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1、螺杆式压缩机具有结构简单、易损件少、压比大、对湿压缩不敏感、平衡性能好等特点。空调机组采用的是双螺杆制冷压缩机，机体内装有一对相互啮合、具有旋向相反的螺旋形齿的转子，其齿面凸起的转子称阳转子，齿面凹进的转子称阴转子，齿槽、机体内壁面和端盖等共同构成了工作容积。由于螺杆具有较好的刚性和强度，吸、排气口又无阀片，故一旦液体制冷剂通过时，不容易产生“液击”。2.冷凝器和冷凝风机冷凝器为主要的热交换设备，高压、过热的制冷剂蒸汽在冷凝器中放出热量后，凝结成饱和液体或过冷液体。车辆用空调装置采用的是空气冷却式冷凝器，制冷剂在管内冷凝，空气在管外流动，制冷剂放出的热量被空气带走。检修过程中需定期清扫和清洗冷

2、凝器，其目的是增强换热器的传热系数，提高制冷剂和管壁间的换热系数，保证机组的正常运行和设计的制冷量。为了增强换热时的空气流动循环，空调机组采用强迫通风的对流冷却，并通过两台轴流式风机来强化制冷剂在冷凝器中的凝结放热过程。两台轴流式风机通过引接高压处的压力，由控制器根据压力变化情况来控制风机的启停和运转台数。3.蒸发器制冷剂在蒸发器内吸热汽化，制冷剂在蒸发器内由液态变成气态，制冷剂在蒸发器内为汽化吸热过程。在蒸发器中，来自膨胀阀出口处的制冷剂，通过分配器从管子的一端进入蒸发器，吸热汽化，并在到达另一端时让制冷剂全部汽化，从而吸收管外被冷却空气的热量，空气的热量被蒸发器内的制冷剂吸收后温度降低，达

3、到冷却空气的目的。4.送风机送风机为两台离心式风扇，兼有吸风和送风的双重功能。一方面，通过新风格栅吸入新风，并使它与回风混合，另一方面将经过蒸发器冷却、减湿后的空气通过风机输送到客室的送风管道中，并被送到客室内，达到调节客室温度、湿度的目的。5.热力膨胀阀膨胀机构位于冷凝器之后，它使从冷凝器来的高压制冷剂液体在流经膨胀机构后，压力被降低而进入蒸发器，它除了起节流作用外，还起调节进入蒸发器制冷剂流量的作用。通过膨胀机构的调节，使制冷剂离开蒸发器时有一定的过热度，避免制冷剂液体进入压缩机。一号线空调机组的膨胀阀采用的是外平衡式膨胀阀，它是通过蒸发器出口处制冷剂蒸气过热度的大小来调节阀口的开度，在蒸

4、发器负荷变化时，可以自动调节制冷剂液体的流量，以控制蒸发器出口处制冷剂的过热度，该膨胀阀过热度的设定值为10 3k。当实际过热度高于设定点时，热力膨胀阀会让更多的液体制冷剂流入蒸发器；同样地，当实际过热度高低于设定点时，热力膨胀阀会减小流入蒸发器的制冷剂流量。过热度调节弹簧的张力可进行调节，静态过热度通过旋转螺母来调节，顺时针转动螺母可增大过热度，逆时针转动螺母可减小过热度。6.阀件每台空调机组用的阀主要包括有：压缩机的卸载阀、制冷管路上的液管电磁阀和手动截止阀、控制压缩空气风缸的组合电磁阀。卸载阀为压缩机的能量调节阀，通过控制压缩机的排气量来控制制冷系统的制冷量。液管电磁阀用于自动接通和切断

5、制冷回路，它是由110V电源来启闭的截止阀，电磁阀的开启是依靠线圈通电产生的电磁力，并依靠弹簧和阀芯的自重来关闭。它装在膨胀阀之前的液管上，与压缩机联动，当压缩机启动时，电磁阀打开供液管，当压缩机停车时，切断供液管路。手动截止阀是装在制冷管道上的阀件，在制冷系统需要检修和分解时起着接通和切断制冷剂通道的作用。列车上的T09阀开启和切断着空调机组空气调节挡板驱动风缸的压缩空气，而空调机组内的组合电磁阀是由控制系统来控制其电源供给，从而控制着新风、回风风缸的压缩空气供给情况。7.贮液器用于贮存由冷凝器来的高压液体制冷剂，以适应工况变化时制冷系统中所需制冷剂量的变化，并减少每年补充制冷剂次数。在贮液

