城軌車輛空氣制動風(fēng)源系統(tǒng).doc

一般情況下，城軌車輛采用電動車組模式，以單元進(jìn)行編組，所以其風(fēng)源系統(tǒng)也是以單元來供氣，每一單元設(shè)置一套風(fēng)源系統(tǒng)，相鄰車輛的主風(fēng)管通過截斷塞門和軟管相連，由兩個以上單元組成的列車就具有兩套以上風(fēng)源系統(tǒng)。 風(fēng)源系統(tǒng)包括：空氣壓縮機、主風(fēng)缸、腳踏泵以及空氣管路系統(tǒng)等。用風(fēng)設(shè)備主要包括：制動裝置，空氣懸掛裝置、車門控制裝置、以及風(fēng)喇叭、雨刮器、受電弓氣動設(shè)備、車鉤操作氣動設(shè)備等。風(fēng)源系統(tǒng)制造的空氣壓縮機為用風(fēng)設(shè)備的驅(qū)動提供動力，而壓縮空氣的凈化和干燥處理是不可或缺的，其目的是除去壓縮空氣中所含有的灰塵、雜質(zhì)、油滴和水分等，保證制動系統(tǒng)及其他用風(fēng)設(shè)備長時間可靠地工作。3.1 空氣壓縮機城軌車輛采用的空氣壓縮機要求噪聲低、振動小、結(jié)構(gòu)緊湊、維護(hù)方便、環(huán)境實用性強的特點。目前，城軌車輛中采用的主要有活塞式空氣壓縮機和螺桿式空氣壓縮機兩種。3.1.1 活塞式空氣壓縮機 由固定機構(gòu)、運動機構(gòu)、進(jìn)排氣機構(gòu)、中間冷卻裝置和潤滑裝置等幾部分組成。其中，固定機構(gòu)包括機體、氣缸、氣缸蓋；運動機構(gòu)包括曲軸、連桿、活塞；進(jìn)排氣機構(gòu)包括空氣濾清器、氣閥；中間冷卻裝置包括中間冷卻器、冷卻風(fēng)扇；潤滑裝置包括潤滑油泵、潤滑油路等.如圖3.1圖3.1活塞式空氣壓縮機結(jié)構(gòu)圖1-潤滑油泵；2-體；3-油壓表；4-空氣濾清器；5、8-進(jìn)氣閥片；6-排氣閥片；7、9-低壓活塞；10-高壓活塞；11-主風(fēng)缸；12-壓力控制器；13-上集氣箱；14-散熱管；15-下集氣 它是由電機通過聯(lián)軸節(jié)驅(qū)動空壓機曲軸轉(zhuǎn)動，曲柄連桿機構(gòu)帶動高、低壓缸活塞同時在氣缸內(nèi)做上下往復(fù)運動。由于曲柄中部的三個軸頸在軸向平面內(nèi)互成120，兩個低壓活塞和一個高壓活塞分別相隔120轉(zhuǎn)角。當(dāng)?shù)蛪夯钊滦袝r，活塞頂面與缸蓋形成真空，經(jīng)空氣濾清器的大氣推開進(jìn)氣閥門，進(jìn)入低壓汽缸，此時排氣閥在彈簧和中冷器內(nèi)空氣壓力的作品用下關(guān)閉。當(dāng)?shù)蛪夯钊闲袝r，氣缸內(nèi)的空氣被壓縮，其壓力大于排氣閥片上方壓力與排氣彈簧的彈力之和時壓縮排氣閥彈簧而推開排氣閥片，具有一定壓力的空氣排出缸外，而進(jìn)氣閥片在氣缸內(nèi)壓力及其彈簧的作用下關(guān)閉。兩個低壓缸送出的低壓空氣，都經(jīng)過汽缸蓋的統(tǒng)一通道進(jìn)入中冷器。經(jīng)中冷器冷卻后，再進(jìn)入高壓缸，進(jìn)行第二次壓縮，壓縮后的空氣經(jīng)排氣閥口、主風(fēng)管路送入主風(fēng)缸儲存。高壓活塞的進(jìn)排氣作用與壓力活塞的進(jìn)排氣作用相同。3.1.2 螺桿式空氣壓縮機螺桿式空氣壓縮機具有以下特點：（1）噪聲小、振動小。（2）可靠性高和壽命長。（3）維護(hù)簡單。（4）螺桿式空氣壓縮機的工作原理分三個部分：壓縮機的吸氣、壓縮、排氣三個階段。如圖3.2圖3.2 螺桿式空氣壓縮機系統(tǒng)流程圖1-螺桿式空氣壓縮機；2-聯(lián)軸器；3-冷卻風(fēng)機；4-電動機；5-空、油冷卻器(機油冷卻單元)；6-冷卻器(壓縮空氣后冷單元)；7-壓力開關(guān)；8-進(jìn)氣閥；9-真空指示器；10-空氣濾清器；11-油細(xì)分離器；12-最小壓力維持閥；13-安全閥；14-溫度開關(guān)；15-視油鏡；16-泄油閥；17-溫度控制閥；18-油氣筒組成；19-機油過濾器；20-逆止閥。吸氣過程。隨著轉(zhuǎn)子的運動，齒的一端逐漸脫離嚙合而形成了齒間容積，這個齒間容積的擴大在其內(nèi)部形成了一定的真空，而此時該齒間容積僅僅與吸氣口連通，因此氣體便在壓差作用下流入其中。