机车空气压缩机及风源系统

压较低（550kPa～600kPa）。因此，在风源系统中
设置低压风缸，由总风缸供气,经调压阀将总风缸
的空气压力减至550kPa～600kPa，贮存在低压风缸
内，供有关装置使用。
二、风源系统
风源系统是准时供给列车制动系统足够的、
符合规定压力和高质量的压缩空气。同时也供给机
车撒砂系统、风喇叭和刮雨器系统,控制用风系统4和其他用风装置所需的压缩空气。
台机车上装有相同的两组空气压缩机，其目的是为
了增加供气量，以适应牵引长大列车制动的需要。
同时每组空压机的体积与容量可以减少，也便于在5机车上安装和驱动。当一台空气压缩机发生故障
时，另一台空气压缩机可单独继续供给压缩空气，
维持列车运行，保证行车安全。
内燃机车空气压缩机的驱动可分为两类：一类是由柴油驱动，如G1.1型空气压缩机；另一类是
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配达到某一值时，再加大机车空气压缩机排气量或
加大总风缸容积对缩短充气时间影响不大。原因在
于列车充气性能还要受机车车辆制动机本身性能的
影响。
（三）油水分离器及风源净化装置
油水分离器主要的功用是将压缩空气中所含
油、冷凝水及杂质分离出来，以提高空气质量，减
少制动系统的故障。油水分离器装于空气压缩机与
第一总风缸之间的管路上。油水分离器主要由上
砂子，并随压力空气顺着撒砂管喷嘴喷出,将砂均
匀地撒在机车前进方向车轮踏面下的轨面上。对砂
的要求是必需纯净而干燥。当机车施行紧急制动3时，自动制动阀上的非常撒砂管路的压力空气进入
压力继电器，使电磁阀得电，与司机脚踏的作用一
样，自动撒砂。解除紧急制动、松开脚踏开关或松
开手动按钮，撒砂结束。
（三）其他辅助用风装置
气量取决于制动时空气实际消耗量及管路系统的空
气泄漏量，机车控制与辅助装置及其他用风量，列
车充气缓解时间，还与总风缸的容积大小有关。客
运机车空气压缩机的排气量选择较为方便。
目前有部分机车装用螺杆式空气压缩机。
通过对比国内机车应优先采用螺杆式空气压缩机，
以提高机车风源系统的可靠性，保证机车或列车的
安全运用。其性能和可靠性远比往复活塞式空气压
体、下体、导向器、滤网、芯柱、挡罩、弹簧以及
排污xx组成。
油水分离器的原理是：
由宁气压缩机送出来的
压力空气，从进风端进入螺旋导向器的外侧空间，
形成空气的旋转流动，由于离心力的作用，一部分
油滴、水分和机械杂质分离出来，并沿筒体内壁落
入挡罩的下部空间。压缩空气经过滤网的再次过
滤，经芯部从出风端将清洁的压缩空气送入总风缸
内燃机车风源系统由空气压缩机、总风缸、风源
净化装置、止回阀、高压安全阀、调压器和油水分
离器等主要部件组成。
机车风源系统是机车空气管路系统的基础，
也是全列车空气管路系统的基础。影响机车风源系
统供风能力的主要因素有：
空气压缩机型式，空气
压缩机的排气压力与排气量，总风缸容积与压力范
围等。这些参数的选择主要取决于机车使用范围和
计算规程》取4000t级52辆2.5min(150s)，5000t级65辆
3.2min(192s)，6000t级78辆4.0min(240s)。
由上式可知，一旦机车牵引的列车最大辆数确
定，则总风缸容积Vz主要与空气压缩机排气量Q及
再充气缓解时间t有关。此值按常用全制动的再充
气时间确定，一般较为适中。初充气时，压缩空气
量、机车制动耗风量及管路系统的泄漏等确定。一
般采用下式计算(仅考虑货运机车的总风缸容
积)。
Vz={rmax(V1+V2+V3+V4)+[V3A1+(V1+V2+V4)A2-QP0]t}/(p降
-A1t)
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式中：
Vz--选取的总风缸容积；
P降--总风缸压力允许下降量，取150kPa；
t--一次全制动后的再充气时间，按(列车牵引
作用阀的充、排气，以实现机车的制动、缓解和保
压作用。
（5）作用阀——受分配阀和单独制动的控
制，直接控制机车制动缸的充排气，使机车产生制
动、缓解和保压作用。
（二）撒砂系统2为了提高轮轨间的粘着力，在机车上还设有由撒砂
开关、撒砂作用阀、撒砂电磁阀、撒砂阀等组成的
撒砂系统。机车动轮在受到污染（水、油和冰霜）
