部件提供风源,例如风动塞拉门、风喇叭(气笛)、受电弓风动控制、车钩操作风动控制设备、空气弹簧及刮雨器等。供风系统制造的压缩空气为用风设备的驱动提供动力,而压缩空气的净化和干燥处理是不可或缺的,其目的是除去压缩空气中所含有的灰尘、杂质、油滴和水分等,保证制动系统及其他用风设备能长时间可靠地工作。为得到清洁、干燥的压缩空气,一般供气系统主要是由空气压缩机组、二次冷却器、空气干燥器、风缸及其他空气管路辅助元件等组成的。
将其他形式的能量转换成气压能的设备称空气压缩机(简称空压机)。按可输出压力的大小,分为低压(~)、中压(~10Mpa)、高压(大于10Mpa)三大类;按工作原理分为容积型(通过缩小单位质量气体体积的方法来获得压力)和速度型(通过提高单位质量气体的速度,并使动能转化为压力能来获得压力)。速度型又因气流流动方向和机轴方向夹角不同分为离心式(方向垂直)和轴流式(方向平行)。
常见的低压、容积式空压机按结构不同可分为活塞式、叶片式、螺杆式,分别如图2-1、图2-2、图2-3所示。其基本原理是由一个可变的密闭空间的变化产生吸排气,加上适当的配流机构来完成工作过程。但由于空气无自润滑性而必须另设润滑,这带来了空气中混有污油的问题。
空气压缩机组
空气压缩机组
图2-1 活塞式空气压缩机
1、3-活塞;2-中间冷却器。
空气压缩机组
图 2-2 叶片式空气压缩机图2-3 螺杆式空气压缩机
城市轨道车辆采用的空气压缩机要求具有噪声低、振动小、结构紧凑、维护方便、环境实用性强的特点,其直流驱动电机已逐渐被交流电机驱动取代。目前,城市轨道车辆中采用的主要有活塞式空气压缩机和螺杆式空气压缩机两种。
空气压缩机组
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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等几部分组成。其中,固定机构包括机体、气缸、气缸盖;运动机构包括曲轴、连杆、活塞;进/排气机构包括空气滤清器、气阀;中间冷却装置包括中间冷却器(简称中冷器)、冷却风扇;润滑装置包括润滑油泵、润滑油路等,如图2-4所示。
空气压缩机组
图2-4 活塞式空气压缩机作用原理
1-润滑油泵;2-机体;3-油压表;4-空气滤清器;5、8-进气阀片;6-排气阀片;7、9-低压活塞;10-高压活塞;11-主风缸;12-压力控制器;13-上集气箱;14-散热管;15-下集气箱。
电机通过联轴器驱动空压机曲轴转动,曲柄连杆机构带动高、低压缸活塞同时在气缸内做上下往复运动。由于曲轴中部的三个轴颈在轴向平面内互成1200,两个低压缸活塞和一个高压缸活塞分别相隔1200转角。当低压活塞下行时,活塞顶面与缸盖之间形成真空,经空气滤清器的大气推开进气阀片(进气阀片弹簧被压缩)进入低压缸,此时排气阀在弹簧和中冷器内空气压力的作用下关闭。当低压活塞上行时,气缸内的空气被压缩,其压力大于排气阀片上方压力与排气阀弹簧的弹力之和时,压缩排气阀弹簧而推开排气阀片,具有一定压力的空气排出缸外,而进气阀片在气缸内压力及其弹簧的作用下关闭。两个低压缸送出的低压空气,都经气缸盖的同一通道进入中冷器。经中冷器冷却后,再进入高压缸,进行第二次压缩,压缩后的空气经排气口、主风管路送入主风缸中储存。高压活塞的进、排气作用与低压活塞的进、排气作用相同。
在运用中,主风缸压力保持在一定的范围,如750~900Kpa,它是通过空压机压力控制器(调压器)自动控制空压机的启动或停止来实现的。当主风缸的压力逐渐增高,达到规定压力上限时,压力控制器切断空压机驱动电机的电源,使空压机停止工作;而随着设备的用风和管路的泄漏等,使主风缸的压力逐渐降低,达到规定压力下限时,压力控制器接通空压机驱动电机的电源,使空压机开始工作,主风缸压力又回升。这样主风缸压力一直被控制在规定的范围之内。
下面是用于城轨车辆的两种活塞式空气压力机:
VV230/180-2型活塞式空气压缩机,排气量为1500L/min,输出压力为1100Kpa,转速为1520r/min,用1500V直流电动机M通过弹性联轴器直接驱动。4个气缸(其中三个低压缸的直径95mm,一个高压缸的直径85mm),两级压缩带有两个空气冷却器(中间冷却或后冷却),并用风扇强迫通风。此压缩机的主要特点是它的缸体与曲轴箱不连成一体,这样的设计便于缸套的安装和调