在隨后的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)過程中，陽轉(zhuǎn)子的齒不斷地從陰轉(zhuǎn)子的齒槽中脫離出來，此時齒間容積也不斷地擴大，并與吸氣口保持連通。隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)齒間容積達(dá)到了最大值，并在此位置齒間容積與吸氣口斷開，吸氣過程結(jié)束。吸氣過程結(jié)束的同時陰陽轉(zhuǎn)子的齒峰與機殼密封，齒槽內(nèi)的氣體被轉(zhuǎn)子齒和機殼包圍在一個封閉的空間中，即封閉過程。壓縮過程。隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，齒間容積由于轉(zhuǎn)子齒的嚙合而不斷減少，被密封在齒間容積中的氣體所占據(jù)的體積也隨之減少，導(dǎo)致氣體壓力升高，從而實現(xiàn)氣體的壓縮過程。壓縮過程可一直持續(xù)到齒間容積即將與排氣口連通之前。齒間容積與排氣口連通后即開始排氣過程，隨著齒間容積的不斷縮小，具有內(nèi)壓縮終了壓力的氣體逐漸通過排氣口被排出，這一過程一直持續(xù)到齒末端的型線完全嚙合為止，此時齒間容積內(nèi)的氣體通過排氣口被完全排出，封閉的齒間容積的體積將變?yōu)榱恪?螺桿式空氣壓縮機的工作循環(huán)，是在嚙合的螺桿齒和齒溝間，一個接一個周而復(fù)始連續(xù)不斷地進(jìn)行的。而且它的壓縮過程只是當(dāng)齒溝里的空氣被排擠進(jìn)排氣腔的過程中才完成的，所以沒有像活塞式壓縮機那樣的振動和排氣閥啟閉形成的沖擊噪聲。3.2空氣干燥器 空氣壓縮機輸出的壓縮空氣中含有較高的水分、油分和機械雜質(zhì)等，必須經(jīng)過空氣干燥器將其中的水分，油分和機械雜質(zhì)除去，才能達(dá)到車輛上用風(fēng)設(shè)備對壓縮空氣的要求。液態(tài)的水，油微粒及機械雜質(zhì)在濾清器中基本被除去，壓縮空氣的相對濕度降低是避免用風(fēng)過程中出現(xiàn)冷凝水危害的主要方式，它依靠空氣干燥器來完成。3.2.1 單塔式空氣干燥器單塔式空氣干燥器是一種無熱再生作用的干燥器。如圖3.3空氣干燥器工作過程：空氣壓縮機工作時，電空閥13失電，活塞下方通過排氣閥15排向大氣，活塞12在彈簧力作用下關(guān)閉排泄閥9，而空壓機輸出的壓力空氣從干燥塔中部的進(jìn)口管進(jìn)入干燥塔，首先到達(dá)油水分離器，當(dāng)含有油分和機械雜質(zhì)的壓縮空氣經(jīng)過“拉希格”圈時，油滴吸附在“拉希格”圈的縫隙中，機械雜質(zhì)則不能通過“拉希格”圈的縫隙，這樣就將壓縮空氣中的油分和機械雜質(zhì)濾去，然后再進(jìn)入干燥筒內(nèi)與吸附劑相遇，吸附劑大量地吸收水分，使從干燥筒上方輸出的壓縮空氣的相對濕度降低，達(dá)到車輛用風(fēng)系統(tǒng)的要求。如圖所示的干燥筒下方1/4高度處為裝有“拉希格”圈8的油水分離器，而上方3/4高度處為裝有吸附劑6的空氣干燥筒1。圖3.3 單塔式空氣干燥器1 空氣干燥器；2 彈簧；3 單向閥；4 帶孔擋板；5 干燥筒筒體；6 吸附劑；7 油水分離器；8 “拉希格”圈；9 排泄閥；10 消音器；11 彈簧；12 活塞；13 電空閥；14 線圈；15 排氣閥；16 銜鐵；17 帶排氣的截斷塞門；18 再生風(fēng)缸；19 節(jié)流孔。3.2.2 雙筒式空氣干燥器雙筒式空氣干燥器結(jié)構(gòu)如圖3.4圖3.4 雙筒式空氣干燥器作用原理 （干燥筒19a為吸附工況，干燥筒19b為干燥工況）19干燥筒；19.7吸附劑；19.11油水分離器；24止回閥；25干燥器座；34雙活塞閥； 34.15克諾爾K形環(huán)；34.17克諾爾K形環(huán)；43電磁閥；50再生節(jié)流孔；55預(yù)控制閥；56克諾爾K形環(huán)；70克諾爾K形環(huán)；71旁通閥；92、93隔熱材；A排泄口；O1O3排氣口；P1進(jìn)氣口；P2出氣口；V1V10閥座 工作原理：雙筒干燥器工作為干燥與再生兩個工況同時進(jìn)行，壓力空氣在一個筒中流過并干燥時，另外一個筒中的吸附劑即再生。從空氣壓縮機輸出的壓力空氣首先經(jīng)過裝有“拉希格”圈的油水分離器，除去空氣中的