地鐵車輛空壓機組成及控制邏輯

韓籽貞 潘浩 沈陽地鐵集團有限公司運營分公司

隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，各大城市的軌道交通建設(shè)均進入快速發(fā)展期，其中地鐵車輛的發(fā)展最為快速?？諌簷C是地鐵車輛制動系統(tǒng)的重要組成部件，對于地鐵車輛的運行安全性及舒適性尤為關(guān)鍵，所以空壓機的控制邏輯及檢修工藝相當(dāng)重要，一旦空壓機出現(xiàn)故障，將會導(dǎo)致不能為制動系統(tǒng)及空氣彈簧供風(fēng)，影響制動系統(tǒng)正常工作，還會導(dǎo)致車輛無法調(diào)平，影響乘客舒適度。

一、空壓機工作原理介紹

地鐵每列車配有2臺空壓機，根據(jù)單雙日進行主輔控制，單號日裝在單數(shù)車號的空壓機為主空壓機，雙號日裝在雙數(shù)車號的空壓機為主空壓機，正常情況下單臺空壓機能滿足整列車的用風(fēng)需求，主空壓機工作即可，主空壓機出現(xiàn)故障無法工作、車輛狀態(tài)異常導(dǎo)致總風(fēng)壓力降到空壓機雙啟設(shè)定值或者人為按壓強迫泵風(fēng)按鈕時輔助空壓機工作。

二、地鐵車輛空壓機類型及組成

（一）螺桿式SL22 空壓機

SL22 型螺桿空氣壓縮機組包括空氣壓縮系統(tǒng)、潤滑油系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)。螺桿空氣壓縮機的螺桿組由2 個互相嚙合的螺旋形轉(zhuǎn)子（或螺桿）組成，通常把節(jié)圓外具有凸齒的轉(zhuǎn)子稱為陽轉(zhuǎn)子（或陽螺桿）；把節(jié)圓內(nèi)具有凹齒的轉(zhuǎn)子稱為陰轉(zhuǎn)子（或陰螺桿）。陰、陽轉(zhuǎn)子具有非對稱的嚙合型面，平行安裝在一個鑄鐵殼體內(nèi)作回轉(zhuǎn)運動。氣體經(jīng)過干式空氣濾清器過濾，由陰陽轉(zhuǎn)子相互嚙合進行壓縮，壓縮后的氣體進入冷卻器進行冷卻，最后進行油氣分離后進入儲壓罐，為其他設(shè)備供風(fēng)。

（二）活塞式VV120 空壓機

活塞式空壓機是一種緊湊型自承式法蘭裝置，具有模塊式結(jié)構(gòu)，壓縮機內(nèi)部由2個低壓氣缸與1 個高壓氣缸組成，W 形構(gòu)造，形成兩級壓縮，工作時噪聲低、震動低。壓縮機的排量約為696L/min，工作轉(zhuǎn)速為1450rpm。主要由以下組件組成：帶三相交流電機的壓縮機組（A01）、軟管（A02）、12.0bar 的安全閥（A03）、測試接頭（A13）、空氣干燥設(shè)備（A03）、精細濾油器（A04）等。

三、空壓機的日常維護

（一）清潔和清洗工作

定期更換空壓機潤滑油，注油量要符合標準。潤滑系統(tǒng)的維護要認真負責(zé)細心嚴謹，要有容災(zāi)備份和應(yīng)急措施。

（二）定期檢查設(shè)備組件

定期檢查緊固各個螺栓，檢查傳感器，電腦的接插件，傳感器接觸是否良好。維護工作是設(shè)備正常運轉(zhuǎn)，避免故障的主要手段。

（三）更換保養(yǎng)件

定期對空壓機空氣過濾器芯、油過濾器等保養(yǎng)件進行更換，保證空壓機對于壓縮空氣、潤滑油具有良好的過濾效果。

四、空壓機控制邏輯

（一）網(wǎng)絡(luò)控制

當(dāng)列車無故障正常運營的情況下，采用網(wǎng)絡(luò)控制壓縮機的啟動和停止。一般將空壓機根據(jù)日期設(shè)置為單雙日主從控制。當(dāng)在一個拖車的壓縮機作為主壓縮機運行時，在另一個拖車的壓縮機作為從壓縮機備用?？傦L(fēng)壓力低于7.5bar 時啟動主壓縮機，總風(fēng)壓力低于7.0bar 時啟動從壓縮機，在總風(fēng)壓力達到9.0 時停止壓縮機。

