1、1.1.了解活塞式空气压缩机结构及工作原理了解活塞式空气压缩机结构及工作原理 2.2.掌握螺杆式空气压缩机结构及工作原理掌握螺杆式空气压缩机结构及工作原理 3.3.掌握空气干燥器工作原理掌握空气干燥器工作原理 4.4.掌握风源系统组成及管路系统掌握风源系统组成及管路系统 供风系统是向整个列车提供压缩空气的风源。它供风系统是向整个列车提供压缩空气的风源。它不仅针对空气制动系统，而且也为其他用风部件提供不仅针对空气制动系统，而且也为其他用风部件提供风源，例如风动塞拉门、风喇叭（气笛）、受电弓风风源，例如风动塞拉门、风喇叭（气笛）、受电弓风动控制、车钩操作风动控制设备、空气弹簧及刮雨器动控制、车钩操
2、作风动控制设备、空气弹簧及刮雨器等。供风系统制造的压缩空气为用风设备的驱动提供等。供风系统制造的压缩空气为用风设备的驱动提供动力，而压缩空气的净化和干燥处理是不可或缺的，动力，而压缩空气的净化和干燥处理是不可或缺的，其目的是除去压缩空气中所含有的灰尘、杂质、油滴其目的是除去压缩空气中所含有的灰尘、杂质、油滴和水分等，保证制动系统及其他用风设备能长时间可和水分等，保证制动系统及其他用风设备能长时间可靠地工作。为得到清洁、干燥的压缩空气，一般供气靠地工作。为得到清洁、干燥的压缩空气，一般供气系统主要是由空气压缩机组、二次冷却器、空气干燥系统主要是由空气压缩机组、二次冷却器、空气干燥器、风缸及其他空
3、气管路辅助元件等组成的。器、风缸及其他空气管路辅助元件等组成的。 将其他形式的能量转换成气压能的设备称空气压缩机将其他形式的能量转换成气压能的设备称空气压缩机（简称空压机）。按可输出压力的大小，分为低压（简称空压机）。按可输出压力的大小，分为低压(0.2(0.21.0Mpa)1.0Mpa)、中压、中压(1.0(1.010Mpa)10Mpa)、高压、高压( (大于大于10Mpa)10Mpa)三大类；三大类；按工作原理分为容积型（通过缩小单位质量气体体积的方按工作原理分为容积型（通过缩小单位质量气体体积的方法来获得压力）和速度型（通过提高单位质量气体的速度，法来获得压力）和速度型（通过提高单位质量
4、气体的速度，并使动能转化为压力能来获得压力）。速度型又因气流流并使动能转化为压力能来获得压力）。速度型又因气流流动方向和机轴方向夹角不同分为离心式（方向垂直）和轴动方向和机轴方向夹角不同分为离心式（方向垂直）和轴流式（方向平行）。流式（方向平行）。 常见的低压、容积式空压机按结构不同可分为活塞式、常见的低压、容积式空压机按结构不同可分为活塞式、叶片式、螺杆式，分别如图叶片式、螺杆式，分别如图2-12-1、图、图2-22-2、图、图2-32-3所示。其所示。其基本原理是由一个可变的密闭空间的变化产生吸排气，加基本原理是由一个可变的密闭空间的变化产生吸排气，加上适当的配流机构来完成工作过程。但由于
5、空气无自润滑上适当的配流机构来完成工作过程。但由于空气无自润滑性而必须另设润滑，这带来了空气中混有污油的问题。性而必须另设润滑，这带来了空气中混有污油的问题。 图图2-1 2-1 活塞式空气压缩机活塞式空气压缩机1、3-活塞；2-中间冷却器。图图 2-2 2-2 叶片式空气压缩机叶片式空气压缩机 图图2-3 2-3 螺杆式空气压缩机螺杆式空气压缩机 城市轨道车辆采用的空气压缩机要求城市轨道车辆采用的空气压缩机要求具有噪声低、振动小、结构紧凑、维护具有噪声低、振动小、结构紧凑、维护方便、环境实用性强的特点，其直流驱方便、环境实用性强的特点，其直流驱动电机已逐渐被交流电机驱动取代。目动电机已逐渐被
6、交流电机驱动取代。目前，城市轨道车辆中采用的主要有活塞前，城市轨道车辆中采用的主要有活塞式空气压缩机和螺杆式空气压缩机两种。式空气压缩机和螺杆式空气压缩机两种。一一. .活塞式空气压缩机活塞式空气压缩机 1 1构造组成：构造组成： 由固定机构、运动机构、进由固定机构、运动机构、进/ /排气机构、排气机构、中间冷却装置和润滑装置等几部分组成。其中间冷却装置和润滑装置等几部分组成。其中，固定机构包括机体、气缸、气缸盖；运中，固定机构包括机体、气缸、气缸盖；运动机构包括曲轴、连杆、活塞；进动机构包括曲轴、连杆、活塞；进/ /排气机排气机构包括空气滤清器、气阀；中间冷却装置包构包括空气滤清器、气阀；中
