首都机场线风源装置国产化研制

焦建龙

摘 要：首都机场线是北京首次采用直线电机车辆制式，采用4编组L型地铁车辆，自2008年投入运行到至今已经接近12年时间。车辆风源装置为庞巴迪产品，相关零部件均为进口产品，进口部件价格较为昂贵，对于产品的日常维护、检修、更换同样价格不菲。同时，在产品运营过程中，发现存在一定的有乳化问题、空压机加油口机壳螺纹损坏、风源控制信号不完善等弊端。为解决上述问题，有必要对原车风源装置进行国产化替代研制，即可以促进自主知识产权风源装置的发展，又可以规避相关弊端、降低后期维护成本。

关键词：北京机场线;滑片式空压机;国产化

本文主要从国产化设计方案、系统性创新、试验验证和结论四部分阐述。

一 国产化设计

国产化风源装置由四大主要部件构成（如图1所示）：即框架、空压机总成、空气处理系统和电控箱总成，如图1所示。车辆用为意大利玛泰品牌滑片式空压机，国产化方案采用同种型式。

国产化风源装置框架是由具有高性能的低合金高强度钢组成，充分保证了其强度和可靠性的要求;四个安装点位通过橡胶减振器连接于车体上。

空压机总成由滑片式空压机、油冷却器、离心风扇、联轴器、三相交流电机等组成一个整体。由联轴器将机头和电机连接起来，中间安装风扇和冷却器而成。这样的设计使机器更加紧凑，节约空间。风扇给冷却器提供冷却风。

空气处理系统包含：气冷却器、过滤器、吸附式干燥器、压力维持阀、出口块、压力开关等。工作循环是由经过气冷却器冷却后的压缩空气进入过滤器，再经吸附式干燥器处理，由出口块将干燥清洁的空气供给机车。

电控箱总成主要由电控箱体、接触器、热继电器、中间继电器、时间继电器、计时器、计数器、接线端子、电连接器等组成。集中管控各电器件的动作，通过电连接器将车辆的动力电引入风源装置，并由控制连接器引入车辆控制电及给车辆反馈运行状态信号。

二 系统性创新

a）滑片式空压机国产化

滑片式空气压缩机的压缩单元由转子、定子、滑片等构成，按加压输送原理工作。滑片空气压缩机的压缩单元转子在定子中偏心安置，定子旋转并与定子内切。转子上开有纵向的滑槽，滑片在离心力的作用下与定子内壁间就形成一个密闭的空气腔-压缩腔。空气经由过滤器被吸入压缩腔 ，并与润滑油混合，随着压缩腔体积的缩小，油气混合物被压缩。进入机械分离腔和油气分离器，油经过冷却和过滤后又进入另外一次循环，而压缩空气经过冷却和净化后排出机外。

滑片式空压机自主设计开发，具有完全的知识产权，其各项关键零部件均由自己加工制造，实现完全的国产化。

b）有油空压机油乳化问题解决

空压机配置运行温度开关，空压机运行时保证空压机每次运行的油温达到80℃后才会停机。

防乳化电气控制原理：当空压机压力开关闭合或网络控制信号输入时，接触器得电，空压机启动，风压到达10bar后，若空压机油温未达到80℃，压力开关回路断开，油温回路扔闭合，空压机继续运行，此时空压机内部的伺服阀动作，关闭进气口，空压机不再输出压缩空气，直至油温达到80℃后空压机停机。

c）加油口机壳螺纹损坏

原车空压机加油、换油等日常维护及检修拆卸，机壳加油口螺纹乱扣平面度损坏，产生漏油现象，由于机壳为空压机的多零件的承载体，维修难度大，更换成本高。

现采用加油阀进行加油，该零件为独立零件，方便加油、换油及维护。

d）空压机的控制策略改进：

现车空压机的控制信号部分有多路信号未使用，依据轨道行业风源控制策略优化控制方式。

据不完全了解现车辆对空压机的控制方案为：车辆运行时一空压机为主空压机，车辆采用雙止回阀进行补风及隔离，另一台空压机为辅助空压机，对补风后的差值进行补风。可根据目前国内地铁线路控制策略进行优化，优化空压机的控制策略。

三 试验验证

国产化风源取得了第三方型式试验报告，风源装置在完成型式试验后，正线进行了空载考核和载客考核，充分验证了国产化风源的性能和功能，风源装置与原车风源的电气接口、机械接口、控制接口及技术参数等完全一致，满足车辆的运营要求，同时优化了原车风源的相关问题，国产化产品可靠性更高。

四 结论

北京机场线风源装置的国产化，产品经过试验验证、上车运营考核满足原车辆的要求，提高了产品的可维护性，增强了风源装置的可靠性，降低了整车故障率，降低了产品的维护成本，经济效益显著。

参考文献：

[1]高锋，毛莉，佟来生等.中低速磁浮列车空气压缩机.

[2]选型探究[J].工业技术创新，2017.