6、器的中部设有一个可视液面的浮球，机组运行到稳定状态后，若制冷剂充足则视镜中的小球应上浮。8.干燥过滤器由于制冷系统在充灌制冷剂前难以做到绝对干燥，总含有少量的水气。当制冷循环系统中存在水分时，一旦蒸发温度低于0，会在节流机构中产生冰堵，影响系统的正常运行。干燥过滤器中的干燥剂用来吸收制冷循环系统中的水分，过滤器用来清除系统中的一些机械杂质，如金属屑和氧化皮等，避免系统中出现的“冰堵”和“脏堵”。9.流量/湿度指示器用来显示系统运行时制冷剂量和流动情况，而示镜中心部位的圆芯则用来指示制冷剂的含水量。当圆芯纸遇到不同含水量的制冷剂时，其水化合物能显示不同的颜色，从而根据纸芯的颜色来判断含水的程度。

7、纸芯的颜色变化可显示出制冷剂的含水量情况：正常、警示、超标，当纸芯的颜色为紫色时表明正常，当纸芯颜色开始偏红时说明系统中制冷剂的含水量已到了需加强跟踪的警示位置，一旦纸芯颜色为粉红色时必须尽快更换干燥过滤器。检修中，在制冷系统运行情况下，若流量指示器中有气泡出现，则必须确认管路是否有堵塞的问题，否则说明制冷剂量不足，需及时补加制冷剂，否则容易导致系统因低压问题出现的故障。10.压力开关一号线空调机组共设有四个压力开关，分别为高压压力开关两个，控制压力开关一个，低压压力开关一个。当制冷系统的压力异常高时，高压压力开关动作，使压缩机停止运行，避免意外事故的发生和设备的损坏，根据压力动作值的不同设置

8、，高压开关的设有自动复位和手动复位两种，各压力开关的动作值如表7-1。表7-1 压力开关的设定动作值手动复位的高压开关关 22.5+0/-1.6 bar（g）自动复位的高压开关20.0 0/-1.6 bar（g）0.5 0.3 bar（g）低压压力开关开 2.0 0.3 bar（g）关8.0 0.8 bar（g）控制压力开关开11.0 0.8 bar（g）11.温度传感器空调系统分别在客室、新风入口、送风管道处设有温度传感器，用于监测客室温度、环境温度和已处理空气的温度，通过对温度采样值的判断来控制空调机组的运行模式。广州地铁一号线空调机组的温度传感器采用的是NTC型，这种传感器的温度与电阻呈

9、负曲线关系，既温度值愈高电阻值愈低。表7-2 温度传感器电阻值与温度的对应关系二.单元式空调机组的工作原理1.制冷循环的基本原理制冷循环：制冷剂在制冷回路中循环流动，并且不断地与外界发生能量交换，即不断地从被冷却对象中吸取热量，向环境介质排放热量。为了实现制冷循环，必须消耗一定的能量。在制冷方法中，液体汽化制冷应用最为广泛，车辆空调机组采用的是蒸汽压缩式制冷，它属于液体汽化制冷。空调用蒸汽压缩式制冷系统的原理：它主要由压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器等部件组成，并用管道将其各部件连成一个封闭的系统。液态制冷剂通过制冷系统回路的不断循环产生，并在蒸发器内蒸发，制冷剂在蒸发器内与被冷却空气发生热量交

10、换，吸收被冷却空气的热量并汽化成蒸汽，压缩机不断地将产生的蒸汽从蒸发器中抽走，并压缩制冷剂，使其在高压下被排出；经压缩后的高温、高压蒸汽在冷凝器内被周围的空气冷却，凝结成高压液体；利用热力膨胀阀使高压液体节流，节流后的低压、低温湿蒸汽进入蒸发器，再次汽化，吸收被冷却空气的热量，如此周而复始。广州地铁一号线空调机组采用的是R134a制冷剂，它是一种环保型的制冷剂，属于中温制冷剂，它的标准沸点为-26.2，凝固温度为-101，其热力性能与R12接近。2.空调机组的制冷过程如图7-4所示，制冷剂R134a蒸气在压缩机内被压缩，成为高温、高压的气体，被分成两路经两侧风冷冷凝器的冷凝、冷却，通过冷凝风机

