CRH380A空调系统故障处理优化方案

第一章 绪 论

1.1背景及意义

CRH380A型动车组在车下对称设置２台EU691型空调装置，空调机组安装在车辆底部。夏天制冷的时候通过换气装置送入的新鲜室外空气与从回风道吸入的车内空气混合，与室内热交换器进行热量交换，将空气冷却降温。降温后的空气从车顶两侧风道的出风口吹入车厢内，向旅客提供舒适的冷风，机组的运行和容量控制由空调自备逆变器进行。冬天制暖时，新鲜的室外空气同样与从回风道吸入空气混合，由空调机组内部电加热器的加热，通过相同的路径向旅客提供舒适的暖风。

近年来，随着我国高速铁路的飞速发展，我国动车组保有量快速上升，高速动车组已经成为我国21世纪人们出行选择乘坐的主要交通工具之一。同时，随着铁路高速客运网的建成，动车组将成为经济发达地区与人口稠密地区的主要交通运输工具。为了满足广大乘客的需求，动车组把车辆客室内的空气调节作为改善乘车环境的主要手段之一。从技术角度来看，动车组空调技术是动车组引进的十大配套技术之一，是现代轨道交通车辆先进技术的重要体现。为实现动车组在复杂的运用环境下安全稳定运行，对动车组检修质量提出了更高要求。空调系统作为高速铁路动车组的主要部件之一，为车辆运营过程 中乘客的舒适性、安全性提供了必要的基础保障，

动车组在运行中多次发生客室空调故障，其中既有空调设备自身的故障，也有检修维护不当出现疏忽而产生的故障，严重影响旅客乘车的舒适性。如何减少动车组空调系统频繁的故障问题是目前急需解决的问题，

1.2 探讨的主要内容

随着时代的发展，人们对出行的品质要求越来越高，过冷或者过热的环境都会影响到人们的出行品质。所以动车组上的空调维护就显得尤为重要，如果空调出现故障，应该结合动车组的实际状况，提出相应的解决措施。本文将进行相关的探讨，并给出相应的预防措施, 空调系统也是动车组不可缺少的一部分，他对列车起到了很大的作用，CRH380A动车组上安装了一种全新的空调系统，与传统的列车空调系统有很大的区别、这种空调系统名叫EL051空调装置,它的特征一毅表现为在很长时间内运行不够稳定，时间较长，也会出现故障,比如运行时候噪音太大、部分情况下制冷或制热效果降低不良等情况现象。面对这些故障，应该及时的发现并提出相应的措施、解决相关的故障问题来确保动车组在运行过程中不会出现故障问题，保障旅客的出行安全和出行品质。

第二章 CRH380A空调系统概述

2.1 CRH380A空调系统简介

空调系统作为高速铁路动车组的主要部件之一，是动车组不可缺的一部分，为车辆运行过程中起到了很大的重要性，为旅客提供了舒适性、提供了基础的保障。空调系统不仅仅提供了服务，也体现了我国高速铁路技术的进步。动车组空调系统主要由客室空调机组、控制柜、废排装置、压力保护系统、司机室空调机组、司机室暖风机以及风道系统组成。空调系统可通过集中控制、实现客室内温度调整，具有全冷、半冷、全暖、半暖、预冷、预热、通风、应急通风等功能。空调系统制冷、制热时，由回风道吸入车厢内空气与新风混合，通过空调过滤器，与换热器电加热器进行热交换，形成冷风、热风送入客室 , 用于调节客室内的空气温度、湿度、气流速度、空气清洁度等，为旅客提供舒适的车内环境。

1供风风道2废排风道3司机室风道（仅端车）4底架废排风道5客室空调6加热器7司机室空调(仅端车)8中顶孔板9混合空气箱10新风格栅11温度传感器12空调排水管

图 1空调系统分布图

　　2.2 CRH380A空调系统基本组成

　　空调系统通常由通风系统、空气冷却系统、加热系统、加湿系统、以及自动控制系统等五个部分组成。

通风系统通风系统其作用是将车外的新鲜空气吸入车内并和车内的空气循环混合，过滤掉灰尘杂质和污染物，再压送空气分配到每列车厢中去，同时排出车车厢内多余的不新鲜的空气，来保证车厢内空气流动正常和洁净新鲜。通风系统主要由通风机组、空气过滤器、新风口、送风口、回风口、回风道、排废气口等组成。

