第第頁共11頁1引言和諧號CRH2型電力動車組是現(xiàn)在還在運行于中國大陸的高鐵動車組列車種類之一，它的原型車是日本\t"/item/%E5%92%8C%E8%B0%90%E5%8F%B7CRH2%E5%9E%8B%E7%94%B5%E5%8A%9B%E5%8A%A8%E8%BD%A6%E7%BB%84/_blank"川崎重工業(yè)株式會社生產(chǎn)的\t"/item/%E5%92%8C%E8%B0%90%E5%8F%B7CRH2%E5%9E%8B%E7%94%B5%E5%8A%9B%E5%8A%A8%E8%BD%A6%E7%BB%84/_blank"新干線E2-1000型\t"/item/%E5%92%8C%E8%B0%90%E5%8F%B7CRH2%E5%9E%8B%E7%94%B5%E5%8A%9B%E5%8A%A8%E8%BD%A6%E7%BB%84/_blank"新干線列車。這個型號現(xiàn)在在中國國內應用非常廣泛，主要是在為國家干線鐵路、區(qū)際干線鐵路和城際市郊鐵路等各種新建的高級鐵路服務，它的構造速度在200km/h到350km/h之間。CRH2系列車型是國內大功率動車組的主力軍，車輛在高速、啟停、安全、檢測、耐寒、抗沙和臥鋪等各方面的運用都十分廣泛，城際列車、長途列車、高速列車和高速綜合檢測列車等都能看到它的身影，后續(xù)有很多國產(chǎn)高速列車都以它為基礎技術平臺進行研制?，F(xiàn)在于CRH2型動車組上安裝了一種全新的空調系統(tǒng)，相比較傳統(tǒng)的列車空調系統(tǒng)有非常大的區(qū)別,它的空調系統(tǒng)名叫EU651空調裝置,它的特征一般表現(xiàn)出來的是在很長時間內運行穩(wěn)定。不過,即使是時間較長，它也會出現(xiàn)故障,比如運行時候噪音太大、部分情況下制冷或制熱效果降低等現(xiàn)象。但隨著我國動車組技術日新月異的發(fā)展，人們對鐵路旅客列車運輸?shù)陌踩院褪孢m性提出了更高的要求?？照{系統(tǒng)是列車的“呼吸器官”，它的主要目的是在任何氣候和行駛條件下，通過強迫通風、人工制冷和采暖的加法，調節(jié)車內的溫度、濕度、氣流速度等各項條件，從而達到為旅客提供舒適的乘車環(huán)境的目的。空調系統(tǒng)作為CRH2A型動車組十大配套設施之一，不僅是用來控制列車客室環(huán)境的一個重要功能系統(tǒng)，也是動車組電氣設備的重要組成部分。動車組空調控制系統(tǒng)能保證在各種工況下，控制空調各部分協(xié)調工作，并能實現(xiàn)對自身的自我保護功能?？照{控制系統(tǒng)作為動車組空調系統(tǒng)的重要樞紐，能保證空調系統(tǒng)高效率運行，它的改進和優(yōu)化對空調系統(tǒng)的改進具有重要意義。國內外空調控制系統(tǒng)較早的是運用常規(guī)的PID控制，且現(xiàn)在仍然有90%以上采用PID控制，常規(guī)PID控制方法具有適應性強、技術完善、參數(shù)易于調整、易于控制和成本較低等優(yōu)點。但PID控制器的參數(shù)不能隨著系統(tǒng)模型參數(shù)的改變而改變，導致系統(tǒng)性能變差或者產(chǎn)生振蕩。20世紀80年代開始智能控制得到很大的發(fā)展，近年來我國大批的科研工作者投入大量的精力對智能控制空調方面進行研究和試驗，空調控制技術得到了迅速的發(fā)展。本文主要介紹了空調控制系統(tǒng)的組成及其工作原理，分析了控制系統(tǒng)的一些常見故障及處理方法等。針對控制系統(tǒng)提出了一些保養(yǎng)與檢修的方法。2CRH2動車組空調系統(tǒng)概述2.1CRH2空調系統(tǒng)組成及分布CRH2型動車組的空調系統(tǒng)主要是由控制系統(tǒng)空調裝置和通風換氣系統(tǒng)構成?？照{裝置由空調機組和車上配電柜內的空調顯示設定器組成。車輛內的制冷是通過空調機組的制冷系統(tǒng)進行的，車輛內的制熱是通過安裝在空調機組內部的電加熱器進行的。安裝在車下的通風系統(tǒng)和空調機組的換氣裝置相連?？照{系統(tǒng)的通風系統(tǒng)包括新風、送風、回風、排風四種用途的風道。換氣裝置把在車廂內的衛(wèi)生間廢氣用廢排風道全部排出。在可吸煙車廂內為了保證車廂內部的空氣質量，設計師把空氣清潔機安裝在車廂內端墻上。設計師將CRH2型動車組車底安裝的空調裝置為VVVF變頻空調,這樣做的目的是為了提高了空調制冷的節(jié)能技術。每1節(jié)車廂有2臺安裝在車底的空調裝置，每1節(jié)車廂1臺換氣裝置它們與車體內的風道連接，出風口和回風口被設置在車廂通路部，車內的排氣是用安裝在駕駛室、車廂內的排氣口導入到車底排氣風道內。3號和6號車廂內設置有空氣凈化機。駕駛室設有單獨的空調裝置及車內壓釋放閥。動車設有牽引電動機冷卻用電動送風機及風道。圖2.1所示為司機室空調與換氣裝置車底布置圖。圖2.1司機室空調與換氣裝置車底布置圖2.2CRH2空調系統(tǒng)控制系統(tǒng)空調顯示設定器、變頻裝置和繼電器及多個控制電路開合的接觸器組成CRH2動車組空調控制系統(tǒng)。