储存。为保证压力空气的质量，应时常打开排污塞
门排除污物，并定期对滤网进行清洗。
空气压缩机输出的压缩空气,除含有一定的
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水和油外，还经常混杂一些其他机械杂质。这些东
西如果被带到制动机或其他风动装置的各部件中
去，就会污损机件或堵塞风路，特别是呈酸性的冷
凝水，使制动阀及管道等产生严重锈蚀，影响空气
管路系统的正常工作，甚至造成严重事故。为了防
内燃机车空气管路和风源系统
摘要：
机车空气管路以及制动系统、撒砂系
统、其他辅助用风装置、空气压缩机型式、总风缸
压力范围的选取原则、油水分离器及风源净化装置
关键词：
机车；空气管路：
空气压缩机；总
风缸；
一、空气管路
内燃机车空气管路保障列车运行安全，提高列
车技术速度和铁路通过能力的极为重要的装置。空
气管路系统包括风源系统、制动系统、撒砂系统、
高到额定值的1.1倍，即最大990kPa。这样即满足了
强泵要求，也满足了正常情况下的总风缸压力范
围。
(2)螺杆空气压缩机因为有超负荷运用的限制
(利用安全阀限压)，其额定排气压力应选择为91000kPa。
2、总风缸容积的计算与选择
机车总风缸为储存机车以及列车用压缩空气的压力
容器，其容积的选择必须根据机车空气压缩机排气
管的压力(即列车管定压)。实际上，列车管压力
提高至超过600kPa对制动效果并不合适，所以当列
车管压力为600kPa时，对加速缓解，总风缸压力取
800kPa即△P=200kPa)是相当满足了；但对加速充
气，总风缸压力取900kPa更为理想。由于总风缸压
力不可能是恒定为某一数值，必然在一定范围内波
动，宜选择最小压差在150kPa以上，故而在列车管
一台单独工作。6从目前国外机车普遍采用活塞式或螺杆式空
气压缩机的现实来看，这两种型式的空气压缩机都
能适应机车风源系统的要求。但由于我国活塞式空
气压缩机制造工艺及材料的影响，机Baidu Nhomakorabea用活塞式空
气压缩机普遍质量不高。如存在漏油，漏风，连杆
与曲轴断裂，进排气阀碎等惯性质量问题；同时还
存在噪声大，振动大，油耗大，易损易耗件多，检
命长，易损易耗件少，其综合运用成本还是较活塞
式空气压缩机低。
国产机车用活塞式空气压缩机工作率一般最高
取10%-20%，而机车用螺杆式空气压缩机为保证其
油气分离的效果及防止润滑油的乳化，要求其工作
率不小于30%，且越大越好。也可以说满足同样的7供风能力，螺杆式空气压缩机排气量的选择可以比
活塞式空气压缩机排气量小。机车空气压缩机的排
压力为600kPa条件下，总风缸压力取值为750-900kPa
是较为合适的。而对于列车管压力为500kPa条件
下，总风缸压力范围为750-900kPa就更能满足缓解与
充气要求。根据总风缸压力范围为750-900kPa，可选
择如下：
(1)活塞式空气压缩机的额定排气压力选择定为
900kPa。利用其超负荷运用特点，可使排气压力提
牵引能力，还应考虑空气于燥器再生耗气率、总体
布置的可行性以及机车设计任务书。我们应合理的
配置，使其充分利用。
（一）空气压缩机型式的选择
空气制动机是以压力空气为动力来源，因此
机车上装有空气压缩机，空气压缩机用来制造具有
一定压力的空气，除供给空气制动机使用外，不供
给机车的自动控制及撒砂系统和其他用风装置。一
2、主要部件的功用
（1）单独制动阀——单独操纵机车的制动、
缓解和保压作用，它与车辆制动机的状态无关。
（2）自动制动阀——操纵全列车的制动、缓
解和保压作用
（3）中继阀——根据自动制动阀控制的均衡
风缸压力变化，控制列车管的充排气，以实现列车
的制动、缓解和保压作用。
（4）分配阀——根据列车管的压力变化控制
为此，在机车上设置撒砂系统。撒砂系统由砂箱、
脚踏开关、手动按钮、撒砂阀和喷嘴等组成。砂箱
安装在转向架构架端部的四个角上，每个砂箱的装
砂量约1000 kg，砂箱顶部设小盖，便于装砂、搅拌
（砂潮湿结块）和观察。脚踏开关安装在司机室操
纵台下，当需要撒砂时，司机踏脚踏开关或按手动
按钮，来自总风缸管的压力空气进入撒砂阀，吹动
修周期短，整机使用寿命短及故障率高，可靠性低
等。这已严重影响了机车风源系统的正常工作。螺
杆式空气压缩机已在许多领域逐步替代了活塞式空