图 2 通风系统工作流程

空气冷却系统空气冷却系统又称为制冷系统，其作用是在夏季炎热的时候对车厢内的空气进行降温工作。使车厢内温度没有那么炎热。

　3.加热系统

加热系统的作用就是在天气寒冷的时候对车厢内的空气进行一个预热和加热。

4.加湿系统

加湿系统的作用就是在秋天、冬天等较干燥的天气下对空气进行加湿，保证车厢内的温度和空气在合适的范围内。

自动控制系统;自动控制系统除的作用除了列车速度自动控制外，还有设备状态和自然环境检测、报警系统，强化了列车安全运行的保障功能。旅客报警系统让旅客在发生意外时可以利用专门的报警手柄向司机和列车员报警。高速列车还设有司机防睡监视器、火灾报警系统、道路灾情报警系统等2.3 CRH380A空调系统工作原理

CHR380A 型动车组每节车配备 2 台空调装置、1台换气装置,均悬挂

于各节车厢底部。空调系统可以通过各自的连接风道和车内的送风道 调节车厢各部位的送风量、回风量和新风量，达到控制车厢内环境的目的，整个系统的的运行状态及工作容量则由车内控制柜中的逆变器装置来控制。

图3 空调控制系统关系图

电气柜中的空调设定器用于车内温度上升、下降设定以及点击维护键査看空调运行状态。空调装置的送风口与设在客室地板下部的送风道连通，并与顶板位置处的送风口连通；回风口与吸入车内空气的回风道连接。冷气输送时，从回风道吸入的客室内空气与从换气装置通过供气风道送入新鲜外气相混合，通过设置在空调装置回风口的车厢过滤网，在客室热交换器进行热交换 冷却为冷气。该冷气从车体两侧风道出风口吹入客室，向乘客提供冷风、暖气输送时从回风道吸入空气，同样与新鲜外气混合，通过设置在空调装置回风口的过滤网，由电热器加热，通过相同路径，向乘客提供暖风

空调机组制冷系统四大部件及工作过程如下所示

图4 空调机组制冷过程

图5 CRH380A车风道布置图

图6司机室送风口处

CRH380A型动车组列车可以通过司机驾驶室和随车机械室的室内来进行本车的空调机组工作目标温度改变和设定，车内的合适温度应在20~29摄氏度之间，风速分为强丶中丶弱三个模式，

司机室新风由客室空调送风道送入，在操作台玻璃设置了风口，防止列车玻璃在运行过程中起雾等，司机室只能对只能对司机室内的送风口和空调进行调整。观光区送风道和通过台送风道都采用的是车顶隐藏式送风自带可以调节送风口，

第三章 CRH380A空调系统常见的故障与处理

3.1 CRH380A空调系统故障统计

我国气候冬季南北两地气温温差差距过大，夏季南北两地普遍高温的特征对动车组空调系统性能提出了很高的稳定性要求和考验。尤其是夏季高温的气候特点，使得动车组在运营过程中空调故障比较频繁，随着动车组运营年限的增加，检修公里数的延长,动车组夏季空调系统故障频发，严重影响旅客乘坐的舒适度进而引发一系列的连锁反应造成“二次影响”。因为空调故障严重的影响铁路列车运营秩序，为降低空调故障率，我对CRH380A系列空调系统进行深入研究，剖析380A型动车组空调故障发生机理，因地制宜的制定应对策略，降低动车组故障率和故障检修时间其主要故障现象和原因分析如下 ；

表1 故障统计

如图所示空调系统的常见故障有空调制冷不良丶空调震动噪音大丶排水泵故障丶客室风量小丶等等故障会影响列车在运行过程中造成的故障。

3.2 CRH380A空调系统常见故障分析及处理措施

空调制冷不良原因分析:空调制冷不良主要原理有两个方面 第一是动车组空调装置的回风口过滤网堵塞，导致车厢内循环风风量不足，第二是蒸发器处的冷凝水排水不通畅，导致积水，造成空调制冷不良。

处理方法：要根据季节的变化和坏境变化加强对动车组空调过滤网进行清洁和检查，检查蒸发器排水是否通畅，保证排水无忧，

空调震动噪音大原因分析:空调震动噪音大主要因为冷凝机转动速度和方向不平衡以及离心风机轴承转动不正常，导致车体内震动噪音很大。

处理方法: 加强对客室空调，司机室空调的功能试验，

排水泵故障原因分析:排水泵的排水 口与底板之间的间隙过小，淤泥污物易堵在排水口 管口，造成排水不畅，导致报出故障 .