變頻控制是CRH2空調機組的主要控制方式，變頻裝置安裝在空調裝置內。在客室車廂中有兩個溫度傳感器，這兩個溫度傳感器檢測的溫度平均后得到車廂內溫度，然后將車廂內溫度傳送給變頻裝置。變頻裝置將顯示設定器設定的標準溫度和車廂內溫度進行比較后，最后再決定壓縮機、送風機相關裝置和設備及元器件的通斷控制及運行頻率。此外，空調顯示設定器接收來自車上監(jiān)視裝置(車輛信息控制裝置)的相關信息，并向變頻裝置發(fā)出空氣調節(jié)指令。同時，空調顯示設定器還顯示來自變頻裝置傳來的狀態(tài)信息，并將這些狀態(tài)信息傳送給車上監(jiān)視裝置?？照{夏季制冷時的工作原理：先將來自接觸網(wǎng)由牽引變壓器降壓后得到的AC400V/50Hz經(jīng)整流與逆變后供給制冷壓縮機。制冷壓縮機通過接觸器連接并控制它的通斷，再對客室內溫度值與空調顯示設定器設置的溫度值進行比較，實現(xiàn)對空調機組的壓縮機進行變頻控制。最后控制制冷壓縮機輸入的頻率和電壓，使其制冷量發(fā)生改變，從而控制客室內的溫度。如圖：圖2.2空調控制系統(tǒng)原理圖2.3CRH2空調裝置EU651型空調機組，適用于新干線車輛。本空調裝置的空氣排出口、回風口各自連接到貫通車廂地板下、頂棚的送風道和抽吸車內空氣的回風道上。制冷時，由回風道吸收的車廂內的空氣，與換氣裝置通過供氣道送來的新鮮外來空氣混合，通過空調裝置回風口上的車廂內過濾器與車廂內熱交換器進行熱交換，從而形成冷風。制暖時，由回風道吸入的空氣與新鮮外來空氣混合，通過空調裝置回風口上的車廂內過濾器，由電熱器加熱，通過與制冷同樣的路徑形成暖風。

2.3.1制冷系統(tǒng)

制冷系統(tǒng)由壓縮機、室外熱交換器、干燥器、毛細管、車廂內熱交換器、冷凝器及配管所構成，各個機器與配管焊接形成完全密團，里面封入了制冷劑。

壓縮機:采用全封閉型渦旋壓縮機將吸入的低溫的制冷過后的氣體，壓縮為高溫高壓的氣體后送出。

室外熱交換器:采用全封閉型渦旋壓縮機將吸入的低溫的制冷過后的氣體，壓縮為高溫高壓的氣體后送出。制冷劑干燥器:吸收制冷液體中的水分。

毛細管:在通過面積很小的阻力管時，高壓的制冷液體變成低壓氣體液體混合的狀態(tài)。制冷劑在減壓同時，溫度也隨之下降。

車廂內熱交換器:車內熱交換器把低溫，低壓的氣液態(tài)混合的制冷劑氣化，導入車廂，吸收車廂內熱量使溫度下降。產(chǎn)生的冷風，吸收了人體與車體部分熱量又變?yōu)榕諝?，再次回到車廂內熱交換器。冷凝器將制冷劑氣體和液體分離。如圖：圖2.4空調機組制冷工作原理圖2.3.2變頻裝置CRH2型動車組空調機組的變頻裝置是在內置的空調機內的，通過比較顯示設定器的設定溫度值與溫度傳感器的檢測值，對壓縮機及室內外風機進行運行控制。本變頻裝置由變頻單元，電容器單元，交流電抗器，直流電抗器，限流電阻，接觸器構成。變頻裝置中內含1個交流變換器回路和2個逆變器回路。