7、间冷却装置包括中间冷却器（简称中冷器）、冷却风扇；括中间冷却器（简称中冷器）、冷却风扇；润滑装置包括润滑油泵、润滑油路等，如图润滑装置包括润滑油泵、润滑油路等，如图2-42-4所示。所示。 图图2-4 2-4 活塞式空气压缩机作用原理活塞式空气压缩机作用原理1-润滑油泵；2-机体；3-油压表；4-空气滤清器；5、8-进气阀片；6-排气阀片；7、9-低压活塞；10-高压活塞；11-主风缸；12-压力控制器；13-上集气箱；14-散热管；15-下集气箱。 电机通过联轴器驱动空压机曲轴转动，曲柄连杆机构带动高、电机通过联轴器驱动空压机曲轴转动，曲柄连杆机构带动高、低压缸活塞同时在气缸内做上下往复运动
8、。由于曲轴中部的三个低压缸活塞同时在气缸内做上下往复运动。由于曲轴中部的三个轴颈在轴向平面内互成轴颈在轴向平面内互成1200，两个低压缸活塞和一个高压缸活，两个低压缸活塞和一个高压缸活塞分别相隔塞分别相隔1200转角。当低压活塞下行时，活塞顶面与缸盖之转角。当低压活塞下行时，活塞顶面与缸盖之间形成真空，经空气滤清器的大气推开进气阀片（进气阀片弹簧间形成真空，经空气滤清器的大气推开进气阀片（进气阀片弹簧被压缩）进入低压缸，此时排气阀在弹簧和中冷器内空气压力的被压缩）进入低压缸，此时排气阀在弹簧和中冷器内空气压力的作用下关闭。当低压活塞上行时，气缸内的空气被压缩，其压力作用下关闭。当低压活塞上行时
9、，气缸内的空气被压缩，其压力大于排气阀片上方压力与排气阀弹簧的弹力之和时，压缩排气阀大于排气阀片上方压力与排气阀弹簧的弹力之和时，压缩排气阀弹簧而推开排气阀片，具有一定压力的空气排出缸外，而进气阀弹簧而推开排气阀片，具有一定压力的空气排出缸外，而进气阀片在气缸内压力及其弹簧的作用下关闭。两个低压缸送出的低压片在气缸内压力及其弹簧的作用下关闭。两个低压缸送出的低压空气，都经气缸盖的同一通道进入中冷器。经中冷器冷却后，再空气，都经气缸盖的同一通道进入中冷器。经中冷器冷却后，再进入高压缸，进行第二次压缩，压缩后的空气经排气口、主风管进入高压缸，进行第二次压缩，压缩后的空气经排气口、主风管路送入主风缸
10、中储存。高压活塞的进、排气作用与低压活塞的进、路送入主风缸中储存。高压活塞的进、排气作用与低压活塞的进、排气作用相同。排气作用相同。 在运用中，主风缸压力保持在一定的范围，如在运用中，主风缸压力保持在一定的范围，如750900Kpa，它是通过，它是通过空压机压力控制器（调压器）自动控制空压机的启动或停止来实现的。当主空压机压力控制器（调压器）自动控制空压机的启动或停止来实现的。当主风缸的压力逐渐增高，达到规定压力上限时，压力控制器切断空压机驱动电风缸的压力逐渐增高，达到规定压力上限时，压力控制器切断空压机驱动电机的电源，使空压机停止工作；而随着设备的用风和管路的泄漏等，使主风机的电源，使空压机
11、停止工作；而随着设备的用风和管路的泄漏等，使主风缸的压力逐渐降低，达到规定压力下限时，压力控制器接通空压机驱动电机缸的压力逐渐降低，达到规定压力下限时，压力控制器接通空压机驱动电机的电源，使空压机开始工作，主风缸压力又回升。这样主风缸压力一直被控的电源，使空压机开始工作，主风缸压力又回升。这样主风缸压力一直被控制在规定的范围之内。制在规定的范围之内。 下面是用于城轨车辆的两种活塞式空气压力机：下面是用于城轨车辆的两种活塞式空气压力机： VV230/180-2型活塞式空气压缩机，排气量为型活塞式空气压缩机，排气量为1500L/min，输出压力为，输出压力为1100Kpa，转速为，转速为1520r
12、/min，用，用1500V直流电动机直流电动机M通过弹性联轴器直接驱通过弹性联轴器直接驱动。动。4个气缸（其中三个低压缸的直径个气缸（其中三个低压缸的直径95mm，一个高压缸的直径，一个高压缸的直径85mm），），两级压缩带有两个空气冷却器（中间冷却或后冷却），并用风扇强迫通风。两级压缩带有两个空气冷却器（中间冷却或后冷却），并用风扇强迫通风。此压缩机的主要特点是它的缸体与曲轴箱不连成一体，这样的设计便于缸套此压缩机的主要特点是它的缸体与曲轴箱不连成一体，这样的设计便于缸套的安装和调换。的安装和调换。 VV120/150-1型活塞式空气压缩机如图型活塞式空气压缩机如图2-5所示。此压所示。此压
13、缩机为缩机为3个缸，其中两个缸为低压缸，一个为高压缸，个缸，其中两个缸为低压缸，一个为高压缸，3个个缸呈缸呈W形排列，两级压缩带有两个空气冷却器。其排气量形排列，两级压缩带有两个空气冷却器。其排气量为为920L/min，输出压力为，输出压力为1000Kpa，转速为，转速为1450r/min，由由380V、三相、三相、50Hz交流鼠笼式异步电动机驱动，电机交流鼠笼式异步电动机驱动，电机与压缩机之间是永久连接，不需要维护，有一个自对中心与压缩机之间是永久连接，不需要维护，有一个自对中心的法兰连接，这种布置就不需要在电机和压缩机之间有很的法兰连接，这种布置就不需要在电机和压缩机之间有很精确的直线连接
