铁道车辆空调(3)

发电车出现故障从列车中摘减后，将会对全列车的用电造成影响。尽管由以上的不足之处，但由于它无可比拟的优越性，列车集中供电仍然是铁路客车用电制的发展方向。

2.从空调机组安装来看，客车空调系统经历了由分装式空调机组向单元式空调机组过渡。

所谓分装式客车机组就是将制冷压缩机、冷凝器、冷凝风机、贮液器集中装在一个箱体中，并悬挂在列车车体底架下，而蒸发器、通风机、膨胀阀、空气预热器等安装在车顶内部，用铜管将各设备连接起来，组成一个封闭的循环系统。送风道不知在车内顶棚中央，其上均匀的布置送风口。电气控制柜安装在乘务员室内。分装式空调机组多采用开启式压缩机或半封闭式压缩机。这种安装形式的特点是：车体重心降低，提高列车运行的平稳性；但由于体积大，拆装和检修不方便，而且制冷管路长，接头多，容易泄漏，有色金属铜的使用量大。单元式空调机组是把压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器、通风机、冷凝风机以及空气预热器等部件放置在一个箱体内，组成一个完整的单元，吊装在车体顶部。根据车型的不同，每辆车上使用一个或俩个单元式空调机组。送风道布置在车顶棚的中央或俩侧，电器控制柜安装在乘务员室内。单元式空调机组多采用全封闭式压缩机。这种安装形式结构紧凑，制冷量大，关路短不易泄漏，检修起来方便，不占用车下空间。所以我国1981年以后生产的空调客车均采用此种形式。目前单元式空调机组的主要形式是KLD29和KLD40，基本上能够满足我国空调客车的舒适性要求。但由于单元式空调机组吊装在车顶，致使车体钢结构的整体承载能力下降，提高了车辆重心，降低了列车运行的平稳新。

3.从使用制冷机的种类看，目前铁路客车空调较普遍采用R22.

R22是一种氟利昂系列的制冷剂，这类化合物的化学稳定性较好，便于制造，成本低廉，具有理想的温度压力性能。在氟利昂系列制冷剂中，不含氢的氟利昂称为氯氟化碳，是公害物质，属于近期限制和禁止使用的范畴（如R12）；含氢的氟利昂称为氢氯氟化碳，是低公害物质，属于过渡性的使用范畴（如R22）国内地铁车辆已经开始使用非共沸混合制冷剂、共沸混合制冷剂等来代替氟利昂制冷剂。

4.从压缩机种类看，客车空调系统使用的压缩机是全封闭式压缩机。

全封闭式压缩机结构紧凑，密封性好，体积小重量轻，电机能被制冷剂很好的冷却。但是这种压缩机的缺点是不易拆卸，检修困难。全封闭式压缩机属于活塞式压缩机，尽管发展较早，技术较为成熟，但与由于活塞式压缩机必须设吸排气阀片，易损件较多，维修量较大，而且输气量受活塞体积的限制，活塞往复运

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动产生的惯性力和振动比较大。旋转式压缩机具有结构简单体积小重量轻容积效率高运行平稳噪音和振动小可靠性强等优点，我国铁路客车空调与制冷装置正向这方面发展。

第2章 客车空调与制冷装置的构造

2.1客车空调与制冷装置的基础知识

2.1.1空调的定义

空调是空气调节的简称，它是人们通过人工方法来对房间(或封闭空间、区域)的周围环境实施控制和调节。空调可以实现对空间区域（一般为密闭）的热湿环境、空气品质全面进行调节控制，它包含了采暖和通风的部分功能。它是实现对某一空间内的温度、湿度、洁净度和空气流速等进行调节和控制，并提供足够量的新鲜空气的方法。以满足人体舒适或工艺过程的要求， 2.1.2空调的任务和目的

在某一定空间的空气湿度、湿度、清洁度和空气流通速度，进行调节，达到并保持满足人体舒适和生产工艺流程所需要的要求。 2.1.3空调的功能

1.降温：在空调器设计与制造中，一般允许将温度控制在16～32℃之间。如若温度设定过低时，一方面增加不必要的电力消耗，另一方面造成室内外温差

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偏大时，人们进出房间不能很快适应温度变化，容易患感冒。

2.除湿：空调器在制冷过程中伴有除湿作用。人们感觉舒适的环境相对湿度应在40～60%左右，当相对湿度过大如在90%以上，即使温度在舒适范围内，人的感觉仍然不佳。

3.升温：热泵型与电热型空调器都有升温功能。升温能力随室外环境温度下降逐步变小，若温度在-5℃时几乎不能满足供热要求。

4.净化空气：空气中含一定量有害气体如NH3、SO2等，以及各种汗臭、体臭和浴厕臭等臭气。空调器净化方法有：换新风、过滤、利用活性碳或光触媒吸附和吸收等。 2.1.4空调的一般组成

