【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 春客車(chē)廠引進(jìn)和試制單元式空調(diào)機(jī)組，并把它確定為我國(guó)鐵路客客車(chē)空調(diào)與制冷裝置的主導(dǎo)型，此后生產(chǎn)的鐵路客車(chē)空調(diào)與制冷裝置均采用了這種形式。 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和市場(chǎng)的迫切需求，我國(guó)鐵路空調(diào)發(fā)展迅速， 1989年我國(guó)利用日元貸款生產(chǎn)了 168 輛 新型集中 供電空提案客車(chē)（即 25A 型空調(diào)列車(chē)），被視為我國(guó)鐵路空調(diào)客車(chē)發(fā)展史上的一個(gè)里程碑。它由長(zhǎng)春客車(chē)廠、唐山機(jī)車(chē)車(chē)輛廠、鋪鎮(zhèn)車(chē)輛車(chē)輛廠聯(lián)合設(shè)計(jì)制造，在生產(chǎn)過(guò)程中大量使用新材料、新技術(shù)、新工藝和新結(jié)構(gòu)。 在運(yùn)用過(guò)程中，采用全列集中供電，并于 1990 年 9 月投入運(yùn)行。繼 25A 型空調(diào)客車(chē)之后，我國(guó)又生產(chǎn)了 25G 型集中供電空調(diào)客車(chē)，在保證質(zhì)量核心能的前提下，主要以降低材料成本為目的。 1994 年前后，我國(guó)又研制了廣深準(zhǔn)高速鐵路 25Z 型全列空調(diào)了車(chē)，這是一種高檔舒適快捷的新型鐵路空調(diào)客車(chē)。隨時(shí)我國(guó)鐵路跨越式發(fā)展，鐵路列車(chē)全面大 提速，空調(diào)客車(chē)占全國(guó)鐵路客車(chē)擁有數(shù)量的比例越來(lái)越大，從而把我國(guó)鐵路空調(diào)客車(chē)的發(fā)展推進(jìn)到一個(gè)新的歷史時(shí)期。 我國(guó)鐵路可車(chē)空調(diào)與制冷裝置的發(fā)展和面臨的問(wèn)題 ，客車(chē)空調(diào)經(jīng)歷了有本車(chē)供電向集中供電的轉(zhuǎn)變。 所謂本車(chē)供電指的是空調(diào)客車(chē)裝置的用電有單車(chē)柴油發(fā)電機(jī)組供電。這種供電方式的特點(diǎn)是：電壓制為 110V，空調(diào)與制冷裝置的使用不受整車(chē)電壓低的影響，列車(chē)編組較為靈活，但車(chē)內(nèi)用電器的互換性較差，維修量大。而集中式供電是指全列車(chē)空調(diào)與制冷裝置的用電由地面電站通過(guò)接觸網(wǎng)集中供電或有列車(chē)變掛的 發(fā)電車(chē)集中供電。這種供電方式餓特點(diǎn)是：具有良好的機(jī)動(dòng)性和適應(yīng)性，不受列車(chē)牽引動(dòng)力的限制，電壓制為 380∕ 220V，車(chē)內(nèi)設(shè)備可直接使用民用設(shè)備，便于維護(hù)和使用 。但柴油機(jī)使用的柴油消耗量大，運(yùn)行成本較高。另外柴油機(jī)的磨損較大，壽命較短，檢修頻繁。特別是整車(chē)用電對(duì)發(fā)電車(chē)的依賴(lài)性較大，一旦 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 13 發(fā)電車(chē)出現(xiàn)故障從列車(chē)中摘減后，將會(huì)對(duì)全列車(chē)的用電造成影響。盡管由以上的不足之處，但由于它無(wú)可比擬的優(yōu)越性，列車(chē)集中供電仍然是鐵路客車(chē)用電制的發(fā)展方向。 ，客車(chē)空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)歷了由分裝式空調(diào)機(jī)組向單元式空調(diào)機(jī)組過(guò)渡 。 所謂分裝式客車(chē)機(jī)組就是將制冷壓縮機(jī)、冷凝器、冷凝風(fēng)機(jī)、貯液器集中裝在一個(gè)箱體中，并懸掛在列車(chē)車(chē)體底架下，而蒸發(fā)器、通風(fēng)機(jī)、膨脹閥、空氣預(yù)熱器等安裝在車(chē)頂內(nèi)部，用銅管將各設(shè)備連接起來(lái)，組成一個(gè)封閉的循環(huán)系統(tǒng)。送風(fēng)道不知在車(chē)內(nèi)頂棚中央，其上均勻的布置送風(fēng)口。電氣控制柜安裝在乘務(wù)員室內(nèi)。分裝式空調(diào)機(jī)組多采用開(kāi)啟式壓縮機(jī)或半封閉式壓縮機(jī)。這種安裝形式的特點(diǎn)是：車(chē)體重心降低，提高列車(chē)運(yùn)行的平穩(wěn)性；但由于體積大，拆裝和檢修不方便，而且制冷管路長(zhǎng)，接頭多，容易泄漏，有色金屬銅的使用量大。單元式空調(diào)機(jī)組是把壓縮機(jī)、冷凝 器、節(jié)流裝置、蒸發(fā)器、通風(fēng)機(jī)、冷凝風(fēng)機(jī)以及空氣預(yù)熱器等部件放置在一個(gè)箱體內(nèi)，組成一個(gè)完整的單元，吊裝在車(chē)體頂部。根據(jù)車(chē)型的不同，每輛車(chē)上使用一個(gè)或倆個(gè)單元式空調(diào)機(jī)組。送風(fēng)道布置在車(chē)頂棚的中央或倆側(cè)，電器控制柜安裝在乘務(wù)員室內(nèi)。單元式空調(diào)機(jī)組多采用全封閉式壓縮機(jī)。這種安裝形式結(jié)構(gòu)緊湊，制冷量大，關(guān)路短不易泄漏，檢修起來(lái)方便，不占用車(chē)下空間。所以我國(guó) 1981 年以后生產(chǎn)的空調(diào)客車(chē)均采用此種形式。目前單元式空調(diào)機(jī)組的主要形式是 KLD29 和 KLD40，基本上能夠滿足我國(guó)空調(diào)客車(chē)的舒適性要求。但由于單元式空調(diào)機(jī)組吊裝在 車(chē)頂，致使車(chē)體鋼結(jié)構(gòu)的整體承載能力下降，提高了車(chē)輛重心，降低了列車(chē)運(yùn)行的平穩(wěn)新。 ，目前鐵路客車(chē)空調(diào)較普遍采用 R22. R22 是一種氟利昂系列的制冷劑，這類(lèi)化合物的化學(xué)穩(wěn)定性較好，便于制造，成本低廉，具有理想的溫度壓力性能。在氟利昂系列制冷劑中，不含氫的氟利昂稱(chēng)為氯氟化碳，是公害物質(zhì)，屬于近期限制和禁止使用的范疇（如 R12）；含氫的氟利昂稱(chēng)為氫氯氟化碳，是低公害物質(zhì)，屬于過(guò)渡性的使用范疇（如 R22）國(guó)內(nèi)地鐵車(chē)輛已經(jīng)開(kāi)始使用非共沸混合制冷劑、共沸混合制冷劑等來(lái)代替氟利昂制冷劑。 壓縮機(jī)種類(lèi)看，客車(chē)空調(diào)系統(tǒng)使用的壓縮機(jī)是全封閉式壓縮機(jī)。 全封閉式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，密封性好，體積小重量輕，電機(jī)能被制冷劑很好的冷卻。但是這種壓縮機(jī)的缺點(diǎn)是不易拆卸，檢修困難。全封閉式壓縮機(jī)屬于活塞式壓縮機(jī)，盡管發(fā)展較早，技術(shù)較為成熟，但與由于活塞式壓縮機(jī)必須設(shè)吸排氣閥片，易損件較多，維修量較大，而且輸氣量受活塞體積的限制，活塞往復(fù)運(yùn) 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 14 動(dòng)產(chǎn)生的慣性力和振動(dòng)比較大。旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單體積小重量輕容積效率高運(yùn)行平穩(wěn)噪音和振動(dòng)小可靠性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，我國(guó)鐵路客車(chē)空調(diào)與制冷裝置正向這方面發(fā)展。 第 2 章 客車(chē)空調(diào)與制冷裝置的構(gòu)造 客車(chē)空調(diào)與制冷裝置的基礎(chǔ)知識(shí) 空調(diào)的定義 空調(diào)是空氣調(diào)節(jié)的簡(jiǎn)稱(chēng)，它是人們通過(guò)人工方法來(lái)對(duì)房間 (或封閉空間、區(qū)域 )的周?chē)h(huán)境實(shí)施控制和調(diào)節(jié)?？照{(diào)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)空間區(qū)域（一般為密閉）的熱濕環(huán)境、空氣品質(zhì)全面進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，它包含了采暖和通風(fēng)的部分功能。它是實(shí)現(xiàn)對(duì)某一空間內(nèi)的溫度、濕度、潔凈度和空氣流速等進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，并提供足夠量的新鮮空氣的方法。 以滿足人體舒適或工藝過(guò)程的要求， 空調(diào)的任務(wù)和目的 在某一定空間的空氣濕度、濕度、清潔度和空氣流通速度，進(jìn)行調(diào) 節(jié)，達(dá)到并保持滿足人體舒適和生產(chǎn)工藝流程所需要的要求。 空調(diào)的功能 ： 在空調(diào)器設(shè)計(jì)與制造中，一般允許將溫度控制在 16～ 32℃之間。如若溫度設(shè)定過(guò)低時(shí)，一方面增加不必要的電力消耗，另一方面造成室內(nèi)外溫差 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 15 偏大時(shí)，人們進(jìn)出房間不能很快適應(yīng)溫度變化，容易患感冒。 ： 空調(diào)器在制冷過(guò)程中伴有除濕作用。人們感覺(jué)舒適的環(huán)境相對(duì)濕度應(yīng)在 40～ 60%左右，當(dāng)相對(duì)濕度過(guò)大如在 90%以上，即使溫度在舒適范圍內(nèi)，人的感覺(jué)仍然不佳。 ： 熱泵型與電熱型空調(diào)器都有升溫功能。升溫能力隨室外環(huán)境溫度下降逐步變 小，若溫度在 5℃時(shí)幾乎不能滿足供熱要求。 ： 空氣中含一定量有害氣體如 NH SO2 等，以及各種汗臭、體臭和浴廁臭等臭氣?？照{(diào)器凈化方法有：換新風(fēng)、過(guò)濾、利用活性碳或光觸媒吸附和吸收等。 空調(diào)的一般組成 ：把室外的新鮮空氣吸進(jìn)室內(nèi)進(jìn)行換氣的裝置。 ：加熱室內(nèi)或吸進(jìn)來(lái)的新鮮空氣，使室內(nèi)加溫（有時(shí)還除濕）的裝置。 ：對(duì)室內(nèi)或吸進(jìn)來(lái)的新鮮空氣進(jìn)行冷卻或除濕的裝置。 ：除去室內(nèi)存在的灰塵及難聞氣味，使空氣凈化的裝置。 客車(chē)空調(diào)制冷裝置的 空氣冷卻系統(tǒng) 制冷壓縮機(jī)類(lèi)型、結(jié)構(gòu)及工作原理 蒸汽壓縮式制冷機(jī)主要由壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流裝置和蒸發(fā)器四個(gè)部件組成，并用管道連接成一個(gè)封閉的循環(huán)系統(tǒng)，如下圖所示。 