地铁车辆空调常见系统故障分析与维护保养

地铁车辆空调常见系统故障分析与维护
保养
摘要：车载空调是城市轨道车辆的一个重要组成部分，为乘客提供舒适的环境。

当地铁车辆开始运行时，车辆的空调系统经常受到压力故障、冷却故障等的干扰，对客户服务的质量造成严重影响。

详细分析表明，这是由于地下隧道空间受到限制，冷凝装置向外吹的冷却风停止，热空气没有定期和及时排放，导致冷却不良，导致空调系统的高压压力故障和通风不足。

建议通过改变控制程序满足地铁车厢的通风和制冷要求，改变自动压缩机保护模式，改善温度控制曲线，改善通风，并改变空调系统的轮换。

实践证明，这种做法是有效和有益的。

关键词：轨道交通；地铁车辆；故障分析；维护保养
地铁车辆的空调系统是车辆的一个重要组成部分，主要发挥通风和控制温度的功能。

在地铁越来越普遍的当今社会，空调直接影响到乘客的出行体感，引起了越来越多的关注。

因此，必须分析地铁车辆的空调使用情况，以减少空调故障率，并在空调运行优化使用能源消耗。

一、目前主要故障
这一阶段的地铁车辆空调系统运行主要问题是供风调节系统失灵，冷却系统失灵，空调控制面板故障，以及风温度传感器(NTC热敏电阻)失灵。

（一）供风调节器类故障
造成这种故障的主要原因是空调控制板失灵；其次，供风调节器本身出现故障(例如组件机械磨损、电力系统损坏等)。

在修理过程中，应注意旋转轴、行程调整块、接线端子等的状况。

及时处理延迟、故障等情况，并在进行调整后进行若干测试，以确保性能良好。

（二）冷却回路类故障
造成这种故障的主要原因是，主要由于控制板件故障、制冷剂不足以及制冷管道故障造成的制冷剂泄漏或没有足够的制冷剂。

（三）空调控制板类故障
近年来，这类故障数量大幅增加，这主要是因为大多数空调设备已经运行了10多年，年久失修，而电子板件的原型机已经过时。

空调控制板主要故障形式如下。

1.空调正常运行后没有冷却但通风运行正常，这在很大程度上是由于空调控制板中的热交换器故障造成的。

研究表明，根据空调温度采集原理以及对故障板件的的测试和维护，空调控制板造成的非冷却故障通常是低压线性控制装置
LT1121或聚合光谱仪(HCPL7800)的故障。

2.空调启动后供风调节器出现故障，主要是由于主要部件出现故障，如热光耦元器件和安装在空调控制板中的继电器。

3.通风系统发生故障，主要是由于空调控制板内部电阻发生故障，包括异常电阻断裂、电阻片引脚脱焊等等。

4.空调启动后，空调图标代码上出现问号，相关的空调设备出现故障，主要原因是空调控制板中的过滤器失灵，通常是由于过滤器的穿透。

（四）供风温度传感器类故障
造成这种故障的主要原因是，在运行了十多年期间部件没有更换或检修，传感器无法与活塞连接，以及热敏电阻存在故障。

二、车载空调系统故障情况分析
（一）冷凝器散热不良
空调压缩机的压力故障与压缩空气的温度和空气中的冷凝温度有关，因为车顶距离隧道的上限约400毫米，这导致自上而下的冷却风风量减小。

由于车顶上的空气温度低于40°c，在空调压缩机工作期间，可能造成高压损坏，原因是电
容器的散热不良，排气面积减少，由于空间限制，造成空调压缩机工作时出现高
压压力故障而发生停机。

（二）隧道排风机状态异常
隧道顶部和底部的通风装置是隧道通风的一个重要部分，由于隧道顶部和底
部未能及时打开，导致空调无法及时排放热空气，因此，车顶(即隧道顶部)的空
气温度急剧上升。