14、。其空气过滤器采用过滤纸过滤，其效果精确的直线连接。其空气过滤器采用过滤纸过滤，其效果较油浴式过滤器好，但应用成本较高。冷却风扇的叶片不较油浴式过滤器好，但应用成本较高。冷却风扇的叶片不直接安装在曲轴端头，是通过温控液力联合器连接，也称直接安装在曲轴端头，是通过温控液力联合器连接，也称粘性连接。在温度较低时，联轴器内的液体粘度很低，不粘性连接。在温度较低时，联轴器内的液体粘度很低，不传递转矩，故可节约能源。该空气压缩机组的一个主要优传递转矩，故可节约能源。该空气压缩机组的一个主要优点是在点是在4.6m距离内噪声的声压级只有距离内噪声的声压级只有64dB（A）。）。 图图2-5 VV1202-5
15、 VV120型电动空气压缩机型电动空气压缩机1-驱动电机；2-进气过滤器；3-呼吸器；4-聚合过滤器；5低压缸；6-低压阀；7-高压缸；8-高压阀；9-冷却进口；10-黏滞风扇；11-扇叶；12，18-弹性装置；13-曲轴；14-曲轴箱；15-油位观测镜；16-中间法兰；17-柔性连轴节；A1-空气出口；A2-空气进口；A3-冷却空气。二二. .螺杆式空气压缩机螺杆式空气压缩机 1 1用途和功能用途和功能 ： TSAG-0.9ARIITSAG-0.9ARII型螺杆式空气压缩机组，是专型螺杆式空气压缩机组，是专为地铁或轻轨车设计的电动空气压缩设备，主要为地铁或轻轨车设计的电动空气压缩设备，主要用
16、途是为地铁或轻轨车辆制动系统提供洁净的压用途是为地铁或轻轨车辆制动系统提供洁净的压缩空气。其结构组成如图缩空气。其结构组成如图2-62-6所示。所示。（1 1）结构：）结构：TSAG-0.9ARIITSAG-0.9ARII型螺杆式空气压缩机型螺杆式空气压缩机组由五大主要部件构成：驱动装置、空气压缩机组由五大主要部件构成：驱动装置、空气压缩机体、风冷却装置、空气净化装置和吊架，它们用体、风冷却装置、空气净化装置和吊架，它们用螺栓连接在一起组成一个紧凑单元。螺栓连接在一起组成一个紧凑单元。 工作原理如图工作原理如图2-7所示。它的主机是双回转轴容积式压所示。它的主机是双回转轴容积式压缩机，转子为一
17、对互相啮合的螺杆，螺杆具有非对称啮合缩机，转子为一对互相啮合的螺杆，螺杆具有非对称啮合型面。主动转子为阳螺杆，从动转子为阴螺杆。常用的主型面。主动转子为阳螺杆，从动转子为阴螺杆。常用的主副螺杆齿数比依压缩机容量而有所不同，为副螺杆齿数比依压缩机容量而有所不同，为4：5、4：6、或或5：6。两个互相啮合的转子在一个只留有进气口的铸铁。两个互相啮合的转子在一个只留有进气口的铸铁壳体里面旋转，螺杆的啮合和螺杆与壳体之间的间隙通过壳体里面旋转，螺杆的啮合和螺杆与壳体之间的间隙通过精密加工严格控制，并在工作时向螺杆内喷压缩机油，使精密加工严格控制，并在工作时向螺杆内喷压缩机油，使间隙被密封，并将两转子的
18、啮合面隔离防止机械接触摩擦。间隙被密封，并将两转子的啮合面隔离防止机械接触摩擦。另外，不断喷入的机油与压缩空气混合，用来带走压缩过另外，不断喷入的机油与压缩空气混合，用来带走压缩过程所产生的热量，维持螺杆副长期可靠地运转。当螺杆副程所产生的热量，维持螺杆副长期可靠地运转。当螺杆副啮合旋转时，它从进气口吸气，经过压缩从排气口排出，啮合旋转时，它从进气口吸气，经过压缩从排气口排出，得到具有一定压力的压缩空气。得到具有一定压力的压缩空气。 图图2-6 TSAG-0.9ARII2-6 TSAG-0.9ARII型螺杆式空气压缩机组结构图型螺杆式空气压缩机组结构图1-电动机；2-中托架；3-蜗壳；4-护压
19、器；5-冷却器；6-冷却系统；7-机体油气桶部分；8-压力维持阀；9-真空指示器；10-进气阀；11-机头；12-油气桶油过滤器；13-视油镜；14-空气过滤器。图图2-7 2-7 螺杆式空气压缩机工作原理图螺杆式空气压缩机工作原理图 螺杆副是一对齿数比为螺杆副是一对齿数比为4：6以特定螺旋角互相啮合的螺杆。其中阳螺杆以特定螺旋角互相啮合的螺杆。其中阳螺杆（通常作驱动螺杆）为凸形不对称齿，而阴螺杆（常用作从动螺杆）为瘦齿（通常作驱动螺杆）为凸形不对称齿，而阴螺杆（常用作从动螺杆）为瘦齿形弯曲齿。两螺杆的齿断面形线是专门设计并经过精密磨削加工的，在啮合形弯曲齿。两螺杆的齿断面形线是专门设计并经过
