深圳地铁蓄电池机车空压机润滑油乳化分析

程海江（深圳市地铁集团有限公司，广东深圳518040）

深圳地铁蓄电池机车空压机润滑油乳化分析

程海江
（深圳市地铁集团有限公司，广东深圳518040）

基于蓄电池机车螺杆式空压机工作原理和使用情况，分析导致螺杆式空压机润滑油乳化的原因，提出合理、有效的预防措施，延长空压机的使用寿命。

蓄电池机车；空压机；润滑油；乳化；预防措施

深圳地铁2号线蓄电池机车是采用接触网、蓄电池双能源供电的地铁工程车，该车采用直-交传动系统、DTECS网络控制技术，极大地降低了烟尘、废气、噪音对城市环境的污染，改善了作业人员的工作环境，使用可靠性高，维护方便。但在使用、维护中发现螺杆式空压机润滑油经常存在乳化现象。本文基于蓄电池机车螺杆式空压机工作原理、使用情况，提出防止润滑油乳化的预防措施。

1　蓄电池机车空压机工作原理

蓄电池机车采用的TSA-0.9AD型螺杆式空压机，主要由机体、冷却风扇、电机、联轴器等组成，电机为非100%工作制，工作原理如图1所示[1]。

图1 TSA-0.9AD螺杆空气压缩机

外界空气由空气滤清器滤去尘埃后，进入机体压缩室，压缩机内的一对转子由电机带动旋转，润滑油因压力差喷入，此时油与气混合，油气混合物经油气筒和油气分离器两次分离后，送至后冷却器，冷却后的压缩空气送入使用系统中。

螺杆式空压机压缩过程中，润滑油和空气同时被压缩，压缩后在油气筒内聚集再分离。当空气中含有一定的水蒸气，而且被压缩后水蒸气的含量超过空气的含水能力时，水蒸气就会冷凝成液态水。液态水进入润滑油后，如果油分子和水分子互相包容形成乳化液，即润滑油乳化[2]。

2　蓄电池机车空压机润滑油乳化的原因分析

2.1润滑油品质不良

机组采用的润滑油牌号为AS32，在发现润滑油乳化后，更换空压机润滑油、机油滤芯及油细分离器后，机车运用不到1个最小检修周期（1个自然月），再次发现空压机润滑油乳化。深圳地铁1号线续建、5号线地铁列车螺杆式空压机采用相同品质的润滑油，但未发现类似情况，证明润滑油品质良好。

2.2进气系统不畅

进气系统不畅导致吸气阻力过大，使吸入的空气含水能力增大，也使得实际压缩比增大，形成冷凝水的可能性增大。

进气系统主要有空气滤清器和其他附件组成，当指示器显示红色或箭头指向5 kPa时，应更换滤清器芯和倒掉后盖内尘土。经检查指示器状态，证明空气滤清器状态良好。

2.3温控阀工作不良

温控阀，其功能是维持排气温度在压力露点温度以上，避免空气中的水汽在油气筒内凝结而乳化润滑油。刚开机时，润滑油温度低，此时温控阀会自动开启通往机体的油路，油不经过油冷却器而进入机体。若油温升高到77℃以上，则温控阀逐渐打开至油冷却器的通路，至93℃时全开，此时油会全部经过油冷却器再进入机体内。

停机状态下，用红外线测温仪测量温控阀及其各管路表面温度均为32℃，将总风缸压力排至0 kPa，打开总风缸排风阀，启动空压机进行持续打风；启动8分钟后，测得温控阀表面温度为79.4℃，测得从温控阀通向油过滤器的管路表面温度为80.2℃，从温控阀直接通向油冷却器的管路表面温度为78.7℃，从油散热器出来的管路表面温度为55.4℃。

根据产品使用说明书，该空压机温控阀设定开启温度为77℃，若在空压机工作时，润滑油温度在77℃～93℃之间。通过测试表明，温控阀工作状态良好。

2.4空压机运转效率低

根据空压机设计要求，空压机在运用中的最低运转效率为30%。保证螺杆式空压机较高的工作效率，目的之一就是保证空压机内部保持较长时间的高温，防止液态水在压缩机内部产生[3]。

通过对蓄电池机车在2014年4-6月，3个月内运行情况进行跟踪分析，该车月均使用次数为4.67次，月均运行时间为21.67小时，而机车空压机月均工作时间才1.52小时，经计算空压机运转效率为7.01%。

空压机使用效率低，当润滑油温度还未升到80℃左右时，压缩空气系统的压力已达到1 MPa，使空压机自动停机。因螺杆式空压机在工作中必有水产生，而空压机工作温度无法达到水汽化的温度，长期以往造成润滑油乳化。

在空压机润滑油处于初期乳化状态时，让机组持续运转20分钟后，润滑油开始呈现透亮，如图2所示。说明空压机运转效率低是造成润滑油乳化的根本原因。

图2　润滑油状态对比图

3　预防措施

（1）机组长时间在超低运转效率工作后或停机时间较长后，应有一次不停机运转20～40分钟操作，以消除冷凝水影响（如果润滑油品质已降低较大时不适于此操作）。

（2）在高温、高湿、低气压环境下工作时，及时检查空压机润滑油品质并放出油气筒内的冷凝水。

4　结语

综上所述，空压机运转效率低是造成蓄电池机车螺杆式空压机润滑油频繁乳化的原因，通过采取上述预防措施后，经过6个月的跟踪，未发现1起空压机润滑油乳化故障，有效提高了空压机工作的可靠性，说明虽然频繁乳化，只要采取合理的预防措施，就能减少或避免润滑油乳化现象的发生。但上述预防措施只是被动式的，限于地铁工程车运用特点（相对使用频次高，单次使用时间短），如何从螺杆式空压机设计、选型等方面主动提高运转效率，有待于进一步研究。

［1］南车株洲电力机车有限公司.深圳地铁综合检测车组使用维护说明书［Z］.株洲：南车株洲电力机车有限公司，2011.

［2］王应志.螺杆式空气压缩机机油乳化的原因分析及解决措施［J］.内燃机车，2008（11）：41-43.

［3］王莲芝.螺杆式空压机机油乳化分析［J］.城市轨道交通研究，2012（10）：93-95.

(编辑：王智圣)

Analysis of Oil Emulsification for Shenzhen Metro Battery Locomotive Air Compressor

CHENG Hai-jiang
（Shenzhen Metro Co.，Ltd.，Shenzhen518040，China）

Based on the principle of battery locomotive screw air compressor and usage，analyzed the cause of screw air compressor oil emulsification，put forward reasonableand effective preventionmeasures to prolong the service life ofair compressor

battery locomotive；compressor；oil；emulsification；preventivemeasures

U231+.94

A

1009－9492(2015)06－0151－03

10.3969/j.issn.1009-9492.2015.06.044

2015－02－11

程海江，男，1988年生，甘肃临洮人，大学本科，助理工程师。研究领域：地铁工程车辆。