（三）地下隧道空间限制
由于地下车站的高度相当于4200毫米，通过地下车站的列车，如果停车时
间超过40小时，可能会受到空调压缩机压力的干扰。

大型客运站在长时间停车
或超载时，空调开启强冷模式会自动增加压缩机的负荷。

空调系统的温度也有所
上升，其他部件，如刹车闸、牵引电动马达等所产生的温度也有所上升，因此，
列车停止行驶，隧道温度上升，导致空气温度迅速上升。

车顶不会出现瞬时的高
温气流聚集，因此压力也不会减弱，但地铁在隧道地区临时停车时也会出现类似
的问题。

虽然列车的大部分运动都是在某些区域内，但当客流量比较大的时候，
空调系统面临更大的负荷和更高的温度，容易造成更大的故障。

三、车载空调系统故障的解决措施
列车空调系统失灵的主要原因是隧道的空间限制了空调冷却排风的容量，隧
道上方的空间不超过400毫米，造成冷却气流的“短路”。

然而，单靠制冷无法
轻易地改变位置，隧道的高度也无法轻易改变，因此只能通过空调监测上找到解
决办法。

（一）对空调ＰＬＣ控制器软件进行修改
由于压缩机压力故障是压缩机停机后压力故障自动复位，即在一段时间之后。

因此，当PLC通过压力检测器自然发现压力故障后，压缩机可以恢复工作。

通过
分析问题和从其他地铁处置方法中得出结论，重新调整压缩机停机逻辑并重新启
动压缩机，并与压缩机生产企业协商，以确保已对现有PLC进行改装。

旧软件控
制在压缩机出现一次故障的情况下自动关闭压缩机，司机必须重新启动全部空调，
才能重新启动停止工作的压缩机；如果空调在20分钟内发生三次以下的故障，
在2分钟内就可以自动重新启动，而司机无需手动重新启动。

（二）对空调ＰＬＣ控制器的其他控制进行优化
如果把启动压缩机所需的最短时间和最短时间从3分钟调整为2分钟，这意
味着压缩机停机必须从3分钟调整为2分钟，压缩机关闭后重新启动调整3分钟
至2分钟，压缩器重新启动所需时间减少；其通风系统和冷凝管道的启动与压力
接口所需时间从10小时减至5小时；温度控制的最佳曲线已被1.5摄氏度上下
波动的控制所取代，从而使温度波动幅度从3.5摄氏度降至3.0摄氏度。

（三）开启地下段车站的排热风机
由于车站开始运作时未完全完成设备调试，而且隧道内的排风也未投入使用，因此在车站开设了一些隧道排热风机，可以减缓地下隧道的温度上升，并减少了
列车停驶时的压缩机压力。

在没有隧道排热风机的情况下，列车站停４０ｓ时空
调就会报压力故障，在有隧道排热风机运行的情况下，列车站停４ｍｉｎ后空调
才开始报压力故障。

（五）对故障多发站点的运行模式进行控制
在容易发生故障的地点加强对空调设备的操作控制，例如要求检查空调设备
的运行状况；不允许驾驶员启动全部的空调。

1.通过减少风口盖板阻力，增大送风喉部尺寸、清理过滤系统等方式，提高
了空气传输的效率，以使管道最终达到节能操作的要求。

以各种方式和方法提高
送风的效应，以提高能源效率。

2.在冬季寒冷地区的地铁通风系统中节约能源，可以提高能源效率。

目前，
当列车空调温度旋钮置于自动调温器的位置时，空调的温度是按UIC553温度曲
线计算的温度值来冷却的；UIC553设定点曲线定义为：当外部温度（text）
<19℃，设定值t=22℃；当text≥19℃，设定值t=22+0.25（text-19）。

在冬天时，在外部温度低于19℃时，空调设定值22°C，该温度偏低；可考虑在温度较
低的一段时期内将列车温度统一设置为25℃，减少空调制冷启动。

3.定新风量运行可能导致能源浪费，根据乘客人数的变化调整新的风量是一项切实可行的节能措施，冬季改用新风量具有更大的节能潜力。

四、结束语
对地铁车辆空调常见系统故障分析与维护保养的研究成功地降低了空调系统的关键环节故障率和整体故障率，改进了维修方法，发现了核心故障，包括采用了各种方法和手段来探测和处理故障，并对其进行修理和维护。

并研究结果，建议改进空调系统，并采取最佳措施来减少能源消耗。

参考文献：
[1]苏振宇.广州地铁通风空调系统节能测试调试实践分析[J].城市轨道交通研究,2015(11):106-113.
[2]董书芸.寒冷地区地铁通风空调系统节能研究[J].广州大学学报(自然科
学版),2010(2):57-61.
[3]长客-庞巴迪轨道车辆有限公司.广州地铁A2型电客车维修手册[Z].广州:广州地铁集团有限公司,2006.
[4]周阳.地铁车辆地上运行时夏季空调系统能耗研究[D].成都:西南交通大学,2015.。