20、精密磨削加工的，在啮合过程中两齿间始终保持过程中两齿间始终保持“零零”间隙密贴，形成空气的挤压空腔。间隙密贴，形成空气的挤压空腔。 （2）功能：）功能： 驱动装置：法兰式三相交流电动机。驱动装置：法兰式三相交流电动机。 空气压缩机体：空气压缩机头装入空气压缩机的油气筒中，油气筒内还装空气压缩机体：空气压缩机头装入空气压缩机的油气筒中，油气筒内还装有油分离系统。这个主要组件还另外装有用于过滤、控制和监控润滑油的各有油分离系统。这个主要组件还另外装有用于过滤、控制和监控润滑油的各元件。元件。 中托架和蜗壳：组成了一个刚性很好的结构，这一结构使组件具有自支撑中托架和蜗壳：组成了一个刚性很好的结构，这
21、一结构使组件具有自支撑作用。蜗壳中容纳了离心式风扇，风扇安装在电动机和空气压缩机螺杆组之作用。蜗壳中容纳了离心式风扇，风扇安装在电动机和空气压缩机螺杆组之间的联轴器上。扩压器连接蜗壳与冷却器，冷却器起冷却压缩空气和润滑油间的联轴器上。扩压器连接蜗壳与冷却器，冷却器起冷却压缩空气和润滑油的双重作用。这个复合的部件借助离心式风扇供给的冷却空气来交换压缩作的双重作用。这个复合的部件借助离心式风扇供给的冷却空气来交换压缩作用所产生的热量。用所产生的热量。 吊架：驱动装置、空气压缩机机体及冷却装置三大部件是采用弹性减振垫吊架：驱动装置、空气压缩机机体及冷却装置三大部件是采用弹性减振垫平稳地吊挂在钢制吊架
22、上，吊架上方有平稳地吊挂在钢制吊架上，吊架上方有8个安装孔用于与车辆固定。个安装孔用于与车辆固定。 9bar下空气排量下空气排量0.9m3/min；再生空气消耗；再生空气消耗率为率为15%；额定排气压力；额定排气压力9bar；干燥后的空气质；干燥后的空气质量：含油量量：含油量2（ISO8573-1）、尘埃污染）、尘埃污染2（ISO8573-1）、出口相对湿度）、出口相对湿度30%；机组工作；机组工作环境温度环境温度-200C450C；干燥后的排气湿度不高于；干燥后的排气湿度不高于环境环境+150C；1m处声压级处声压级dBA；输入电压；输入电压380V；频率频率50HZ；启动电流；启动电流19
23、0A；电机转速；电机转速1460r/min；压缩机转速；压缩机转速1460r/min；压力开关整；压力开关整定值定值3bar；温度开关整定值；温度开关整定值1050C；润滑油量；润滑油量5.5L。 与活塞式空气压缩机相比，螺杆式空气压缩机具有与活塞式空气压缩机相比，螺杆式空气压缩机具有独自的特点。独自的特点。 （1）噪声低、振动小。当螺杆式空气压缩机工）噪声低、振动小。当螺杆式空气压缩机工作时，旋转部件两个螺杆的运动没有质心位置的变作时，旋转部件两个螺杆的运动没有质心位置的变动，因而没有产生振动的干扰力。经精密加工和精动，因而没有产生振动的干扰力。经精密加工和精密磨削制造的阴、阳螺杆和机壳之间
24、，互相密贴和密磨削制造的阴、阳螺杆和机壳之间，互相密贴和啮合的间隙是通过喷油实现密封和冷却的，并不产啮合的间隙是通过喷油实现密封和冷却的，并不产生机械接触和摩擦，因而在工作中噪声低。它的喷生机械接触和摩擦，因而在工作中噪声低。它的喷油润滑又使噪声强度大大降低，一般不超过油润滑又使噪声强度大大降低，一般不超过85dB（A）。另外它的空气压缩过程是连续的，不受气）。另外它的空气压缩过程是连续的，不受气阀开闭的制约，所以，压缩空气流动也连续而且平阀开闭的制约，所以，压缩空气流动也连续而且平稳、没有脉动。稳、没有脉动。 （2）可靠性高和寿命长。螺杆式空气压缩机工作时除）可靠性高和寿命长。螺杆式空气压缩
25、机工作时除了轴承和轴封等部件外，没有因相对运动而承受摩擦的零了轴承和轴封等部件外，没有因相对运动而承受摩擦的零部件。阴、阳螺杆和机壳之间并不产生机械接触和摩擦，部件。阴、阳螺杆和机壳之间并不产生机械接触和摩擦，在工作中不产生磨损。它的这个特点，形成了它的高可靠在工作中不产生磨损。它的这个特点，形成了它的高可靠和免维护。通常螺杆式空气压缩机的检修周期可以保证不和免维护。通常螺杆式空气压缩机的检修周期可以保证不短于整车的大修期。短于整车的大修期。 （3）维护简单。在运用中，检查、检修人员只要注意）维护简单。在运用中，检查、检修人员只要注意观察螺杆式空气压缩机的机油油位不低于油表或视油镜刻观察螺杆式