2.3.3.空調顯示設定器

空調顯示設定器顯示車上監(jiān)控裝置傳來的內容，同時向變頻裝置下達空調指令。另外，在顯示由變頻裝置傳來狀態(tài)信息的同時，向車上監(jiān)控裝置傳遞信息，空調的各種設定，具有從車上監(jiān)控裝置得到的信息和空調顯示設定器自身設定的指令或數(shù)字中，優(yōu)先采用后面設定的機能。2.4CRH2通風換氣系統(tǒng)2.4.1.換氣裝置高速運行的車輛，在進入隧道的時候其車外壓力變化很大，如果不抑制住車外壓力變動傳導給車內的話，乘客會感覺到耳鳴不適感。為了防止車外壓力變動傳到車內，車內換氣使用供排風-體的連續(xù)換氣裝置。換氣裝置采用變頻裝置控制送風機的運行頻率，通過提高送風機的靜壓力性能，能夠更好地抑制車內的壓力變動，并且?guī)в写_保換氣量的特性。

2.4.2.通風系統(tǒng)

客室空調機組安裝在車下，空調裝置的送風口與設在客室地板中部的主送風道通過車下風道連通，并通過窗間風道與頂板位置處的客室送風道連通:回風口與吸入車內空氣的回風道連接，回風道又通過車下風道與機組回風口連通。制冷送風時，從回風道吸入的客室內空氣與換氣裝置通過新風道送入的新鮮外氣相混合，經(jīng)設置在客室空調機組回風口處的回風過濾網(wǎng)，進入空調蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器內進行熱交換，冷卻為冷空氣。該冷空氣經(jīng)車下風道、地板中送風道、窗間風道、客室送風道從客室行李架下送風口及窗上送風口吹入客室，向乘客提供冷風。暖氣輸送時，從回風道吸入空氣，同樣與新鮮空氣混合，通過設置在空調裝置回風口的過濾網(wǎng)，進入空調機組，在機組內由電熱元件加熱，通過相同路徑，向乘客提供暖風。另外，通風系統(tǒng)中設置的換氣裝置也通過特殊螺栓安裝在底架橫梁上，換氣裝置即國內空調新風裝置與廢排裝置的結合體，換氣裝置采用雙向風機原理，排出車內的廢氣，并向空調機組提供新風。3CRH2空調系統(tǒng)常見故障分析3.1空調機組夏季常見問題我國氣候冬季南北溫差大,夏季普遍高溫的特征對動車組空調系統(tǒng)性能提出了較高的穩(wěn)定性要求。尤其是夏季高溫高濕的氣候特點,使得在實際運營過程中動車組空調故障較為頻繁,其主要故障現(xiàn)象和原因分析如下:(1)空調制冷不良?？照{制冷不良主要原因有兩個方面,一是空調裝置回風口濾網(wǎng)堵塞,造成致車內循環(huán)的風量不夠;二是蒸發(fā)器處冷凝水排水不暢、積水,造成空調制冷異常。(2)空調震動噪音大。空調震動噪音大主要原因為冷凝風機轉動不平衡及離心風機軸承卡滯造成車體異常震動。(3)空調裝置高壓開關動作?？照{裝置高壓開關動作主要原因為冷凝器濾網(wǎng)臟堵導致通風不暢、冷凝風機不工作導致冷凝器散熱不良,以及冷凝器高壓管路壓力過高。(4)空調裝置低壓開關動作?？照{裝置低壓開關動作主要原因為制冷劑泄露及由于蒸發(fā)器通風不良結冰造成低壓檢測開關誤動作。3.2空調機組一般常見問題3.2.1制冷、制熱效果不佳(1)回風過濾器堵塞，導致車內循環(huán)風量不夠，造成制冷、制熱效果不佳。(2)

冷凝水排水不暢，造成空調制冷不佳。動車組空調冷凝水排水不是采取直排式，而是采取讓冷凝水先流入積水托盤內、后用排水泵抽取的方式，這是為動車組保持良好的氣密性而設計的。夏季，天氣炎熱，空調制冷量大，產(chǎn)生冷凝水多，一旦積水托盤內臟堵，

導致排水泵控制浮子開關堵塞不動作，冷凝水積聚后不能排出，造成空調機組故障。(3)

室內及室外熱交換器網(wǎng)眼堵塞，空調出現(xiàn)供風不足。(4)