11、吸入外界空气来强化对流，增强换热效率，且由控制压力开关来控制冷凝风机的运行台数，使经过冷凝器后的制冷剂成为常温、高压的液体，液体制冷剂进入贮液筒、干燥过滤器、流量显示器后，再次被分成两路，每一路都先通过液体管路电磁阀到达热力膨胀阀，制冷剂在膨胀阀中被节流降压，变成低温、低压的气液混合状态，液体制冷剂在蒸发器管内吸收需冷却的空气热量，并由液态蒸发变成气态，气态的制冷剂被再次吸入到压缩机，重新被压缩，压缩机的不断工作和系统的往复循环，达到连续制冷的效果。在制冷状况下，通过蒸发器的空气在蒸发器外被冷却，空气中的水分冷凝成水珠，通过机组上设的排水孔排到车顶上，最终通过设在车顶两侧的排水道排到车下。图7

12、-4 空调机组制冷过程图中：1 压缩机；2A、2B 冷凝风机电机；3A、3B 冷凝风扇；4A、4B 冷凝器；5 角阀；6 干燥过滤器；7 流量/湿度显示；8A、8B 液体管路电磁阀；9A、9B 热力膨胀阀；10A、10B 分配器；11A、11B 蒸发器；12A、12B 通风机风扇；13A、13B 通风机电机；14 高压压力开关；15 手动复位高压压力开关；16 低压压力开关；19 压缩机内止回阀；21 压缩机排气端截止阀；22 压缩机针阀；23 压缩机吸气端截止阀；24 充注阀；26 控制压力开关；27 制冷剂贮液筒；28 压缩机内平衡阀；30 减振管3.空气处理过程空气状态变化空调系统采用的

13、是上送侧回式送风方式，车外的新风通过新风口的挡水百页窗和金属过滤网被吸入，并与部分来自客室的回风混合后被过滤，空气被过滤后进入蒸发器，空气经过蒸发器后被降温、去湿，被送风机送到风道内，然后沿车上的送风道、送风口到客室，客室内的一部分空气从坐椅下方及车内墙板的后面导向车顶排出车外，另一部分通过回风道成为回风，成为循环空气。在蒸发器被冷却、除湿了的空气通过机组的两台离心通风机吸入后，被输送到客室的送风道中，并通过风道均匀的被分配到整个车厢中。通过司机室的连接风道，与司机室相邻的空调机组将部分已处理的空气直接送到司机室，司机室内的配有的独立风机可用来调节风量大小，通过顶部的旋扭来调节风量，风量调节范

14、围设有三级，送风方向通过可调叶片调节。4.紧急通风原理若空调机组运行所需的三相电源失效情况下，制冷系统则不再运行，正常通风系统无法保持。为了保证客室内乘客安全性，空调系统运行转为紧急通风模式，在此情况下由设在机组内的DC/AC静态逆变器将蓄电池的110V直流电逆变为三相100v，38Hz的交流电源，供给空调机组通风机，新风量比正常通风时减少一半。通过空调机组可以提供客室和司机室通风45分钟，且保证每节车的总风量不少于4000 m3/h。应急通风时，回风调节挡板被关闭，新风调节挡板处于全开状态，即在紧急通风时客室里的空气仅由新风组成。三.空调机组的功能测试机组装车前，至少需要完成下述功能测试，它

15、主要包括有：1.测试温度传感器，根据NTC温度传感器与环境温度对应关系的测量表，测量其电阻值是否达到要求。2.检查冷凝器风扇电机的转动方向，正常时空气必须通过冷凝器被吸入。3.检查循环空气、新风挡板的功能。4.检查冷凝器和蒸发器断面水的排泄情况，尤其应避免蒸发器断面的阻塞物可能会影响水排泄。5.检查制冷系统，管路无“冰堵”和严重的结霜现象，并确定运行时制冷剂视液镜无气泡，显示为“干燥”。6.机组需提供的制冷效果应达到：蒸发器进入端和出口端的空气温度差约大于15K。 第三节控制原理列车空调系统必须在激活端的司机室操作其运行或停机，通过按压设在副司机台的空调“开”、“关”按钮即可开启或关闭整列车的

16、空调机组，若开停“空调A”按钮则仅开停列车头端A车的空调机组。每节车的电子柜内装有一个空调控制板和温度控制板，温度控制板可对单节车空调机组的运行模式和温度值进行设定，空调控制板控制了每节车的两台空调机组，并能完成故障的诊断和记录，空调控制面板参见图7-5。图7-5 空调机组用FPC20/2控制板一.空调机组的运行逻辑：起动顺序为送风机、冷凝风机、压缩机，若前级不能起动，后级则不被允许起动。1.通风机正常通风/制冷模式下，首先是两台通风机同时运行（6K09或6K10闭合），为Y形运转，供电运行电压为三相380，50Hz。紧急通风时，6K03或6K04的开闭受控制板运行模式控制，当控制板接收到半列