（二）壓力開關(guān)控制

在風(fēng)源系統(tǒng)中設(shè)置1 個壓力開關(guān)，用于檢測總風(fēng)管壓力值，并控制空壓機的啟動和停止。將壓力開關(guān)的下限值設(shè)置為7.0bar，上限值設(shè)置為9.0bar，當(dāng)壓力開關(guān)檢測到總風(fēng)壓力降低至7.0bar 時，硬線信號（壓力開關(guān)）控制2 臺空壓機啟動，2 臺空壓機均在總風(fēng)管壓力高于9.0bar 時停止工作。

五、空壓機啟動邏輯及其優(yōu)化

（一）空壓機的啟動邏輯

在當(dāng)前設(shè)置下，奇數(shù)天的邏輯單位CAN1 是主空壓機，偶數(shù)天的邏輯單位can 2 是主空壓機。車輛的時間基礎(chǔ)由TCMS 主機地址_VCU（車輛控制單元）提供，該主機地址在VCU 啟動后執(zhí)行總線傳輸，以同步整個電機控制單元的時間指定并定期發(fā)送（256MSL）。如果ATC（汽車列車）系統(tǒng)未出現(xiàn)故障且ATC 時間處于活動狀態(tài)，則VCU 實時時鐘將設(shè)置為“開”，以同步TCMS 系統(tǒng)中的微機器時鐘。當(dāng)列車激活時，電機已在兩個CAN 網(wǎng)絡(luò)單元中展開，接收到存儲器的時間并作為電機的基礎(chǔ)，然后下一次更新并根據(jù)基本的內(nèi)部未接地情況進行維護。

（二）空壓機的邏輯優(yōu)化

考慮到制動系統(tǒng)檢測到總壓力低于主壓力和副壓力的啟動壓力值，只有在啟動命令通過驅(qū)動繼電器發(fā)出后才會激活，空氣處理系統(tǒng)優(yōu)先于壓縮空氣的三相供應(yīng)。

六、空壓機控制優(yōu)化方案

（一）車輛控制單元VCMe 空氣污染控制改造

①：提高網(wǎng)絡(luò)條件，首次網(wǎng)絡(luò)檢查；對于電源壓力20 V，空壓機的啟動命令不輸出，因此= 28-KM01 型空氣壓機的啟動觸點不通電。注：當(dāng)壓力小于700kPa 時，壓力開關(guān)仍為壓力傳感器的起始觸點供電=28-km 01/HMI 空壓機啟動指示燈提高了柵格壓力條件，空壓機顯示只要電源壓力20 V，它就不會啟動，無論= 28-KM01 型空氣壓機的啟動觸點是否通電。注：要接通壓力開關(guān)（= 28-A09）導(dǎo)致的空壓機接觸器，必須按下閉合按鈕。更改HMI 的I/o 接口顯示?！翱招膲簷C操作”名稱更改為“空心壓機常開觸點”。注意：更改IO 信號代號以匹配原理圖中的實際邏輯。③edrm 記錄模式更改。修改edrm 記錄。在edrm 中，“中空壓機_H 的運行”更改為“中空壓機_H 的常開觸點”。注意：更改IO 信號代號以匹配原理圖中的實際邏輯。

（二）空壓機保護觸點電路優(yōu)化

保護輔助觸點電路電壓（DC110V）較?。ǎ?5mA），沖擊電流小，條件差，具有行業(yè)常用輔助觸點，且具有改進的最小端口功能。同時使用兩個dc 110 端口可提高最小端口容量，并提高機械運動中的冗馀性。我們選擇了一個4 針通用輔助觸點CA 4-40E，其中兩個電路連接了另外兩個不帶輔助觸點的觸點。這可以防止機械和電氣2中出現(xiàn)誤差，并提高可靠性。

七、結(jié)束語

TCMS 對子系統(tǒng)故障診斷邏輯影響到司機及檢修人員對故障的判斷，通過對空壓機控制原理及控制邏輯優(yōu)化，降低系統(tǒng)故障率，切實提高空壓機運行可靠性。