26、空气压缩机的机油油位不低于油表或视油镜刻线；保证空气滤清器不脏到堵塞的程度，那么空气压缩机线；保证空气滤清器不脏到堵塞的程度，那么空气压缩机就能工作，它不需要给予特别的关照。这也就是为什么螺就能工作，它不需要给予特别的关照。这也就是为什么螺杆式空气压缩机备受青睐的原因。杆式空气压缩机备受青睐的原因。 该压缩机的工作过程分为吸气、压缩、排气三个阶段，流程图该压缩机的工作过程分为吸气、压缩、排气三个阶段，流程图2-8所示。所示。 图图2-8 2-8 螺杆式空气压缩机系统流程图螺杆式空气压缩机系统流程图1-螺杆式空气压缩机；2-联轴器；3-冷却风机；4-电动机；5-空、油冷却器（机油冷却单元）；6-
27、冷却器（压缩空气后冷单元）；7-压力开关；8-进气阀；9-真空指示器；10-空气滤清器；11-油细分离器；12-最小压力维持阀；13-安全阀；14-温度开关；15-视油镜；16-泄油阀；17-温度控制阀；18-油气筒组成；19-机油过滤器；20-逆止阀。 （1）吸气过程。螺杆安装在壳体内，在自然状态下就）吸气过程。螺杆安装在壳体内，在自然状态下就有一部分螺杆的沟槽与壳体上的进气口相通。也就是说，有一部分螺杆的沟槽与壳体上的进气口相通。也就是说，在任何时候，无论螺杆式空气压缩机的螺杆旋转到什么位在任何时候，无论螺杆式空气压缩机的螺杆旋转到什么位置，总有空气通过进气口充满与进气口相通的沟槽。这是置
28、，总有空气通过进气口充满与进气口相通的沟槽。这是压缩机的吸气过程。压缩机的吸气过程。 主副两转子在吸气终了时，已经充盈空气的螺杆沟槽主副两转子在吸气终了时，已经充盈空气的螺杆沟槽的齿顶与机壳腔壁贴合，此时，在齿沟内的空气即被隔离，的齿顶与机壳腔壁贴合，此时，在齿沟内的空气即被隔离，不再与外界相通并失去相对流动的自由，即被不再与外界相通并失去相对流动的自由，即被“封闭封闭”。当吸气过程结束后，两个螺杆在吸气口的反面开始进入啮当吸气过程结束后，两个螺杆在吸气口的反面开始进入啮合，并使得封闭在螺杆齿沟里的空气的体积逐渐减小，压合，并使得封闭在螺杆齿沟里的空气的体积逐渐减小，压力上升，压缩随之开始。力
29、上升，压缩随之开始。 （2）压缩过程。随着压缩机两转子的继续转动，封闭）压缩过程。随着压缩机两转子的继续转动，封闭有空气的螺杆沟槽与相对的螺杆齿的啮合从吸气端不断地有空气的螺杆沟槽与相对的螺杆齿的啮合从吸气端不断地向排气端发展，啮合的齿占据了原来已经充气的沟槽的空向排气端发展，啮合的齿占据了原来已经充气的沟槽的空间，将在这个沟槽里的空气挤压，体积渐渐变小，而压力间，将在这个沟槽里的空气挤压，体积渐渐变小，而压力则随着体积变小而逐渐升高。空气是被裹带着一边转动，则随着体积变小而逐渐升高。空气是被裹带着一边转动，一边被继续压缩的，从吸气结束开始，一直延续到排气口一边被继续压缩的，从吸气结束开始，一
30、直延续到排气口打开之前。当前一个螺杆齿端面转过被它遮挡的机壳端面打开之前。当前一个螺杆齿端面转过被它遮挡的机壳端面上的排气口时，在齿沟内的空气即与排气腔的空气相连通，上的排气口时，在齿沟内的空气即与排气腔的空气相连通，受挤压的空气开始进入排气腔，至此在压缩机内的压缩过受挤压的空气开始进入排气腔，至此在压缩机内的压缩过程即结束了。这个体积减小压力渐升的过程是压缩机的压程即结束了。这个体积减小压力渐升的过程是压缩机的压缩过程。在压缩过程中，压缩机不断地向压缩室和轴承喷缩过程。在压缩过程中，压缩机不断地向压缩室和轴承喷射润滑油。其主要作用如下：射润滑油。其主要作用如下： 润滑作用：喷入的机油在螺杆的
31、齿面形成油膜，使啮合齿的齿面，齿顶润滑作用：喷入的机油在螺杆的齿面形成油膜，使啮合齿的齿面，齿顶与机壳间不直接接触，不产生干摩擦及由此引起的磨损。与机壳间不直接接触，不产生干摩擦及由此引起的磨损。密封作用：润滑油油膜填充了螺杆啮合齿与齿间及齿顶与机壳间的间隙，阻密封作用：润滑油油膜填充了螺杆啮合齿与齿间及齿顶与机壳间的间隙，阻止压缩空气的泄漏，起密封作用，提高压缩机的容积效率。止压缩空气的泄漏，起密封作用，提高压缩机的容积效率。 降噪作用：喷入的机油与压缩空气混合，在油气混合物压力变化时，不降噪作用：喷入的机油与压缩空气混合，在油气混合物压力变化时，不可压缩的液态油可以部分地吸收缓和压缩空气膨
