机车空气管路防寒措施分析

刘治国++王树海++张智萍

摘 要：本文介绍了机车空气管路防寒的作用原理及主要构成部件，重点对防寒装置的类型及在机车上的安装形式和维护保养进行了详细阐述。从机车防寒装置的主要组成部件入手，详细阐述了防寒装置的技术参数和作用功能；并介绍了该装置的主要部件功能。

关键词：机车；防寒装置；作用原理；技术参数；使用维护

0 引言

我国北方寒冷地区，冬季极限温度在-40℃以下，电力机车防寒需关注的主要部位集中在以下几个方面：升弓空气管路中各阀类因积水结冰而冻结，造成受电弓不能升起或卡滞；制动空气管路中各阀类因积水结冰而冻结，机车故障因此发生；干燥空气的主要部件及总风传输管路冻结造成该部件工作失灵。上述问题的出现，对机车安全运行产生了不良影响。因此在机车空气管路中的关键部位加装电加热防寒，可以防止管路部件冻结，保证部件工作在合适温度，提高机车冬季运行的可靠性。

1 机车空气管路防寒装置的主要类型

机车空气管路防寒装置的主要类型有伴热线、加热片及热风器。

1.1 伴热线

伴热线是采用最为广泛的防寒装置，因其安装方便、结构简单被大量应用。

1.2 加热片

加热片因体积小巧，加热效果明显，适合应用于阀座类部件的防寒。

PTC陶瓷恒温电加热片主要用于机车上体积小、不规则的实体阀及座。

主要技术参数：

（1）尺寸：长30-120mm 宽 20-50mm

厚：5-7mm

（2）电压：AC 220V±20% 或DC 110V±20%

（3）功率：30W—100W

（4）绝缘耐压： 3750 V

（5）表面最高温度：60℃

1.3 溫控热风器

采用PTC加热元件，气体风扇循环，配合温度控制器使用。主要用于密闭空间气体的加热，如机车电气屏柜、机车制动屏柜，保证屏柜内各部件冬季正常工作。温控热风器主要包括热风器和温度控制器，热风器的外形及尺寸如图1，温度控制器的外形如图2。

（1）热风器

工作电压：

AC 220V±20% 或DC 110V±20%

功率：400W

出风口温度：65℃

送风量：45m3/h

尺寸：110mm×85mm×90mm

（2）温度控制器

工作电压：

AC 220V±20% 或DC 110V±20%

额定电流5A

控温范围：-15℃-+45℃

尺寸：60mm×33mm×43mm

2 机车空气防寒装置的主要形式

2.1 普通管路安装形式

将安装管路清理干净，用Φ16×9mm和Φ34×15mm的橡塑管包裹，外部用橡塑胶带半叠包缠绕，间隔段应包裹充分、均匀，不得有管路裸露。最后用4×250mm扎带绑扎，间隔10～20cm。

2.2 电热片安装形式

压缩机安全阀座、干燥器安全阀座、辅助压缩机安全阀座采用加装电加热片进行加热的形式，其中压缩机安全阀座和干燥器安全阀座电加热片采用220V电源，辅助压缩机安全阀座采用110V电源。

安装时将阀座表面清理干净，把AB胶水混合后均匀涂抹在电热片的平面侧，贴放在阀体表面，用力按压5分钟，直至电热片稳定的粘贴在阀体表面。

2.3 热风器安装形式

将热风器及温度控制器布置于需防寒部件的周围空间，其中，温度控制器要尽量贴近需防寒部件。

3 机车空气管路防寒主要安装部位

需要在在机车上以下部位安装防寒自控温电加热装置，分别为干燥塔、干燥塔进风管、干燥塔出风管、干燥塔排污管、微油过滤器、干燥器最小压力阀、干燥器安全阀座、压缩机出风管路、压缩机安全阀座、集污罐、集污罐排污管路、升弓电空阀、主断止回阀、升弓电空阀风管路、总风缸排污管路、机车排污管路、辅助压缩机干燥塔、辅助压缩机安全阀座、辅助压缩机-干燥器通风管路和辅助压缩机-集污罐通风管路。其中机车升弓电空阀风管路和辅助压缩机干燥塔-集污罐通风管路为外包裹橡塑管安装，压缩机安全阀座、干燥器安全阀座、辅助压缩机安全阀座为电加热片安装，压缩机出风管路、干燥塔进、出风管路和排污管路、集污罐排污管路、总风缸排污管路，辅助压缩机-干燥器通风管管路，机车排污管路为电热线安装，其余为自控温电加热套安装。根据机车的系统分类，主要安装在以下三大系统：

3.1 空气管路供风系统

机车采用的主风源系统主要包括压缩机及干燥器，其中，压缩机的出风口温度只比环境温度高10℃～15℃，而硅胶吸附剂的吸附效果在5℃～55℃时最佳，因此当环境温度低于-15℃时，干燥器进风口温度就会低于0℃，干燥剂的吸附过滤效率就会大大降低，同时会产生结冰现象。因此在干燥器及周边的过滤器和风管路上加装电加热防寒，可以防止冻结现象的发生，保证空气管路系统传输空气的稳定性。

3.2 制动控制系统：

包括制动系统的主要阀体，保证其工作温度在0℃～40℃之间，避免出现因制动系统的主要部件冻结而影响制动功能的实现。

3.3 电空控制系统：

主要包括升弓电空系统，主断路器电空系统。对确保受电弓、主断正常工作的升弓管路系统各阀件进行加热。

4 机车防寒装置的维护

机车防寒装置一般只在冬季应用。每年4月起将电源柜自动开关断开，将自控温电热套拆下，存放在干燥通风处。每年10月起恢复使用。

机车自控温电加热装置使用前应检查以下部位：保温层、橡塑胶带、塑料线卡无损伤、脱落；电加热装置对地绝缘电阻是否大于20MΩ；检查各部位防寒装置电阻是否有开路短路。

5 防寒装置实际应用效果

HXD2新八轴机车配属到东北地区后，因东北地区冬季温度较低，该机车辅助风源系统中的个别阀类部件在冬季出现了因冻结影响空气传输的现象。为解决该故障，中车大同公司优化了该机车辅助风源系统的防寒装置，对出现冻结现象较多的部件采取了防寒措施，经处理后，该故障现象已消除，辅助风源系统因冻结产生的问题被有效解决。

中白货运1型机车的主要部件及整体性能要求均需满足独联体国家GOST标准体系，机车风源系统主要由螺杆空气压缩机、干燥器、总风缸、压力开关、高压安全阀、辅助空气压缩机、辅助干燥器等部件组成，为确保风源系统各部件在低温环境下能够正常工作，该机车风源系统安装了自控温电加热装置，经过近三年多的运营，该机车在白俄罗斯冬天的寒冷气候条件下表现出了优异的性能，得到了用户白俄罗斯铁路联盟的充分认可。

参考文献

[1] 王俊勇，仝雷，王海平. HXD2电力机车制动系统[J].机车电传动，2008（5）：8-14.

[2] 刘豫湘，陆缙华，潘传熙. DK-1型电空制动机与电力机车空气管路系统[M].北京：中国铁道出版社，

1998.