处理方法：增大排水泵滤网孔径及丝径，加强排水泵过滤网的强度，

客室风量小、不制冷或冷量不足原因分析：客室空调风量小可能出现的问题有风滤网堵塞,空调出现不制冷或者冷量不足，可能存在室内热交换器脏堵，制冷剂不足或泄漏，低压压力开关故障。

处理方法:要每天及时清理滤网的杂物，重新对冷媒循环系统抽真空充入新的制冷剂，检查低 压压力开关电流是否正常，若存在异常，应更换低压压力开关

(5)显示设定器故障

原因分析:显示设定器显示灯不亮，或者与车上通讯故障

处理方法：更换显示设定器

(6)轴流风机震动

原因分析车型内打开空调制冷装置，车内感到明显震动，手转动扇叶有异常响动，

处理方法：首先进行平衡测试，如果不达标，应该更换轴承。检查轴承上积尘应及时处理积尘和灰尘，如还有异响，考虑更换叶轮。

电加热故障原因分析：动车组内空调出现不制热，可能电加热温度开关断开，无法自动复位，

处理方法：可以换电加热开关，

3.3 目前CRH380A通风系统故障处理存在的不足

通过查找书本上的资料和通过向指导老师的请教，总结以下CRH380A空调系统目前存在的问题和不足:

1：CRH380A动车组客室空调机组底部没有装置排水泵，用接水盘上的冷凝水排出，如果排水泵吸收口脏堵，冷凝水无法排放出去，会导致空调机组无法进行制冷工作，严重影响了旅客们的舒适性。

2：为避免空调冷凝器过滤网造成脏堵影响到了制冷效果，夏季天气需要两到四天进行更换和清洗冷凝器过滤网，

3：对空调机组新风过滤网丶回风过滤网丶冷凝器网丶蒸发器丶冷凝器丶换气装置丶逆变器过滤网等需要定期定时检修。

第四章 CRH380A通风系统方案优化

4.1 CRH380A空调系统故障处理方案优化

空调系统故障主要集中在以下几个方面，具体如下: 从CRH380A动车组空调系统故障发生时间进行统计分析：CRH380A动车组空调故障主要发生在每年4月份-9月份。春夏季节交替（4-5月份），外界气温逐渐增加，尤其是南方气候炎热地区空调故障发生频率较多，空调运行环境恶劣，空调散热系统缓慢，清洁不及时，导致空调故障。（7-9月份）外界环境温度普遍较高，空调工作时间长工作量负荷，虽然空调故障整体上还是比较多，但是趋于平稳下降的态势。 通过对空调故障发生原因的分析统计，故障可大致分为四大类：空调制冷不良，主要是指空调工作时间太长导致空调故障，空调蒸发器表面污垢过多导致热交换不畅，蒸发器表面结冰。空调机组基础部件故障：主要有压缩机、蒸发器、冷凝器、空调制冷剂不足：制冷系统管路泄露，蒸发器毛细管路焊接部位泄露；膨胀阀与管路连接处泄露；其他阀体泄露等导致制冷系统内制冷剂氟利昂不足，

对于以上这些问题我提出以下几种优化和改进方案：

1强力度和次数对动车组空调装置滤网的检查和清洁工作

2.加强器处冷凝水排水检查工作，保证滤网清洁畅通无阻、排水无阻，并且根据季节和环境变化对滤网清洁周期加长，避免滤网堵塞。

3.要加强一级修对客室空调、司机室空调的功能试验，在试验的时候重点査看各车型空调出风口风量以及制冷效果是否正常.

