过滤设备:JKG系列双塔空气干燥器电控器电路改进

  • 2021-06-20 08:11:15
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运用检修JKG系列双塔空气干燥器电控器电路改进潘朝晖(南宁机务段,广西南宁530001)动系统工作可靠性的故障现象,分析了原因,并对双塔空气干燥器电控器电路作了改进。改进后的干燥器在SS7型机车上得到运用,经受了考验。

南宁机务段目前共有2 9台内燃、电力机车使用了JKG系列双塔式空气干燥器。运用中,发生了多起总风缸没达到定压,空气压缩机高压安全阀就喷气、某塔不排风或排风不止、滤网破损、干燥剂颗粒和粉末吹到总风缸的故障,严重影响了机车制动系统工作可靠性,给行车安全带来了隐患,因此很有必要对其进行改进。

1JKG系列双塔空气干燥器工作原理空气压缩机启动时,电控器开始工作,并控制电空阀的工作状态,如所示。电空阀Ad得电供气,电空阀Bd失电排气,进气阀鞲鞴右移,此时A塔进入再生状态,B塔进入吸附状态。来自空气压缩机的压缩空气,经冷却和分离后,进入B塔,在干燥剂的吸附作用下成为干燥空气。干燥空气由B塔出来后,受出气止回阀的控制分为两路,其中大部分经止回阀BC进入总风缸,一小部分经阀体上的再生气路进入A塔,将干燥剂吸附的水分子脱附,并携带水分子由排气阀口排到大气,实现干燥剂的再生。经过一段时间后,在电控器的作用下,电空阀Ad失电排气,电空阀Bd得电供气,干燥器A、B塔转换工作,不断提供优质干燥的压缩空气。

2故障原因分析2.1电控器故障执行电路原电路(见)中的电空阀Ad、Bd、Cd为感性元件,在微处理器CPU的控制下,开关管VQ1频繁地开断,电空阀释放时电感电势与机车控制电路中的操作过电压会相互叠加。虽然电路中加入了过电压吸收元件VD1,但由于该器件为普通IN4007二极管,其导通和截止速率过慢,过电压吸收滞后,瞬时的过电压直接加于场效应管VQ1漏极与源极间,致使VQ1击穿。

当功率管VQ1击穿而造成断路或短路时,电空阀Ad或Bd无法控制进气阀转换工作,使A、B塔不能交替实现吸附和再生功能,造成某塔长期处于吸附状态而无法实现再生。这样连续工作,湿气被吸附在干燥剂的表面上并渗透到深层,长时间处于潮湿状态得不到恢复,在振动的条件下干燥剂很容易破损、粉化而压实,甚至堵塞出气滤网,使压缩空气通过干燥器的阻力加大,同时使进入空气干燥器的压力差不断增大,总风缸没达到定压,空气压缩机高压安全阀就喷气,甚至挤坏滤网,干燥剂颗粒和粉末吹到总风缸,污染空气管路,造成干燥塔不排风或排风不止。

当功率管VQ1击穿断路时,电磁阀Cd不得电而造成油水分离器的油水不能通过排污阀排出机车外。积水流入干燥塔,加速干燥剂失效。当功率管VQ1击穿短路时,电磁阀Cd长时间得电又造成干燥塔排风不止。

2.2电控器故障显示电路设计不合理原电控器的显示电路接于AT2051单片机I/O接口(见)上;由于是连接在执行电路的前端,只能显示单片机的逻辑控制状态,因此当执行电路发生故障时,其LED显示灯无法显示故障现象,从而影响到故障的正确判断,以致故障发生后得不到及时处理。

3电控器电路改进将原功率开关管IRF840改为固态继电器JGX- 2AF(见),以提高执行电路的过载能力;为匹配固态继电器及对CPU逻辑信号进行导向,在他们之间加入通用运算放大器LM124J.将原过电压吸收管改为高速二极管,以确保对线路中电空阀自感电势和操作过电压的吸收。

在感性元件电空阀回路中并联过电压吸收电容,使电空阀两端电压不能突变,确保功率器件的安全性。

在执行电路终端加入LED显示灯,以方便乘务员及检修人员进行故障判断,使故障得到及时处理(见电控器执行电路原理图(改进后)JKG系列双塔空气干燥器不同型号电控器的差别主要在于A、B塔的转换周期。原电路微处理器为TA2051,外接CD4006作为定时器/计数器,其设定计数周期为一固定值,故电控器只能针对某一型号的干燥器进行控制,而对不同型号的干燥器无法实现通用。改进方案见:用PIC16C57单片机代替原电路微处理器TA2051,通过其自身内部1个分频器和1个8位的定时器/计数器,进行外部编码开关S1S4的设定,以实现定时或计数功能,并以其定时或计数结果对微处理器进行控制,通过编码开关S1S4来选择时间的设定,实现对不同型号干燥器的控制,从而解决了电控器配件4结束语南宁机务段对JKG双塔干燥器电控器电路进行以上改造后,在部分SS7型机车上进行装车使用。从使用情况来看,再未发生过干燥器电控器类似故障,从而提高了机车制动系统的工作可靠性。

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