NPT5型空压机机油乳化故障的原因分析与处理

运用・检修

NPT5型空压机机油乳化故障的原因分析与处理

李金忠

(成都机车车辆厂技术中心,四川成都610051)

摘要:分析了NPT5型空压机机油乳化故障的主要原因,介绍了故障的处理方法。

关键词:NPT5型空压机;机油;乳化;故障处理

中图分类号:U2601351 文献标识码:B 文章编号:100321820(2007)0320034202

收修回稿日期:2006208208

作者简介:李金忠(1960—

),男,浙江临海人,工程师。 NPT5型空压机在铁路机车上得到了广泛运

用,此型空压机为三缸直立式、二级空气压缩、空气中间冷却并装有空气中冷器。该型空压机在运用中的常见故障主要有排气量低、排气温度高、气缸过热、机油温度高、机油无油压或油压过低、气缸套和活塞拉伤咬死等,而机油乳化故障在技术资料上介绍较少,也不容易处理,处理故障的工作量也较大,影响机车的行车安全和运用。

1　故障概况

空压机机油乳化故障在我厂及机务段运用中时有发生。如DF 4A 型0403号机车空压机在厂内发生机油乳化故障,虽更换了两次机油,但故障仍未消除,最后只好更换了整台空压机;信阳机务段DF 4A 型0503号机车大修出厂后运用1个月,走行了6000km 发生空压机机油乳化故障,经多次换油、更换逆止阀和空滤器及活塞环都无效,最后换了空气中冷器才使故障消除。

机油乳化故障主要表现为经一段时间的运用后空压机机体油箱内机油的颜色变为乳黄色,此故障大多发生在夏季。机油乳化后会造成空压机的曲轴颈与轴瓦、活塞与气缸套等摩擦副的润滑

条件恶化,进而造成空压机烧瓦、咬缸等。

2　故障原因分析

机油乳化是由于空压机机体油箱进水后,空压机在运转中水和机油混合并溶合形成的,空压机机体油箱进水有以下几方面的原因。211　冷凝水进入机体油箱内

NPT5型空压机低压缸排气阀排出的压缩空气

进入空气中冷器后的正常压力约有0130MPa ,而超过0145MPa 则中冷器上的保安阀起作用,卸压。高压缸排气阀排出的压缩空气进入总风缸后的压力可达0190MPa ,根据热力学原理,空压机排气温度T 2与排气压力的关系近似为

T 2=T 1(P 2ΠP 1)

(m -1)Πm

式中:T 1为空压机进气温度;T 2为空压机排气温度;P 1为空压机进气压力;P 2为空压机排气压力;m 为大于1的常数。

由此可得,空压机工作时压缩空气的温度随着压缩压力的上升而上升,空气经低压缸压缩后在进入高压缸之前必须进行冷却,否则会影响高压缸的工作,高压缸排出的空气温度可达100℃以上,按大修规程要求不应超过190℃。

由于自然环境中的水会汽化,所以空气中总含有一些水蒸汽,称之为湿空气。在一定的空气

第3期(总第397期)

内燃机车

2007年3月

温度下,当湿空气中含有的水蒸汽量增加到一定量时,达到饱和状态,即称为饱和水蒸汽。此时的湿空气称为饱和湿空气。如再增加水蒸汽量将有凝结水从湿空气中分离出来。若湿空气中的水蒸汽含量不变,而湿空气的温度降低到一定程度时,湿空气中的水蒸汽也会达到饱和状态,称其为水蒸汽的露点。若湿空气的温度再下降,湿空气中将有冷凝水析出。

上述水蒸汽状态变化原理可以运用到机油乳化故障分析中,在夏季空气中含有的水蒸汽较多,一些地区的空气相对湿度可达到80%左右,即湿空气中水蒸汽含量达到了饱和水蒸汽的80%。空压机工作时吸入的湿空气中含有水蒸汽,水蒸汽在气缸中随湿空气加压、升温,经低压缸压缩后进入中冷器冷却,冷却时其水蒸汽量不变。根据水蒸汽的凝结原理,当压缩空气被冷却到水蒸汽饱和状态温度及以下时,在中冷器冷却管壁上及管中会有冷凝水析出,并积存在空压机中冷器下盖里,也有小部分冷凝水会随压缩空气进入高压缸。日常运用中空压机每工作100h应打开排水堵排水,若排水孔堵塞或未定期打开排水,积存在空压机中冷器下盖中的水会随压缩空气进入高压缸里或排至制动风管中,成为机油乳化水的来源。由于组装或配件不良等原因,水会从高压缸进入机体油箱中并造成机油乳化,具体泄漏原因如下。

(1)空压机大修组装时活塞环的合口间隙大。该间隙一般控制在015～018mm范围内,合口间隙若超标,进入到高压缸中的水就容易泄漏到机体油箱中。

(2)高压缸活塞环与缸壁的配合密贴性达不到要求。大修组装时一般把高压缸活塞环与缸壁径向不密贴范围控制在30°圆弧角弧长之内,其间隙不大于0102mm,若密贴性较差或磨合不良也容易成为泄漏点。

(3)活塞环与环槽侧向间隙达不到要求。大修组装时一般把活塞环与环槽侧向间隙控制在01015～0110mm范围内,若其超标也容易成为泄漏点。

212　逆止阀作用不良

空压机排气口至总风缸之间设有一个逆止阀,其作用是防止总风缸内的压缩空气倒流。空压机排出的高温压缩空气在管路中冷却后也会有冷凝水析出,并有部分积存在管路中。当逆止阀作用不良时,在空压机停止工作时,水会随压力空气倒流至空压机的高压缸里,进而引起机油乳化。213　机体油箱中带有水

空压机机体在解体煮洗后,其内部积存的水未倒干净,空压机检修组装完成后机体油箱中带有水或煮洗液。此原因造成的机油乳化故障,只要更换了机油就会消除。

3　故障处理步骤和方法

当发生机油乳化故障时,可以按以下步骤进行检查处理和更换配件。

(1)打开中冷器下盖排水孔螺堵放水,并检查排水孔是否正常畅通,应确保排水孔能正常排水。通过检查此处可以判定故障是否由排水孔堵塞或水积存太多引起。

(2)检查逆止阀是否起止回作用,若总风缸压力表显示空压机打风后不保压或保压时间短,在无其他漏风点时,应对逆止阀进行处理或更换。

(3)检查高压缸活塞环合口间隙、活塞环与气缸的配合密贴性、活塞环与环槽的侧向间隙,更换不良的活塞环,必要时更换不良的活塞和高压缸。

(4)在空气滤清器中添加棕丝等滤芯材料,过滤掉空气中的水分。

4　结束语

2004年以来,我厂检修装车的空压机在厂内、外运用中,机油乳化故障的发生率明显下降,由于处理得当,故障能够及时排除,减小了对机车正常运用的影响。导致空压机机油乳化故障发生的因素比较多,除上述之外,还有其他一些因素,诸如机油的品质、使用周期长短等,这里就不再探讨。

参考文献:

[1]　沈维道,等.工程热力学[M].北京:人民教育出版社,

1979.

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