4.要加强查看空调压缩机、风机在全功率状态下电流值是否正常，定期检查各车厢空调控制器上有故障信息及故障代码报出。

5.夏季动车组运行过程中动车组空调装置发生故障时，为避免旅客有不好的乘车体验和不良反应，随车机械师应该加强空调知识培训及途中应急处置演练，加强专业的基础知识有一定的应急能力，避免因处置不当造成运营事故

4.2 CRH380A空调系统故障处理方案优化的对比验证

通过实践发现优化方案后空调系统故障频率有所下降，优化前后的故障统计对比图如下

图7空调系统故障对比

经过以上数据和实践对比发现以上的优化方案对比可以明显发现优化方案可以对空调系统减少很多的故障发生。客观验证了该优化方案的可行性。

第五章 总 结

本次的设计和优化方案是根据 CRH380A空调系统作为研究对象，对空调系统的原理解析和结构组成和工作原理进行介绍，提出了CRH380A空调系统可能出现的故障进行分析做出优化方案。

随着的时间的到来，设计也接近了尾声，经过一个月的学习，

之前总觉得设计仅仅是对这三年来所学的知识进行一个总结，但是通过这次做设计发现来看自我的认识太过片面，设计不仅仅是对前面所学的知识进行总结和检验，也是让我多学习一些新的知识，发现自己所学的知识比较欠缺，自身学习的东西还太多，学习是个长期积累的东西，在没有做设计之前只是对这几年来所学的知识点进行单纯的总结，但是通过本次的设计发现自己的看法和问题都太过片面，设计不仅是对前面所学知识的一种检验，还是对自己能力的一种提高，通过这次的设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的学习和工作岗位上要不断的提升自己，把自己的业务能力和岗位技能学扎实提高自己的综合能力。

在进行检修和维护作业时，工作人员对于空调系统所忽略或者不重视，导致一些不应该出现的故障等问题，应定期定时检查空调系统的各个部件，加强清理和维护，长期跟踪和检查动车组空调运行情况，将夏季暑运前动车组空调整形成制度，仔细规划作业流程，确保夏季动车组空调系统运行良好保证动车组空调系统正常工作，给旅客带来舒适和安静的乘车环境，

总而言之本次的设计方案是根据综合 空调系统实际情况来进行设计和优化提出意见和建议，

在本次的学习过程中，通过查找翻阅书籍，结合国内动车组空调系统的发展状况，结合指导老师的指导和教导分析我国动车组空调系统可能存在的问题和不足，根据现实情况提出改进方案。

参考文献

[1] 李雷，田春飞，王华胜 ： 《动车组空调机组高级修规程研究》[J]北京纵横机电技术开发公司，北京,2017年6月3期

[2] 杨永峰 .CRH2型动车组空调系统常见故障及预防 [J].机车电传动 ,

2011(04):70-71

[3] 王敏，列车空调节能初探［Ｊ］．制 冷与空调，2008，22（４）：88

－90，105．

[4] 高爽路飞， CRH380A型动车组空调装置常见故障及处理方法[J]2023年七月第七期

[6] 高壮.CRH380动车组头车空调风道及室内流场数值分析[D].大 连交通大学,2016

[7] 袁琦，胡松涛．我国轨道交通车辆空调系统技术发展 现状及趋势分析［Ｊ］．中国铁路，2014（１０）：64－66．

致 谢

本论文是在导师的谆谆教诲和指导下完成的，从选题、构思到定稿无不渗透着导师的心血和汗水；导师渊博的知识和严谨的学风使我受益终身，在此表示深深的敬意和感谢。

这次写论文的经历也会使我终身受益，我感受到，做论文是要真真正正用心去做的一件事情，是真正的自己学习的过程和研究的过程。没有认真学习和钻研，自己就不可能有研究的能力，就不可能有自己的研究，就不会有所收获和突破。希望这个经历，在今后的学习和生活中能够继续激励我前进。

另外，还要特别感谢我的家人，他们时刻关心我，给我提供了学习的机会，时时刻刻为我鼓劲、为我加油，进而促使我不断成长和进步。同时，也要感谢寝室的室友以及所有关心我的朋友，感谢他们陪伴我走过了很多美好的时光，在我遇到困难时他们关心我、帮助我。在完成毕业论文的过程中，很多朋友都给了我无私的帮助和支持，在此表示由衷的谢意！

最后，因本人水平有限，论文肯定还有不少不足之处，恳请各位老师批评指正，我希望可以有机会继续去完善，我将不断努力继续充实自己。