32、胀产生的气动高频噪声。可压缩的液态油可以部分地吸收缓和压缩空气膨胀产生的气动高频噪声。 冷却作用：喷入的润滑油接触到螺杆、机壳壁和压缩空气，吸收压缩热冷却作用：喷入的润滑油接触到螺杆、机壳壁和压缩空气，吸收压缩热并将其带出。通过机外冷却系统将机油带出来的热，转由冷却空气散掉，从并将其带出。通过机外冷却系统将机油带出来的热，转由冷却空气散掉，从而保证压缩机在理想的工作温度下工作，保证机器的可靠性和使用寿命。而保证压缩机在理想的工作温度下工作，保证机器的可靠性和使用寿命。 （3）排气过程。压缩过程结束，封闭有压缩空气的螺）排气过程。压缩过程结束，封闭有压缩空气的螺杆沟槽的端部边缘与螺杆壳体端壁上的
33、排气口边缘相通时，杆沟槽的端部边缘与螺杆壳体端壁上的排气口边缘相通时，受到挤压压缩的空气被迅速从排气口推出，进入螺杆压缩受到挤压压缩的空气被迅速从排气口推出，进入螺杆压缩机的排气腔。随着螺杆副的继续转动，螺杆啮合继续向排机的排气腔。随着螺杆副的继续转动，螺杆啮合继续向排气端的方向推移，逐渐将在这个沟槽里的压缩空气全部挤气端的方向推移，逐渐将在这个沟槽里的压缩空气全部挤出。这是压缩机的排气过程。在排气过程中，由于排气腔出。这是压缩机的排气过程。在排气过程中，由于排气腔并不直接连着压缩空气用户，在它的排气腔出口设置的最并不直接连着压缩空气用户，在它的排气腔出口设置的最小压力维持阀，限制自由空气外流
34、，会使压缩空气的压力小压力维持阀，限制自由空气外流，会使压缩空气的压力继续上升或者受到制约。继续上升或者受到制约。 螺杆式空气压缩机壳体的进气口开口的大小及边缘曲螺杆式空气压缩机壳体的进气口开口的大小及边缘曲线的形状，是与螺杆的齿数及螺旋角的角度相关的。而压线的形状，是与螺杆的齿数及螺旋角的角度相关的。而压缩机后端壁上的排气口开口形状（呈现为蝶形）及尺寸也缩机后端壁上的排气口开口形状（呈现为蝶形）及尺寸也是由压缩机的压缩特性及螺杆的端面齿形所决定的。是由压缩机的压缩特性及螺杆的端面齿形所决定的。 这里所讲的螺杆式空气压缩机的工作原理，是以螺杆的一个这里所讲的螺杆式空气压缩机的工作原理，是以螺杆
35、的一个沟槽为实例展开的，并且把它的工作过程分成为吸气、压缩、沟槽为实例展开的，并且把它的工作过程分成为吸气、压缩、排气三个阶段，界限清晰的一段接一段的介绍。实际上压缩机排气三个阶段，界限清晰的一段接一段的介绍。实际上压缩机螺杆的工作转速很快，而且主动螺杆和从动螺杆的每一个沟槽，螺杆的工作转速很快，而且主动螺杆和从动螺杆的每一个沟槽，在运转过程中承担着相同的任务，将它的空腔在进气侧打开吸在运转过程中承担着相同的任务，将它的空腔在进气侧打开吸进空气，然后再将其带到排气侧压缩后排出。这种高速的、周进空气，然后再将其带到排气侧压缩后排出。这种高速的、周而复始的工作，而且螺旋状的前一个沟槽的后面相邻沟槽
36、的同而复始的工作，而且螺旋状的前一个沟槽的后面相邻沟槽的同一个的工作阶段，尽管有先有后，但实际上是重叠发生的。这一个的工作阶段，尽管有先有后，但实际上是重叠发生的。这形成了螺杆式空气压缩机工作的连续性和供气的平稳性，形成形成了螺杆式空气压缩机工作的连续性和供气的平稳性，形成了它的低振动和高效率。了它的低振动和高效率。 螺杆式空气压缩机的工作循环，是在啮合的螺杆齿和齿沟螺杆式空气压缩机的工作循环，是在啮合的螺杆齿和齿沟间，一个接一个周而复始连续不断进行的。而且它的压缩过程间，一个接一个周而复始连续不断进行的。而且它的压缩过程只是当齿沟里的空气被挤进排气腔的过程中才完成的，所以没只是当齿沟里的空气
37、被挤进排气腔的过程中才完成的，所以没有像活塞压缩机那样的振动和排气阀启闭形成的冲击噪音。有像活塞压缩机那样的振动和排气阀启闭形成的冲击噪音。三三. .空气压缩机组的控制空气压缩机组的控制 如图如图2-92-9所示，主风缸压力由两个装置（一个压力开所示，主风缸压力由两个装置（一个压力开关关A1A1，一个压力传感器，一个压力传感器A2A2）控制并有安全阀保护。所需的）控制并有安全阀保护。所需的压力信息由压力传感器（压力信息由压力传感器（A2A2）感应并将其传给列车控制单）感应并将其传给列车控制单元元VTCUVTCU，列车控制单元，列车控制单元VTCUVTCU控制电机的启停（有的空气压控制电机的启停
38、（有的空气压缩机由电子制动控制单元进行控制）。当主风缸压力低于缩机由电子制动控制单元进行控制）。当主风缸压力低于7.57.5102kpa102kpa（可调）时，空气压缩机开始启动，当主风（可调）时，空气压缩机开始启动，当主风缸压力升到缸压力升到9.09.0102kpa102kpa时，空气压缩机停止工作。压力时，空气压缩机停止工作。压力控制器控制器A1A1用作检查压力传感器的可靠性，并作用作检查压力传感器的可靠性，并作TRBTRB模式模式（列车通信控制限制（列车通信控制限制/ /备份模式）的备用系统。备份模式）的备用系统。 图图2-9 2-9 空气压缩机控制示意图空气压缩机控制示意图A1-压力开
