空调压缩机低压故障的处理思路分析

1故障概述

配属三亚所的1248车组担当D7163/4/3次(海口东一海口东)运营任务,12:40车组运行至白马井一临高南区间,IDU报06车HVAC压缩机2低压故障(代码7340),机械师查看舒适度界面,06车显示28℃,通知机械师将06车空调打至强制半冷后制冷效果良好,维持运行。查阅该车组近期的检修记录,确定该车组06车空调故障并非首次出现,前期的处理方式为库内使用电脑连接空调控制板查看压力值正常,打开空调检修盖板检查空调管路未发现泄漏点,观察膨胀阀和干燥过滤器并未出现结霜现象:为保险起见,已对该空调机组排氟,注入氮气进行检漏处理,也未发现泄漏现象,随后重新加注制冷剂,检查空调制冷工作正常。

2线上处理故障的报告

安排技术人员在车组终到三亚站时添乘该车组,使用笔记本电脑连接该空调机组的控制板,在美莱克空调维护平台上观察自动模式下两套机组的低压值均偏低,结合现场的故障现象即客室温度较高,空调蒸发器所处位置有冷凝水滴落,综合前期对该故障的处理情况,将故障判定为蒸发器堵塞导致蒸发器结冰,由于此时是终到三亚站,有20min的上下客时间,在强制模式下启用通风模式,目的是通过强制通风的方式融化蒸发器上的结冰,在通风模式下工作15min后恢复空调制冷模式,交替启动两台压缩机,从监控数据上观察空调低压值趋于正常,此时空调的制冷效果正常,体感指数正常。故障发生时空调的数值如图1所示。

该车组入库检修期间,在打开空调检修盖板时发现为蒸发器1外表结冰(图2),后续处理为更换蒸发器,更换蒸发器后该空调功能正常。

图2 蒸发器结冰

3原因分析

首先明确空调内部的冷媒变化如图3所示。

针对1DU中提示的空调压缩机低压故障,我们首先应当确定空调的低压开关(低压监测装置)位于压缩机之前的管路,空调的高压开关(高压监测装置)位于压缩机之后的管路,之所以将这两个开关设置于此处,是因为制冷剂处于压缩机之前时压力最低,制冷剂刚从压缩机出来时压力最高。我们不能单纯地认定压缩机高低压故障就是压缩机的问题,换而言之就是这项故障在表述上有歧义,其实质上是空调管路的高低压故障,但由于故障表述上加了"压缩机"这三个字,易造成误导,使得检修人员将故障查找的方向局限于压缩机,笼统地将故障归结于压缩机的问题,而实质上应当将查找故障的范围覆盖整个制冷环路,如图4所示。

压缩机低压故障其本质就是管路的低压故障,造成管路低压故障的常见原因包括:

(1)制冷剂泄漏导致低压故障:

(2)制冷管路堵塞导致制冷剂的流动受阻,引发低压故障:

(3)热交换不彻底,空调制冷工作的本质就是利用制冷剂易于汽化及液化的物理特性,引入机械做功对热量进行搬运,若蒸发器的热交换不彻底,会导致制冷剂在此环节不能完全汽化,依然处于汽液共存态,由于管路内的压力检测装置仅能检测气体压力,就会因制冷剂汽化不足而引发低压故障:

(4)传感器自身存在问题,误报低压故障。

从故障现象上看是蒸发器结冰,最初我们将故障原因判断为蒸发器堵塞导致,但细想之下,空调制冷环路的堵塞一般发生在管路拐角、颈缩及干燥过滤器处,但是蒸发器内部管路并不符合上述特征,经各方讨论,后续将故障的查找方向调整为空调蒸发器热交换不彻底。结合故障发生期间海南地区正处于降温阶段,且从现场得到的照片上看空调蒸发器的表面洁净度较低,综合之下认为本次空调压缩机低压故障的原因是:由于蒸发器表面洁净度较低,且发生故障期间海南地区全岛降温,导致空调蒸发器热交换不彻底,制冷剂在此环节不能完全汽化,依然处于汽液共存态,进而导致低压故障的发生。

