清凉火洲—机车空调检修工艺及处置流程的改进
引言
兰新线所处地带涉及俗称“火洲”的吐鲁番盆地、炎热的哈密地区等，昼夜温差大，尤其夏季线路气温接近60℃以上，机车空调系统是否可以稳定运行直接决定着机车是否可以正常运行，对运输生产影响极大，我段现配属HXD1C型电力机车221台，是目前兰新干线牵引货物列车的主力机型，随着机车运用里程的不断增长和运用区段的不断扩大，该型机车空调故障对运输秩序的影响逐渐凸显。
一.立项背景
经统计，2018年，哈密机务段支配的HXD1C型机车因空调故障造成机车非正常入库54次，柳园交接时更换机车32次，库内产生临修199件，单日最大库内换车数量达5台/日，对正常运输秩序造成较大影响。
二. 技术加改设计方案
（一）优化改进项目：
1. 空调固态继电器线路改造
经过对固态继电器进行检查，用万用表测量继电器输出触点一直处于导通状态。如下图所示：
根据固态继电器原理，导致可控硅输出短路的原因有：电压击穿和电流击穿。故障发生后，现场对电加热部件检测正常，即固态继电器的负载正常。因此，排除电流击穿，推测为电压击穿导致可控硅输出短路。
根据固态继电器原理，发生短路故障的点如上图所示。而输出端有瞬态抑制(TVS)管保护，因此推测现场过电压超过了瞬态抑制管的范围。
用隔离接触器取代固态继电器控制电加热的运行。电磁接触器为机械结构，接触器通断主回路通过物理上完全隔离的开关(触头)实现，不会长期受到高悬浮电压的冲击导致烧损，与固态继电器相比更能适用此机车的电源环境，并可保证更高的可靠性。
固态继电器改造实物如图所示：
2.对空调柜门结构进行优化
为了便于空调电加热脱扣开关冬夏季切换、线上空调故障乘务员应急处置，对HXD1C型电力机车空调控制盖板、外侧柜门进行加改：
（1）控制盖板改造：拆除空调控制盖板8颗螺丝，右侧使用合页将盖板固定于空调壳体，左侧使用搭扣固定盖板，合页、搭扣使用氩弧焊进行焊接、固定，如图所示：
右侧加改为合页
左侧加改为搭扣
整体加改图
（2）空调外侧柜门加改
加改前
加改后
通过将锁闭器改造为手拧式开启，同时将空调盖板加改为合页开启式，乘务员可快速开启进行复位，及时恢复空调制冷功能。
3.空调滤网清洁
空调长期运行后，滤网会积淀灰尘，随着灰尘密度不断增加，透气性越来越差，导致空调滤网通风量减少。将空调滤网放入超声波清洗机中，超声波清洗机高频振荡信号通过清洗溶剂作用于空调滤网表面灰尘，使灰尘迅速脱离空调滤网，达到清洁效果。
4.空调冷凝器清洁
空调制冷过程中冷凝器将高温气态制冷剂凝结为液体，冷凝器的散热片上落上灰尘异物时会影响换热效率，使高压侧的压力升高，高压压力开关动作，空调停止制冷，通过夏季空调故障后机组吊修检查情况，冷凝器表面散热片灰尘较多，使用压缩空气吹扫后装车试验，恢复制冷功能，如下图所示：
吹扫前
吹扫中
吹扫后
5.制定空调制冷效果测试标准。
针对HXD1C型电力机车空调风量、制冷效果测试经过现场抽样测试，明确了空调风速测试方法及标准、空调制冷效果测试标准，如下表所示：
6.明确空调应急故障处置标准。
乘务员在值乘过程中，空调因外部空气温度高容易造成冷凝器散热状态不良、高压压力开关动作而空调提报故障，此类故障可通过空调控制模块PLC复位恢复制冷功能；通风机、压缩机因机车过分相等原因造成电压波动而导致通风机、压缩机等负载设备跳脱扣， 此类故障可通过复位自动开关恢复空调制冷功能，为了便于乘务员进行应急故障处置，编制了应急故障处置流程，并粘贴于空调柜门里侧，同时对空调相关部件进行标识，如下图所示：
应急故障处置标准
粘贴图
标识图
7.给机车车窗贴膜。
车窗贴膜可以有效地隔热和防晒。贴膜是一种薄膜材料，可以安装在车窗玻璃表面，起到阻挡太阳辐射的作用。它能够减少车内温度的上升，降低空调系统的负荷，提高驾驶舒适度。此外，车窗贴膜还能够阻挡紫外线的侵入，保护车内的乘客不受紫外线的伤害。
（二）运行分析：
通过对7月份C1-C3修机车空调滤网清洁程度跟踪，机车在C1/C2清洁、C3更换滤网后，下一修程入库时，滤网清洁度还可以维持空调基本运行要求，未再发生因空调滤网脏造成空调进风小、空调不制冷问题发生，试验情况如下：
根据7月份入库修程机车滤网、冷凝器清洁状态跟踪，均状态良好，得出结论:超声波清洗机对滤网清洁效果良好，压缩空气对冷凝器吹扫后，使用半年以后清洁状态良好。经过现场测试，空调制冷均达到测试标准。
四. 后期效果及跟踪情况
我段于2019年2月起开始对空调滤网使用超声波清洗、C3修程对空调冷凝器吹扫，并对空调柜门进行改造、提高应急处置能力，2019年2月2019年12月库内更换机车2台，临碎修32件，柳园站更换机车3台。故障率下降83.4％。
五. 经济效益
1.直接经济效益
通过对空调滤网使用超声波清洗、C3修程对空调冷凝器吹扫，并对空调柜门进行改造、粘贴应急处置措施，2019年度我段空调故障率下降83.4%，有效保证了机车正常运输秩序。
2、间接经济效益
（1）人力资源消耗：空调故障临修下降83.4%，节约单人工作时间167小时，167/7.5=22.3天。每年工作日250天，相当于一个工作日减少0.09人的工作量。
（2）社会效益：通过技术攻关极大解决了货运增量与机车空调故障之间的矛盾，空调系统质量不断提升，实现了精检细修的目的。
形成了故障减少→机车入库量少下降→工作效率提高→整备质量提高→故障减少的良好循环。
（3）安全效益：2019年空调故障大幅下降。有效保证了我段机车运用率，为集团公司货运增量做出了重要贡献。
六.总结
通过对空调固态继电器线路改造、滤网清洁工艺改进、冷凝器清洁流程优化、应急处置流程制定以及制冷效果测试标准的制定，有效的降低了我段HX型机车夏季空调故障，改善值乘环境。，实现了机车运营安全效益、经济效益最大化。
编辑：哈密检修车间党总支
审核：李彦齐 王雪原 范子胜