17、车的两台DC/AC辅助逆变器故障时，该半列车通风模式由正常通风转为紧急通风，此时6K03或6K04闭合， Y形起动，延迟1S后K14闭合、为形运转，供电电压为100VAC，38Hz，该电压是通过蓄电池110VDC电源供给空调紧急通风逆变器，由逆变器逆变后的电源提供给通风机。2.冷凝风机只有在两台通风机运行后，冷凝风机才能运行，由控制板发出的指令使控制冷凝风机三相电源的接触器（6K21、6K22控制单元1，6K23、6K24控制单元2）闭合，当机组制冷系统的压力低于8bar时，即控制压力开关断开的情况下，仅一台冷凝风机运转；若压力高于11bar时，则两台冷凝风机运转。当单台冷凝风机运转时，两台风

18、机交替运行，即该次运转的冷凝风机是上次停转的冷凝风机。3.压缩机压缩机的启动是在送风机、冷凝风机运行后，若前级的送风机、冷凝风机不能运行，则压缩机不能启动，压缩机的起停又受到温度的控制，并受系统压力及压缩机保护单元INT69的保护。为了降低压缩机的启动电流，压缩机采用的是部分绕组启动方式，通过继电器K1来延时1s，完成压缩机Y形到YY形的启动控制。在压力保护中，当F1.1压力开关（自动复位）高于20bar时，压缩机被停机，一旦系统压力低于20bar则压缩机在条件允许下可再次启动，此时应查找导致压力开关动作的原因，避免系统压力过高对设备的影响；另一压力开关F1（手动复位）的动作压力为22.5ba

19、r，但此压力开关动作后，即使压缩机停机后系统压力已降低，压力开关不能自动复位，而需要手动按下压力开关上的兰色按钮，手动复位后系统才能恢复正常运行。正常运行/制冷模式下，通过F2压力开关来监控系统低压部分的状况，通过F3控制压力开关来控制冷凝风机的运行台数，并通过6K21、6K22或6K23、6K24来监视冷凝风机实际运行状况，6K11或6K12以及6K15或6K16来确认压缩机的运行。从图上可以知道：液管电磁阀与6K15、6K16同时开闭。4.卸载电磁阀Y2卸载电磁阀断电为卸载，通电为全载，压缩机起动时，6K15或6K16得电，卸载，K1继电器延时1s。5.新风门与回风门正常工作时：新风电磁阀

20、Y4及回风电磁阀Y5得电，新风门到正常通风位，回风门开紧急通风时：新风电磁阀Y4、Y6及回风电磁阀Y5失电，新风门全开，回风门关闭。客室温度与设定温度差大于2K时：新风电磁阀Y4、Y6得电，新风量减少，回风电磁阀Y5得电，回风门开。二.温度控制板运转模式温度控制板的运转模式包括：1.“关断”：两台空调机组都停机，输出信号的故障灯亮，表示无故障。2.“试验”：应注意在此运行模式下，机组可以在缺少低压、温度等保护的情况下进行部件功能测试，即若系统低压压力开关已动作，压缩机也能运行但仅允许2分钟的运行时间。此模式下控制板上的主要输入、输出信号为（“1”位时指示灯亮）：“逆变器A”输入信号为“1”；“

21、逆变器B”输入信号为“1”；“送风机U1+U2”的输出信号为“1”；“冷凝风机1-1”的输出信号为“1”；“冷凝风机1-1”的输入信号为“1”；“冷凝风机1-2”的输出信号为“1”；“冷凝风机1-2”的输入信号为“1”；“冷凝风机2-1”的输出信号为“1”；“冷凝风机2-1”的输入信号为“1”；“冷凝风机2-2”的输出信号为“1”；“冷凝风机2-2”的输入信号为“1”；“压缩机电机U1”的输出信号为“1”；“保护单元U1”的输入信号为“1”；“部分绕组U1”的输出信号为“1”；“压缩机电机U2”的输出信号为“1”；“保护单元U2”的输入信号为“1”；“部分绕组启动U2”的输出信号为“1”。3.