如果出現(xiàn)完全不制冷、制熱現(xiàn)象

就很有可能是壓縮機或加熱器故障。3.2.2空調震動、噪聲大空調系統(tǒng)風機故障是造成空調系統(tǒng)振動、噪聲大的主要原因。離心風機軸承卡滯和冷凝風機轉動不平衡，造成車體異常振動。動車組空調機組安裝于車底板骨架上，與車體形成一個整體結構，空調機組振動勢必造成車體振動?？照{機組運動部件有離心風機和冷凝風機，離心風機雖然密封于空調機組中部，不受外界環(huán)境影響，但軸承制造質量存在問題，經(jīng)常出現(xiàn)卡滯，造成空調機組異常振動。冷凝風機扇葉轉盤是暴露于外面的，局部很容易集結灰塵，造成風機轉動不平衡，導致空調系統(tǒng)振動、噪聲大。3.2.3過流繼電器動作造成過流繼電器動作的主要原因有:

(1)室內外熱交換器濾網(wǎng)比較臟，供風非常小，空調系統(tǒng)會出現(xiàn)自我保護而跳空氣開關。(2)空調風機故障，不能提供循環(huán)所用的風量，導致CPOCR1,2繼電器失電。(3)由于外界溫度過高，超出空調系統(tǒng)運行的溫度范圍就會出現(xiàn)跳空氣開關的現(xiàn)象。(4)壓縮機故障，徹底不工作。4CRH2空調系統(tǒng)檢修改進建議4.1一般檢修改進建議(1)夏季加強對動車組空調裝置濾網(wǎng)的檢查和清潔,增加蒸發(fā)器處冷凝水排水檢查,保證濾網(wǎng)清潔通暢、排水無阻,并根據(jù)季節(jié)和環(huán)境變化優(yōu)化濾網(wǎng)清潔周期,避免濾網(wǎng)堵塞。(2)加強一級修對客室空調、司機室空調的功能試驗,在試驗時重點査看各車空調出風口風量及制冷效果是否正常。(3)定期查看空調壓縮機、風機在全功率狀態(tài)下電流值是否正常,定期檢查各車廂空調控制器上有故障信息及故障代碼報出。(4)隨車機械師加強空調知識培訓及途中應急處置演練,避免因處置不當造成運營事故。4.2專項檢修改進建議4.2.1室內回風過濾器堵塞空調的制冷和制熱效果不佳一般是由回風過濾器堵塞造成的，對于這情況,

首先要事先準備新的過濾元件，清除有故障的過濾器，換上新的過濾元件，如果遇到些突發(fā)的情況，沒有事先準備的過濾元件，應該把過濾網(wǎng)拆下來進行清洗，再安裝上去，保證回風過濾器的通暢。

4.2.2室內和室外交換器堵塞

造成堵塞不外乎就是灰塵引起的，如果在灰塵不多的情況下，可以在縫隙間進行噴吹，吹出的這股氣流正好和運行的氣流相反，有助于灰塵的去除。再就是用吸塵器把臟污較多的一側清理干凈。如果在清理的過程中遇到灰塵或者有別的污染物比較嚴重的時候，就需要維修人員進行拆卸用溫水清洗。

4.2.3對風機的清理

空調裝置上的風機是個重要的元件，所以上面的灰塵要及時的清理，對于風機的清理相對來說是比較嚴格的，必須要用到揉軟的毛巾和毛刷，還要注意在清理的過程當中避免風機葉片的變形，如果操作不當，會導致葉片變形使得風機運行時產(chǎn)生噪音震動。

結論本文主要以CRH2型動車組空調系統(tǒng)的常見故障為主要研究對象，分別對CRH2型動車組背景空調系統(tǒng)組成空調系統(tǒng)的主要運行原理做了介紹，同時也把現(xiàn)在動車組常用空調系統(tǒng)的結構組成，工作原理和故障表現(xiàn)進行了分析探究。對制冷系統(tǒng)，控制系統(tǒng)，變頻系統(tǒng)，空調設定器以及通風裝置，換氣裝置，空調設定，控制裝置等幾個主要的結構組成進行了分析，然后是二系空調常見的故障分析，原理和結構包括空調機組夏季常見問題，空調機組工作過程當中的常見問題，以及空調系統(tǒng)工作過程當中制冷制熱效果不佳，空調制冷系統(tǒng)噪聲較大，振動頻率較高，工作過程當中空調過流繼電器出現(xiàn)問題。根據(jù)問題原因和問題的常見狀況進行了深入分析，然后分析空調系統(tǒng)檢修維護的相關建議，包括一般性的普通檢修維護改進建議，以及針對不同空調系統(tǒng)故障案例和故障類型提出的改進方案和建議。然后分析的是針對性的改進，建議包括室內回風，濾波器堵塞和室內室外交換器堵塞，以及對風機的影響和清理等以及定時定期的檢修維護工作，希望這些工作能夠提升整體的可靠性。本文充分了解動車組空調系統(tǒng)工作過程當中的故障案例，故障類型和故障的影響，并且結合自身的工作經(jīng)驗和所學相關知識為檢修維護工作提供相應的支持和幫助，提升整體的空調系統(tǒng)