HXD2B型空气干燥器加热功能车下试验的可行性研究

摘要：空气干燥器是机车制动系统的重要组成部分，它能够有效地消除压缩空气中的尘埃、水蒸汽和油污，提高压缩空气的质量，减少对制动管路及各阀件的锈蚀，确保制动系统各阀件的作用安全、可靠，延长制动系统各阀件的使用寿命，从而确保机车车辆的运行安全。随着空气干燥器的运行，空气中的水分会集中在干燥器的进气阀和排污阀处，当机车在低温环境中停留，可能会发生水分冷凝冻结导致进气阀和排污阀无法动作。因此，HXD2B型机车空气干燥器加装了加热装置，保证其正常运行。现阶段，在干燥器试验中，无法通过试验台对控制盒的加热功能和加热片状态进行试验。为保证空气干燥器的检修质量，提高检修试验效率，降低返修率，对加热功能车下试验的可行性进行研究论证，并设计了相应的方案。

关键词：HXD2B型机车  空气干燥器  加热功能  控制盒  试验台

1.概述

空气干燥器是机车制动系统的重要组成部分，它能够有效地消除压缩空气中的尘埃、水蒸汽和油污，提高压缩空气的质量，减少对制动管路及各阀件的锈蚀，确保制动系统各阀件的作用安全、可靠，延长制动系统各阀件的使用寿命，从而确保机车车辆的运行安全。在机车运用过程中，空气干燥装置中的排气阀、排污阀、电磁阀等发生故障均会造成空气干燥装置排风不止。此时，若不能正确处理故障，机车总风缸就充不到规定风压，致使空气压缩机连续运转打风，直至打坏气阀，最终导致机车因无制动风源而无法施行制动。因此，空气干燥器的检修质量是机车运行安全的重要保障。

根据相关检修范围、工艺和作业指导书，HXD2B型空气干燥器作为下车检修的配件，在检修作业完毕后须经过试验合格后再进安装上车，最后通过调试进行最终的性能试验，保证其检修质量。随着空气干燥器的运行，空气中的水分会集中在干燥器的进气阀和排污阀处，当机车在低温环境中停留，可能会发生水分冷凝冻结导致进气阀和排污阀无法动作。因此，空气干燥器加装了加热装置，保证其正常运行。现阶段，在干燥器试验中，仅能够对加热片进行线路测量，无法实现试验台的整体试验功能。为保证空气干燥器的检修质量，提高检修试验效率，降低返修率，现对其加热功能车下试验可行性进行研究。

2.原理分析

HXD2B型空气干燥器使用的是JGK-1型空气干燥器（图2-1），它是一种无热再生双塔式可连续工作的压缩空气除湿装置，其动作是由风泵调压器来控制的。风泵调压器将机车上总风缸压力转变为电控信号，当总风压力低于750kPa时，调压器发出“通电”信号；当总风压力达到900kPa时，调压器发出“断电”信号。这2个信号一方面通过机车上的电控系统来控制空气压缩机电机的起动与停止，另一方面通过干燥器的“电气-机械”控制系统输出电空阀控制信号，通过电空阀来操纵各机械阀（进气阀、排气阀）的动作从而操纵干燥器的工作。

由于空气干燥器控制盒（图2-2）的控制，当A塔进入再生状态，B塔进入吸附状态。来自空气压缩机的高温、高湿度的压缩空气，经冷却和分离油水粒子后，由进气阀口进入B塔，当气流通过B塔干燥剂床时，空气中的水分子被干燥剂吸附，降低了相对湿度，成为“干燥空气”。干燥空气由B塔出来后，受出气止回阀的控制分为2路：其中大部分经出气止回阀口进入总风缸；少量经阀体上的再生气路进入A塔，在A塔内膨胀为极干的低压“再生空气”，然后流经A塔干燥剂床时，将A塔干燥剂吸附的水分子脱附，并携带水分子由排污阀口排到大气中。在经过120s后，A、B塔的工作状态同时变换，B塔进入再生状态，A塔进入吸附状态。

通过观察分析空气干燥器的结构可以发现，控制盒接收和发出指令信号，信号的传播依靠的是控制盒的航空插头和线缆完成。控制盒下侧面的航空插头X1（图2-3）为接收风泵调压器等发出的风压和温度的电信号，右侧的航空插头X2（图2-4）连接加热片和两位五通电磁阀，从而发出空气干燥器A、B塔的工作和转换信号以及加热片的开关信号。

3.研究分析

经过对空气干燥器试验台的结构和工作原理进行分析，现阶段试验台可提供110V的直流电信号，从而模拟机车在运行过程中的各种工况，实现对空气干燥器的功能试验，达到检查其气密性、性能、耗气率、周期转换时间等是否合格的目的。但是，试验台无法直接通过航空插头X1提供220V交流电信号，为加热片提供电源，导致无法试验加热片的功能。在检修试验过程中，由于无法进行车下试验，须在调试过程中进行试验，若空气干燥器控制盒加热功能故障或者加热片功能故障，则作业班组再进行上车处理，降低了检修效率，提高了返修率。因此为试验台配置加热功能的试验装置是有必要的。

由于试验台结构限制，无法同时为控制盒航空插头X1提供110V直流电和220V交流电，因此需要在原试验用DC110V航空插头的某对针脚上配置220V交流电信号，并通过继电器单独控制。通过查阅相关图纸，并对控制盒的结构进行分析对该航空插头各针脚的测量，控制盒航空插头X1的7号针脚为零线N，13号针脚为火线L。而试验用航空插头上通过测量，发现对应的针脚未连接任何电路，因此有了配置条件。

4.方案设计

通过对空气干燥器工作原理和空气干燥器试验台的结构和工作原理的研究分析，发现为试验台配置加热功能的试验装置有可行性。

在试验装置加装方面，可以为航空插头X1上的7、13针脚对应的试验用航空插头上的针脚配置220V交流电，并为试验台加装继电器进行单独控制，实现110V直流电和220V交流电的分别启动，防止同时开启导致用电安全。而继电器的动作可接入试验程序中进行控制，方便作业人员控制，同时可以实现2种电流的互锁，提高试验台的安全性。为进一步保证作业安全，试验台可加装紧急停止按钮，防止出现意外情况及时停止试验。

在试验台操作方面，作业人员首先正确安装各风管路和电线路，挂好防护铁链，开始试验。运行试验程序，打开加热试验功能，此时试验台为控制盒提供220V交流电，作业人员按下控制盒下侧面的“加热试验”按钮，使用红外线测温枪对加热片进行检查，温度应不断升高，实现对进气阀和排污阀的加热功能。完成试验后，关闭加热试验功能，打开性能试验功能，对空气干燥器的气密性、周期变换和耗气率等进行试验，从而实现了HXD2B型机车空气干燥器的车下试验功能。

5.总结

通过对空气干燥器工作原理和空气干燥器试验台的结构和工作原理的研究分析，发现为试验台配置加热功能的试验装置有着可行性和必要性，并设计了该试验装置的加装和操作方案。当该方案投入使用，将极大提高班组对空气干燥器的检修质量，降低返修率，保证机车在线路上的运行安全。