39、关；A2-压力传感器；A3-双塔式空气干燥器；A4-空气压缩机。 由于列车编组中空气压缩机不只一台，这确由于列车编组中空气压缩机不只一台，这确保它们的均衡使用，避免空气压缩机内产生冷凝保它们的均衡使用，避免空气压缩机内产生冷凝水，其运转周期必须大于水，其运转周期必须大于30%。因此，只有前导。因此，只有前导单元车上的空气压缩机出现故障或列车压缩空气单元车上的空气压缩机出现故障或列车压缩空气消耗过大，主风缸压力下降到消耗过大，主风缸压力下降到6.5kpa以下时，以下时，启动第二台空气压缩机。也有的城市轨道车辆的启动第二台空气压缩机。也有的城市轨道车辆的空气压缩机采用单双日控制。空气压缩机采用单双
40、日控制。 当有一台空气压缩机出现故障时，车组列车仍当有一台空气压缩机出现故障时，车组列车仍能正常运营，列车性能不会受到影响，但仍在工能正常运营，列车性能不会受到影响，但仍在工作的那台空气压缩机输出加倍，设计能满足双倍作的那台空气压缩机输出加倍，设计能满足双倍负荷的要求。负荷的要求。 空气压缩机输出的压缩空气含有较高的水空气压缩机输出的压缩空气含有较高的水分、油分和机械杂质等，必须经过空气干燥分、油分和机械杂质等，必须经过空气干燥器将其中的水分、油分和机械杂质除去，才器将其中的水分、油分和机械杂质除去，才能达到车辆上用风设备对压缩空气的要求。能达到车辆上用风设备对压缩空气的要求。液态的水、油微粒
41、及机械杂质在滤清器（或液态的水、油微粒及机械杂质在滤清器（或油水分离器）中基本被除去，压缩空气的相油水分离器）中基本被除去，压缩空气的相对湿度降低（通常相对湿度对湿度降低（通常相对湿度35%35%以下）是避免以下）是避免用风过程中出现冷凝水危害的主要方式，它用风过程中出现冷凝水危害的主要方式，它依靠空气干燥器来完成。依靠空气干燥器来完成。 空气干燥器的基本原理是：吸附过程是一个平衡反应，即：在吸附剂（干空气干燥器的基本原理是：吸附过程是一个平衡反应，即：在吸附剂（干燥剂）和与其接触的压缩空气之间湿度趋向于平衡，而相对湿度大的压缩空燥剂）和与其接触的压缩空气之间湿度趋向于平衡，而相对湿度大的压缩
42、空气与吸附剂的表面接触时，由于吸附剂具有大量微孔，与空气的接触面积大，气与吸附剂的表面接触时，由于吸附剂具有大量微孔，与空气的接触面积大，吸附剂可以大量、快速地吸附压缩空气的水蒸汽分子，达到干燥压缩空气的吸附剂可以大量、快速地吸附压缩空气的水蒸汽分子，达到干燥压缩空气的目的；再生过程也是一个平衡反应，用于吸附剂再生的吹扫气体是由较高压目的；再生过程也是一个平衡反应，用于吸附剂再生的吹扫气体是由较高压力的压缩空气膨胀而来，膨胀时，空气体积增大而压力降低，获得的吹扫气力的压缩空气膨胀而来，膨胀时，空气体积增大而压力降低，获得的吹扫气体的相对湿度较低，因而易于体的相对湿度较低，因而易于“夺夺”走吸附
43、剂上已吸附的水蒸汽分子，使吸走吸附剂上已吸附的水蒸汽分子，使吸附剂恢复干燥状态，达到再生的目的。其特点是在压力下吸附，在大气或负附剂恢复干燥状态，达到再生的目的。其特点是在压力下吸附，在大气或负压下再生。所以对任何一种吸附剂来说，它与被吸附的水蒸汽的关系是，温压下再生。所以对任何一种吸附剂来说，它与被吸附的水蒸汽的关系是，温度越低，压力越高，单位吸附剂所吸附的水分量就越多；反之，吸附量就少。度越低，压力越高，单位吸附剂所吸附的水分量就越多；反之，吸附量就少。其原理简言之为其原理简言之为“压力吸附与无热再生压力吸附与无热再生”。常用的吸附剂有：硅凝胶、氧化。常用的吸附剂有：硅凝胶、氧化铝、活性炭
44、及分子筛等。铝、活性炭及分子筛等。 空气干燥器一般都是塔式的，有单塔式和双塔式两种。安装位置和外形如空气干燥器一般都是塔式的，有单塔式和双塔式两种。安装位置和外形如图图2-10所示所示,图（图（a）为单塔式，图（）为单塔式，图（b）为双塔式。近几年一些城轨车辆上开）为双塔式。近几年一些城轨车辆上开始应用膜式干燥器。始应用膜式干燥器。 （a） (b)图图2-10 2-10 空气干燥器安装位置和外形图空气干燥器安装位置和外形图一一. .单塔式空气干燥器单塔式空气干燥器 1 1结构组成结构组成 单塔式（也称单筒式）空气干燥器是一种无单塔式（也称单筒式）空气干燥器是一种无热再生作用的干燥器，其结构如图