气压缩机。目前国产螺杆式空气压缩机的主要零部
件(如机头)采用进口高品质产品，整机故障率极
低，已达到国外水平。尽管螺杆式空气压缩机的价
格较高，但由于检修周期长，故障少，油耗低，寿
缩机好，它将是机车用往复活塞式空气压缩机的更
新换代产品。
（二）总风缸
机车上设置两个由钢板焊接而成的总风缸。用
以储存存压缩空气,用气时通过管路输往各用风装
置。在总风缸的一端，装有排水塞门，司机应经常
在具有压力的情况下，开放此塞门，排除积水。
1、总风缸压力范围与压缩机排气压力的选择机车空气压缩机的排气压力一般与机车总风8缸最高压力相等，而总风缸的压力范围取决于列车
气性能还要受机车车辆制动机本身性能的影响。
空气压缩机与总风缸里的压缩空气一起向列车充
气。在整个充气过程中，总风缸压力的最低值下降
到500kPa左右，它表明再加大机车空气压缩机排气
量还能缩短列车初充气时间。提高机车空气压缩机
排气量或加大机车总风缸容积均能缩短列车初充气
时间；当机车空气压缩机排气量与总风缸容积的匹
压缩机在充气过程中的负载率外，其最大的用处
在于能及时在制动系统泄漏和充气时给予补气，并
能及时满足机车控制与辅助系统的用风要求。加大
机车空气压缩机排气量可缩短列车充气时间，但空
气压缩机排气量P值的选取在机车设汁和运营中，
受诸多方面的牵制，并且其值达到某一确定值时，
列车充气时间就不会再缩短了。其原因在与列车充
消耗量高达L/min，大大超过空气压缩机的排
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气量，因此还须由总风缸储存的压缩空气共同来补
充，这样空气压缩机的运转时间将大大增长。当列
车充满风后，压缩空气的消耗量大大减少，空气压
缩机再次运转的间隙时间就会延长。由于实际运行
中，正常为两台空气压缩机工作，总风缸容积实际
取值比计算值小。实际上，总风缸除了降低空气
源，电压为110 V。只要机车柴油机运转工作，空气
压缩机就能按照调压器调定的空气压(750 kPa～900
kPa)自动地进行工作，另外，还具有手动功能。产
生的压缩空气经油水分离器、风源净化装置除去
油、水分和杂质后储存在总风缸中，及时供给各用
风系统或装置使用。机车一般设有两台空气压缩
机，机车工作时两台空气压缩机可同时工作，也可
止事故的发生，在空气压缩机出口至第一总风缸之
间的管路上，装有油水分离器和风源净化装置，以
风喇叭和刮雨器系统、控制用风系统和其他辅助用
风装置。为确保内燃机车各用风系统的正常工作，
并具有必要的可靠性和耐久性，首先要求风源系统
所提供的压缩空气必须是足够的、符合质量要求
的、清洁和干燥的压力空气；其次是安全可靠。除
了空气管路系统各主要零部件的设计结构应充分具
有安全可靠性能以外，还必须对整个结构和装置采
取完备的安全措施。例如对关键容器必须备有安全
阀，空气压缩机的容量储备及多重控制装置等等。
（一）制动系统1
1、组成：
主要介绍JZ-7型空气制动机系统
主要由空气压缩机、总风缸、调压器、制动阀、中
继阀、作用阀、变向阀，紧急制动阀、无动力装
置、油水分离器、附加风缸、双针压力表、管道滤
尘器、制动缸及各种xx等组成。
风喇叭、刮雨器及电气部分邮电控阀等的用
风，均由机车上的风源系统提供。设在司机室顶部
的风喇叭、司机室跨、瞭望窗上的刮雨器，根据需
要司机可操纵有关按钮，由总风缸的压力空气
（750 kPa～900 kPa）直接供给，使风喇叭发出鸣叫
和刮雨器动作。控制用风系统供给电气系统的电据
接触器、转换开关等电器的动力风缸用风，要求风
的钢轨上启动或运行时，由于轮轨点着状态的恶
化，会产生空转，在紧急制动时，由于制动力较
大，车轮往往会产生滑行。空转和滑行会损坏轮
轨，影响行车安全。为了改善轮轨的接触状态，提
高黏着系数,司机应适时在轮轨接触处进行撒砂
（在施行紧急制动时，撒砂系统会自动撒砂）,防
止动轮空转或滑行，使机车顺利启动和正常运行。
由电动机独立驱动，如NPT5型空气压缩机和
型空气压缩机等。机车用空气压缩机基本为往复活
塞式空气压缩机。按气缸布置方式有立式（三
缸）、W形（三缸）和V形（四缸）三种形式，均
为两级压缩、中间冷却的结构。V形空气压缩机还
具有后冷却功能，额定排气压力均为900 kPa，由直
流电动机驱动。电动机由机车启动发电机供给电