城軌車輛空氣制動(dòng)風(fēng)源系統(tǒng)

1、 一般情況下，城軌車輛采用電動(dòng)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?cái)嗳T和軟管相連，由兩個(gè)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(jī)、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(dòng)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(dòng)設(shè)備、車鉤操作氣動(dòng)設(shè)備等。風(fēng)源系統(tǒng)制造的空氣壓縮機(jī)為用風(fēng)設(shè)備的驅(qū)動(dòng)提供動(dòng)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(dòng)系統(tǒng)及其他用風(fēng)設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間可靠地工作。3.1 空氣壓縮機(jī)城軌車輛采用的空

2、氣壓縮機(jī)要求噪聲低、振動(dòng)小、結(jié)構(gòu)緊湊、維護(hù)方便、環(huán)境實(shí)用性強(qiáng)的特點(diǎn)。目前，城軌車輛中采用的主要有活塞式空氣壓縮機(jī)和螺桿式空氣壓縮機(jī)兩種。3.1.1 活塞式空氣壓縮機(jī) 由固定機(jī)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、進(jìn)排氣機(jī)構(gòu)、中間冷卻裝置和潤(rùn)滑裝置等幾部分組成。其中，固定機(jī)構(gòu)包括機(jī)體、氣缸、氣缸蓋；運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括曲軸、連桿、活塞；進(jìn)排氣機(jī)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(rùn)滑裝置包括潤(rùn)滑油泵、潤(rùn)滑油路等.如圖3.1圖3.1活塞式空氣壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)圖1-潤(rùn)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

3、-上集氣箱；14-散熱管；15-下集氣 它是由電機(jī)通過聯(lián)軸節(jié)驅(qū)動(dòng)空壓機(jī)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，曲柄連桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)高、低壓缸活塞同時(shí)在氣缸內(nèi)做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。由于曲柄中部的三個(gè)軸頸在軸向平面內(nèi)互成120°，兩個(gè)低壓活塞和一個(gè)高壓活塞分別相隔120°轉(zhuǎn)角。當(dāng)?shù)蛪夯钊滦袝r(shí)，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(shí)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(shí)，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(shí)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(gè)低壓缸送出的低壓

4、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(chǔ)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(jī)螺桿式空氣壓縮機(jī)具有以下特點(diǎn)：（1）噪聲小、振動(dòng)小。（2）可靠性高和壽命長(zhǎng)。（3）維護(hù)簡(jiǎn)單。（4）螺桿式空氣壓縮機(jī)的工作原理分三個(gè)部分：壓縮機(jī)的吸氣、壓縮、排氣三個(gè)階段。如圖3.2圖3.2 螺桿式空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)流程圖1-螺桿式空氣壓縮機(jī)；2-聯(lián)軸器；3-冷卻風(fēng)機(jī)；4-電動(dòng)機(jī)；5-空、油冷卻器(機(jī)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-

5、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(jī)油過濾器；20-逆止閥。吸氣過程。隨著轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)，齒的一端逐漸脫離嚙合而形成了齒間容積，這個(gè)齒間容積的擴(kuò)大在其內(nèi)部形成了一定的真空，而此時(shí)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(shí)齒間容積也不斷地?cái)U(kuò)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(shí)陰陽轉(zhuǎn)子的齒峰與機(jī)殼密封，齒槽內(nèi)的氣

6、體被轉(zhuǎn)子齒和機(jī)殼包圍在一個(gè)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(shí)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(shí)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(jī)的工作循環(huán)，是在嚙合的螺桿齒和齒溝間，一個(gè)接一個(gè)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

7、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(jī)那樣的振動(dòng)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(jī)輸出的壓縮空氣中含有較高的水分、油分和機(jī)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(jī)械雜質(zhì)除去，才能達(dá)到車輛上用風(fēng)設(shè)備對(duì)壓縮空氣的要求。液態(tài)的水，油微粒及機(jī)械雜質(zhì)在濾清器中基本被除去，壓縮空氣的相對(duì)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(jī)工作時(shí)，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

8、閥9，而空壓機(jī)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(jī)械雜質(zhì)的壓縮空氣經(jīng)過“拉希格”圈時(shí)，油滴吸附在“拉希格”圈的縫隙中，機(jī)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(jī)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(duì)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

9、 “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?cái)嗳T；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(gè)工況同時(shí)進(jìn)行，壓力空氣在一個(gè)筒中流過并干燥時(shí)，另外一個(gè)筒中的吸附劑即再生。從空氣壓縮機(jī)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