45、热再生作用的干燥器，其结构如图2-112-11所示。它所示。它的特点是吸附剂的吸附作用与再生作用在同一干的特点是吸附剂的吸附作用与再生作用在同一干燥筒内进行。由油水分离器、干燥筒、排水阀、燥筒内进行。由油水分离器、干燥筒、排水阀、电空阀、再生风缸和消声器等组成。在油水分离电空阀、再生风缸和消声器等组成。在油水分离器中存有许多器中存有许多“拉希格拉希格”圈（这是一种用铝片或圈（这是一种用铝片或铜片做成的有缝的小圆筒），干燥器则是一个网铜片做成的有缝的小圆筒），干燥器则是一个网形的大圆筒，其中盛满颗粒状的吸附剂。形的大圆筒，其中盛满颗粒状的吸附剂。 图图2 211 11 单塔式空气干燥器单塔式空气
46、干燥器1-空气干燥筒；2-弹簧；3-单向阀；4-带孔挡板；5-干燥筒体；6-吸附剂；7-油水分离器；8-“拉希格”圈；9-排泄阀；10-消声器；11-弹簧；12-活塞；13-电磁阀；14-线圈；15-排气阀；16-衔铁；17-带排气的截断塞门；18-再生储风缸；19-节流孔。 空气压缩机工作时，电空阀空气压缩机工作时，电空阀13失电，活塞下方通过排气失电，活塞下方通过排气阀阀15排向大气，活塞排向大气，活塞12在弹簧力作用下关闭排泄阀在弹簧力作用下关闭排泄阀9，而，而空压机输出的压力空气从干燥塔中部的进口管空压机输出的压力空气从干燥塔中部的进口管进入干燥进入干燥塔，首先到达油水分离器，当含有油
47、分和机械杂质的压缩塔，首先到达油水分离器，当含有油分和机械杂质的压缩空气经过空气经过“拉希格拉希格”圈时，油滴吸附在圈时，油滴吸附在“拉希格拉希格”圈的缝圈的缝隙中，机械杂质则不能通过隙中，机械杂质则不能通过“拉希格拉希格”圈缝隙，这样就将圈缝隙，这样就将压缩空气中的油分和机械杂质滤去，然后再进入干燥筒内压缩空气中的油分和机械杂质滤去，然后再进入干燥筒内与吸附剂相遇，吸附剂大量地吸收水分，使从干燥筒上方与吸附剂相遇，吸附剂大量地吸收水分，使从干燥筒上方输出的压缩空气的相对湿度降低，达到车辆用风系统的要输出的压缩空气的相对湿度降低，达到车辆用风系统的要求。图求。图2-11所示的干燥筒下方所示的干
48、燥筒下方1/4高度处为装有高度处为装有“拉希格拉希格”圈圈8的油水分离器，而上方的油水分离器，而上方3/4高度处为装有吸附剂高度处为装有吸附剂6的空气的空气干燥筒干燥筒。 经过干燥的压力空气，一路经过接口经过干燥的压力空气，一路经过接口及单及单向阀向阀3送往主风缸，单向阀的作用是防止压力空气送往主风缸，单向阀的作用是防止压力空气从主风缸逆流；另一路经节流孔从主风缸逆流；另一路经节流孔19充入再生风缸充入再生风缸18。当空气压缩机停止工作的同时电空阀。当空气压缩机停止工作的同时电空阀13得电，得电，再生风缸再生风缸18内得压力空气经过打开的电空阀向活内得压力空气经过打开的电空阀向活塞塞12下部充
49、气，活塞上移，打开排泄阀下部充气，活塞上移，打开排泄阀9，干燥塔，干燥塔内的压力空气迅速排出，这时再生风缸内的压力内的压力空气迅速排出，这时再生风缸内的压力空气经节流孔回冲至干燥塔内，从而沿干燥筒、空气经节流孔回冲至干燥塔内，从而沿干燥筒、油水分离器一直冲至干燥塔下部的积水积油腔内，油水分离器一直冲至干燥塔下部的积水积油腔内，在下冲过程中，干燥空气吸收了干燥剂中水分同在下冲过程中，干燥空气吸收了干燥剂中水分同时还冲下了时还冲下了“拉希格拉希格”圈上的油滴和机械杂质，圈上的油滴和机械杂质，这样干燥剂再生的同时这样干燥剂再生的同时“拉希格拉希格”圈也得以清洗。圈也得以清洗。 二二. . 双塔式空气
50、干燥器双塔式空气干燥器 相对于直流传动车，交流传动车选用的相对于直流传动车，交流传动车选用的空气压缩机的排气量较小，它停止工作的空气压缩机的排气量较小，它停止工作的间隙不能满足单塔式干燥器再生所需的时间隙不能满足单塔式干燥器再生所需的时间，因此要选用双塔式空气干燥器。间，因此要选用双塔式空气干燥器。双塔式（又称双筒式）空气干燥器的除湿双塔式（又称双筒式）空气干燥器的除湿原理与单塔式完全相同，只是它设有原理与单塔式完全相同，只是它设有2 2 个个轮流除湿的干燥塔，可以连续向外输出干轮流除湿的干燥塔，可以连续向外输出干燥的压缩空气。燥的压缩空气。 双塔式空气干燥器的构造如图双塔式空气干燥器的构造如