22、“自动”：把温度控制面板旋到“自动”档时，控制系统可根据外界温度、供电情况来控制系统应为通风/制冷/紧急通风等运行模式，其控制温度遵循UIC标准，可自动调节运行温度，使列车客室温度达到设定值。空调系统正常运行的要求见下图：4.其它温度选择：通过手动操作开关，可选择设定温度“19”、“21”、“23”、“25”、“27”。5.“紧急通风”：其先决条件为：列车空调运行控制已开启；温度控制板旋钮在“自动/19-27”位；“逆变器A”输入信号为“0”；“逆变器B”输入信号为“0”；6.“正常通风”：第四节常见故障和处理方法控制板的故障代号及故障原因：代号故障原因1高压压力开关F1或F1.1或断路器6F

23、04压缩机不能工作/U12高压压力开关F1或F1.1或断路器6F07压缩机不能工作/U23保护单元U1M1A2或断路器6F024保护单元U2M1A2或断路器6F035低压压力保护开关U1F26低压压力保护开关U2F27电机内部温度保护U1M2F1或断路器6F05冷凝风扇1-1不能工作/U18电机内部温度保护U1M4F1或断路器6F06冷凝风扇1-2不能工作/U19电机内部温度保护U2M2F1或断路器6F08冷凝风扇2-1不能工作/U210电机内部温度保护U2M4F1或断路器6F09冷凝风扇2-2不能工作/U211电机内部温度保护U1M6F1或U1M7F1送风机不能工作/U1或断路器6F11或6

24、F1012电机内部温度保护U2M6F1或U2M7F1送风机不能工作/U2或断路器6F12或6F1313模拟输入开关板S1R1开关板的连接中断14模拟输入信号监控-B1客室1传感器中断15模拟输入信号监控-B2客室216模拟输入信号监控U1B1管道空气117模拟输入信号监控U2B1管道空气218模拟输入信号监控U1B2室外空气119模拟输入信号监控U2B2室外空气220的连接短路21传感器短路2223242526室外空气2传感器短路100运行“试验”模式无影响101单元1制冷量降低检查可能的原因空调机组常见的故障大致可以分为两类：一类是制冷系统的故障，一类是电气控制系统故障。制冷系统故障：1.

25、制冷系统中制冷剂泄漏是最常见的故障，其泄漏部位主要发生在管路的焊接处、压缩机吸排气口的连接处、压力开关的引接处等，由于管路焊接不良或车辆运行中冲击、振动造成连接螺钉松动或连接部位多次振动后出现裂纹原因均可引起系统泄漏。制冷剂的泄漏因原因不同，其泄漏程度也不尽相同。较轻微的泄漏可引起制冷量不足，低压压力过低而压力开关保护动作，蒸发器吸热不足等现象，严重的泄漏可造成机组制冷不良。在制冷剂已漏光，系统中混入空气，压缩机继续运转将最终导致压缩机因过热而被烧毁。2. 制冷剂的检漏方法可采用：外观检查：由于制冷剂泄漏会渗出冷冻油，一旦发现管路某处有油迹的话，可用白布擦拭或用手直接触摸检查，并做进一步确认。

26、泡沫检漏：这是一种简便的方法，用混有清洁剂的水涂在预计可能发生泄漏的被检处，若该处有泄漏的话，将会出现气泡，从而可以确定确切的泄漏发生位置。电子检漏仪：用电子检漏仪接近被检处，一旦检漏仪测到有泄漏，将发出异常的声音予以提示，此时应擦拭干净触头，在怀疑处再次测试确认。压力检查：用复合式压力表连接到系统中，检查系统停机时的平衡压力，以及机组运行情况下的低压压力，低压压力应不低于0.50.3bar。3. 压缩机低压压力过低可能的原因有：制冷系统有泄漏；制冷剂不足；膨胀阀等低压处开启不足；外界温度过低；蒸发器入口有堵塞。4. 制冷系统中真正导致压力过高的最大可能是系统中混入了空气。空气或者是在机组低压

27、部分压力偏低时被压缩机吸入，或者是在维修中因操作不当而使空气混入到系统中。由于空气是不凝性气体，它在系统中的存在将直接产生如下不良后果：压缩机负荷增大，且温升异常，电机过热或烧损；冷凝压力上升，制冷量下降；高压压力开关动作，系统无法正常运行。一旦发现有空气混入系统中，必须立即加以处理。导致压缩机高压过高的原因还包括：外界温度过高；冷凝器入口或出口有堵塞；冷凝器脏；制冷剂过多；冷凝风机不工作或工作异常。电气故障：通常，电气控制方面出现的故障，可根据读出的故障代号，结合电路控制图的控制逻辑进行查找。但有时某些故障现象可能不太明显，难以直观地判断出故障发生的原因，因此可以借助PTU，通过控制板和PTU之间的通讯连接，借助ISP软件中记录工具，预先设置需跟踪记录的输入、输出信号，根据记录故障发生过程