1.通风装置：把室外的新鲜空气吸进室内进行换气的装置。

2.暖气装置：加热室内或吸进来的新鲜空气，使室内加温（有时还除湿）的装置。

3.冷气装置：对室内或吸进来的新鲜空气进行冷却或除湿的装置。 4.空气净化装置：除去室内存在的灰尘及难闻气味，使空气净化的装置。

2.2客车空调制冷装置的空气冷却系统

2.2.1制冷压缩机类型、结构及工作原理 1.蒸汽压缩式制冷的工作原理

蒸汽压缩式制冷机主要由压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器四个部件组成，并用管道连接成一个封闭的循环系统，如下图所示。

其工作过程：低温、低压的制冷剂液体在蒸发器中吸收被冷却空间的热量而

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汽化成低温、低压的蒸汽被压缩机吸入。压缩机消耗一定的机械功将制冷剂蒸汽压缩成压力温度较高的蒸汽并排入冷凝器。高温、高压的制冷剂蒸汽在冷凝器内被环境介质(空气或水)冷却，制冷剂蒸汽放出热量而被冷凝成液体。高温、高压的制冷剂液体经过节流装置节流降压，同时温度也降低，然后再进入蒸发器在蒸发器中，低温、低压的制冷剂液体又吸收被冷却空间的热量，蒸发成低压、低温蒸汽，在被压缩机吸入，如此周而复始的循环。

这样，制冷剂在封闭的制冷系统中经压缩、冷凝、节流和蒸发四个热力过程才完成一次循环。在循环中，压缩机要消耗一定的功，才能将低温物体放出的热量转移到高温的环境介质中去，已达到制冷的目的。

2.制冷压缩机的类型

1.根据蒸气压缩的原理，压缩机可分为容积型和速度型两种基本类型。容积型压缩机根据压方式又分为活塞式压缩机和旋转式压缩机；根据压缩机结构由分为开启式半封闭式和全封闭式

容积型压缩机：在容积型压缩机中，一定容积的气体先被吸入到气缸里，继而在气缸里其容积被强制缩小，压力升高，当达到一定压力时气体被强制从气缸

排出。可见容积型压缩机的吸排气过程是间歇进行，其流动时非连续稳定的。

速度型压缩机：在速度型压缩机中，气体的压力增长是由气体的速度转换而来的，即先使吸入的气流获得一定的高速，然后使之缓慢下来，让其动量转换成为气体的压力升高，而后排出。可见，速度型压缩机的压缩流程可以连续进行，其流动是稳定的。目前在制冷和热泵系统中应用的速度型压缩机几乎都是离心式压缩机。

2.活塞式制冷压缩机是研制最早的压缩机，几乎和机械制冷方法同时出现，在一百多年的使用过程中，得到了广泛发展和深入研究，直到目前为止，虽然其地位受到其它类型压缩机的挑战，但其产量仍然在各类压缩机中占主要地位。

按压缩机气缸分布形式分类：可分为直立式、V型、W型、S型（扇形）、Y型（星型）等;按使用的制冷剂种类分类：可分为氨用、卤代烃用制冷压缩机;按压缩机与电动机的组合形式分类：可分为开启式和封闭式，其中封闭式又可分为全封闭式和半封闭式两种;按压缩机的级数分类：可分为单机单级和单机双级压缩机。

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制冷压缩机分类及结构示意简图

3.活塞式制冷压缩机的总体结构和主要零部件

1.机体。它是压缩机的机身，用来安装和支承其他零部件以及容纳润滑油。 2.传动机构。压缩机借助该机构传递动作，对气体作功，它包括曲轴、连杆、活塞等。

3.配气机构。它是保证压缩机实现吸气、压缩、排气过程的配气部件，它包括吸、排气阀片，阀板和气阀弹簧等。

4.润滑油系统。它是对压缩机各传动摩擦偶合件进行润滑的输油系统，它包括油泵、油过滤器和油压调节部件等。

5.卸载装置。它是对压缩机气缸进行卸裁、调节冷量、便于启动的传动机构，它包括卸载油缸、油括塞、推杆和顶针、转环等零件。

6.轴封装置。在开启式压缩机中，轴封装置用来密封曲轴穿出机体处的间隙，防止泄漏，它包括托板、弹簧、橡胶圈和石墨环等。

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