关于CRH3型动车组空调系统故障的原因探讨

刘洋

摘要：由于本人是从事该车组的质量控制工作，发现空调系统经常会出现一些故障问题，所以本文针对高速动车组的空调系统质量故障进行分析，并提出了一些解决方案，希望对同样从事该工作的同行一些浅见。

关键词：CRH3型动车组；空调系统；质量故障；原因分析

高速动车组空调控制系统的问题主要有以下几大类：空调机组故障、控制系统故障、压力波保护系统故障、废排装置故障。下面进行逐项讨论。

一、空调机组故障原因分析

1.1空调制冷剂泄漏

空调制冷剂泄漏主要表现为空调机组压力低于正常运行范围，检查发现，空调机组制冷系统存在泄漏点。泄漏点绝大多数分布在压缩机高低压管截止阀及螺纹连接处、空调高低压力开关针阀及螺纹连接处、高压管制冷剂充注截止阀处，小部分漏点分布在管路焊接处。在CRH380BL型动车组空调机组设计时取消了压缩机高低压管截止阀，采用焊接连接方式，同时高压管制冷剂充注截止阀加液口采用了垂直放置方式。相比于CRH3型动车组空调机组，CRH380BL型动车组空调机组制冷剂泄漏故障降低了90%。另外，由于国内动车组使用频次过高，回库维护检修时间太短，无法及时发现制冷剂泄漏。同时，现场缺乏维修设施，发现空调制冷剂压力不足时，为了保证车辆运营，经常采用临时补充制冷剂的处理方式，未彻底解决漏点，导致重复故障，这也是造成制冷剂泄漏率高的一个重要原因。

1.2加热管故障

空调机组加热管故障主要表现为加热管根部接线柱熔断。由于动车组冬季采暖用的电加热器主要集中在空调机组中，加热管的总功率太大，加热腔的温度过高，接线柱处于高温环境下，造成电线软化，长时间后容易产生熔断。为了解决这一问题，将旧加热管更换为改进的加热管，同时接线端改成螺栓连接，加热管故障率明显降低。

另外，空调机组内部电加热器功率太大，造成电加热器表面及加热腔的温度偏高，也存在很大的安全隐患。空调机组内部的电加热器一般由2～3组独立的加热管组成，根据采暖负荷大小和车内空气温度决定启停加热管的数量，在启停加热管的同时进行不同加热管间工作切换，以保证每根加热管的总工作时间相当。

1.3压缩机故障

压缩机故障主要表现为空调压缩机运行时有异常振动，部分压缩机电机烧损。经拆解发现，底轴承套有偏磨现象，轴松动，偏心旋转导致电机扫膛损坏。

1.4冷凝盖板支架开裂

由于动车组入库维护检修时，检修人员频繁地踩踏冷凝盖板，造成冷凝盖板U 形支架出现开裂现象。其主要原因是U形支架的强度相对较弱，在频繁踩踏后易造成局部断裂损坏。为了解决这一问题，对铝合金材质的U形支架进行了更换，换成不锈钢材质的支架后，未出现冷凝盖板支架开裂的问题。一般空调机组都会张贴标志，表明哪些区域可以踩踏，哪些区域不允许踩踏，但检修人员经常图便利而踩踏不该踩踏的部位，造成部件损坏，因此，应制定相应的规章制度和防护措施。

二、控制系统故障原因分析

要知道故障的根本原因就要先了解控制系统的工作原理。控制系统主要表现为由板卡故障引起的空调机组不能自动运行。板卡故障主要是由于在空调机组运行过程中，空调控制柜内温度较高，控制板卡的接口电路卡过热变形，导致接触不良，致使空调系统自动运行时故障率偏高，可靠性不能满足技术要求。具体表现为以下3个方面：

（1）数字混合电路板。1端和21端的输出插针显示无电气连接（由脱焊导致），带有温度循环的黑色树脂产生的机械应力导致光耦合元器件输出插针脱焊。

（2）模拟混合电路板。光电耦合元器件脱焊，原因是光电耦合器邻近器件的清漆厚度超出规定限度且__存在温度循环，焊锡扩散导致混合电路板传导层短路

（3）电子控制。电子器件使用列车DC 110V电压，造成混合电路板周围温度过高，元器件加速老化。为解决这一问题，目前主要通过调整控制板卡中发热量大的电阻的安装位置来避免发热对元器件造成的损坏。

三、压力波保护系统故障原因分析

压力波保护系统主要是为了避免動车组通过隧道时车外空气压力的剧烈变化传递到车内，引起乘客不舒适。压力波保护系统安装在空调新风口位置和废排装置内，主要由汽缸、KV阀、气路、阀门等组成。如果压力波保护系统的故障表现为新风阀门或废排阀门无法关闭，则旅客的耳膜会有明显的不适感；如果压力波保护系统的故障表现为新风阀门或废排阀门无法开启，则会造成空调新风不足，导致旅客处于缺氧状态。车内外压差太大会导致车门无法正常开闭。压力波保护系统故障的主要原因为：

（1）在多隧道的线路上运行时，压力波保护系统动作频繁，冲击力也很大，容易造成汽缸和KV阀故障。

（2）气源不干燥、不清洁，造成汽缸和KV阀内部脏堵，形成卡滞。

（3）由于振动造成气路连接管脱落或老化破损，导致管路气压不足，汽缸无法动作。

四、废排装置故障原因分析

废排装置故障主要是废排风机故障，故障主要发生在头尾车，故障现象表现为废排电机运行时有异常振动，部分电机出现烧毁。在多隧道的线路上运行时，压力波保护系统动作频繁，头尾车受到的冲击波最大，造成风机负荷较大，导致电机叶轮产生一定的形变，电机轴的承受力增加，长期受力运行将导致轴承损坏，电机烧毁。

五、结束语

CRH3型动车组空调系统故障的主要原因是：CRH3型动车组主要在武广高速铁路上运营，武广高速铁路是一条多隧道高铁线路，CRH3型动车组采用被动式压力波保护系统，动作频繁，容易造成压力波保护系统、废排风机、送风机等故障。CRH3型动车组空调机组沿用欧洲可拆卸维护理念，易损坏制冷元件采用螺纹连接，而不是采用我国铁道车辆空调制冷系统通用的焊接连接方式，而且我国动车组的使用频次远高于欧洲，维护保养时间远低于欧洲，造成制冷剂泄漏率偏高。CRH3型动车组空调系统是国内第1代高速铁路车辆用空调系统，处于探索阶段，结构和工艺设计尚有不完善之处，导致故障率偏高。

参考文献：

[1]欧阳仲志.CRH系列动车组空调运用情况调查报告[R].2013.