其工作過(guò)程：低溫、低壓的制冷劑液體在蒸發(fā)器中吸收被冷卻空間的熱量而 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 16 汽化成低溫、低壓的蒸汽被壓縮機(jī)吸入。壓縮機(jī)消耗一定的機(jī)械功將制冷劑蒸汽壓縮成壓力溫度較高的蒸汽并排入冷凝器。高溫、高壓的制冷劑蒸汽在冷凝器內(nèi)被環(huán)境介質(zhì) (空氣或水 )冷卻，制冷劑蒸汽放出熱量而被冷凝成液體。高溫、高壓的制冷劑 液體經(jīng)過(guò)節(jié)流裝置節(jié)流降壓，同時(shí)溫度也降低，然后再進(jìn)入蒸發(fā)器 在蒸發(fā)器中，低溫、低壓的制冷劑液體又吸收被冷卻空間的熱量，蒸發(fā)成低壓、低溫蒸汽，在被壓縮機(jī)吸入，如此周而復(fù)始的循環(huán)。 這樣，制冷劑在封閉的制冷系統(tǒng)中經(jīng)壓縮、冷凝、節(jié)流和蒸發(fā)四個(gè)熱力過(guò)程才完成一次循環(huán)。在循環(huán)中，壓縮機(jī)要消耗一定的功，才能將低溫物體放出的熱量轉(zhuǎn)移到高溫的環(huán)境介質(zhì)中去，已達(dá)到制冷的目的。 ，壓縮機(jī)可分為 容積型 和 速度型 兩種基本類(lèi)型。容積型壓縮機(jī)根據(jù)壓方式又分為活塞式壓縮機(jī)和旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)；根據(jù)壓縮 機(jī)結(jié)構(gòu)由分為 開(kāi)啟式半封閉式和全封閉式 容積型壓縮機(jī)： 在容積型壓縮機(jī)中，一定容積的氣體先被吸入到氣缸里，繼而在氣缸里其容積被強(qiáng)制縮小，壓力升高，當(dāng)達(dá)到一定壓力時(shí)氣體被強(qiáng)制從氣缸排出?？梢?jiàn)容積型壓縮機(jī)的吸排氣過(guò)程是間歇進(jìn)行，其流動(dòng)時(shí)非連續(xù)穩(wěn)定的。 速度型壓縮機(jī)：在速度型壓縮機(jī)中，氣體的壓力增長(zhǎng)是由氣體的速度轉(zhuǎn)換而來(lái)的，即先使吸入的氣流獲得一定的高速，然后使之緩慢下來(lái)，讓其動(dòng)量轉(zhuǎn)換成為氣體的壓力升高，而后排出?？梢?jiàn)，速度型壓縮機(jī)的壓縮流程可以連續(xù)進(jìn)行，其流動(dòng)是穩(wěn)定的。目前在制 冷和熱泵系統(tǒng)中應(yīng)用的速度型壓縮機(jī)幾乎都是離心式壓縮機(jī)。 ，幾乎和機(jī)械制冷方法同時(shí)出現(xiàn)，在一百多年的使用過(guò)程中，得到了廣泛發(fā)展和深入研究，直到目前為止，雖然其地位受到其它類(lèi)型壓縮機(jī)的挑戰(zhàn)，但其產(chǎn)量仍然在各類(lèi)壓縮機(jī)中占主要地位。 按壓縮機(jī)氣缸分布形式分類(lèi)： 可分為直立式、 V 型、 W 型、 S 型（扇形）、 Y型（星型）等 。按使用的制冷劑種類(lèi)分類(lèi) ：可分為氨用、鹵代烴用制冷壓縮機(jī) 。按壓縮機(jī)與電動(dòng)機(jī)的組合形式分類(lèi) ：可分為開(kāi)啟式和封閉式，其中封閉式又可分為全封閉式和半封閉式兩種 。按 壓縮機(jī)的級(jí)數(shù)分類(lèi)： 可分為單機(jī)單級(jí)和單機(jī)雙級(jí)壓縮機(jī)。 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 17 制冷壓縮機(jī)分類(lèi)及結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖 。 它是壓縮機(jī)的機(jī)身，用來(lái)安裝和支承其他零部件以及容納潤(rùn)滑油