4线上应急处置

针对线上运行的车组出现空调压缩机故障,对于随车机械师而言,首先应当对此类故障有足够深的认识,也就是压缩机低压故障并非只指压缩机故障,故障的本质为空调管路低压故障。针对上文列举的4种可能引发空调低压故障的原因,下面将阐述线上可能的应急处理方式,所有故障应急处理的背景为该车组此时在线上运行,能够调动的资源仅为随车机械师一人,并无可以连接空调主机的笔记本电脑。

故障的初步判断:此时1DU显示压缩机低压故障,客室温度升高,首先打开空调控制柜,确认故障压缩机控制接触器是否已经跳开,随后对空调进行断电复位操作(客室空调对应空开为OF51,司机室对应空开为OF55),复位后观察空调是否恢复正常工作,观察压缩机接触器KM11(KM21)是否正常吸合(同时也要注意持续跟盯观察一段时间,不排除在运行一段时间后继续报低压故障导致接触器跳开),如果空调在复位操作后能恢复正常运行,那就将故障归属于系统的偶发性故障:如果后续空调继续报压缩机低压故障而导致压缩机接触器跳开,此时使用空调本地控制旋钮将空调置于手动半冷位,观察该车厢温度是否恢复正常:如果将空调置于手动半冷位后车厢温度仍未有明显下降,首先需与客运乘务长做好沟通,对车厢内乘客进行安抚工作,同时将相邻客室的温度调低,随后观察该车厢空调蒸发器所对应的那块客室顶板有无冷凝水滴落的现象,终到站时打开客室顶板拆卸观察空调滤网洁净度,如果空调滤网洁净度差且蒸发器格栅有结冰现象,则不再将该滤网安装回原处,将拆卸的滤网妥善放置好后恢复客室顶板,随后将空调置于手动通风位(机理是仅使用送风机融化蒸发器上的冰块),1omin后即可恢复空调正常工作:如果空调滤网洁净度较好,但蒸发器格栅仍有结冰现象,将拆卸的滤网复位并恢复客室顶板,同样也使用手动通风位融化蒸发器上的结冰,10min后即可恢复空调正常工作。

注意:拆卸客室顶板检查空调状态的操作应当在列车终到站后客室内无旅客时进行,若此时室外温度较高且旅客反映客室体感指数较差,可以酌情考虑在运行途中执行上述应急处置,但应与客运部门沟通,请求对方给予协助。

若是由于低压传感器故障导致空调压缩机停止运行,最明显的故障现象就是客室舒适度正常,使用点温仪点温出风口温度及车厢内温度正常,此时只需要将空调置于手动半冷位,便可恢复空调正常工作。值得注意的一点是,本文说明的应急处理方式仅适用于空调压缩机低压故障,不适用于空调压缩机高压故障。

5建议与展望

针对蒸发器洁净度较差的情况,笔者查阅了CRH1A一A一、二级修作业指导书,并未发现关于空调蒸发器清洁的专项修作业要求,建议在二级修作业中增加关于空调蒸发器清洁的专项修作业,或者各运用所结合所处地区的环境质量下发针对蒸发器清洁的临时任务。

在实际工作中,笔者发现对于空调蒸发器的清洁绝非易事,车顶打开空调检修盖板后的情况如图5所示,可以直观地看出蒸发器所处的位置,现场检查附着在蒸发器上的污物较为湿润,其状态为黏着在蒸发器表面,仅依靠吸尘器的吸力无法清洁蒸发器表面的污物:无法使用清水冲洗,因为蒸发器下方就是客室,若直接用清水冲洗则会导致污水进入客室内部:使用湿无纺布仅能清洁蒸发器表面,无法真正清洁蒸发器内部,因为蒸发器的构造为蜂窝状的散热片,蒸发器扇热格栅如图6所示。

图5打开空调检修板后情况

图6蒸发器扇热格栅示意图

建议配制蒸发器专用清洗剂,可在免拆蒸发器的前提下喷洒至蒸发器表面,待污垢软化后使用无纺布擦拭。在清洗剂的配置方面最好使用酸洗缓蚀剂,因为它考虑了化学反应因素,同时辅以固体酸洗清洗剂,这样就不会对金属造成腐蚀伤害。还可以加入泥垢剥离剂和中和钝化剂,目的是达到彻底清洗的效果,并保护金属表面。

另外,建议将压缩机高低压故障的故障表述更改为"空调管路高低压故障",方便检修人员更迅速地对故障点进行判定。