以下是小编精心整理的《高速铁路客车空调应用论文(精选3篇)》，欢迎阅读，希望大家能够喜欢。摘要：铁路客车空调机组应用普遍，文章首先介绍了机组控制的基本原理，通过PLC改造试验后，对比了改造之后的优点。本次实验采用了KLC40C[2]-1T1型号的空调机组作为改造对象，通过PLC可编程程序控制器进行改造，大大优化了系统性能。
高速铁路客车空调应用论文 篇1：
高速动车组的空调舒适性
【摘 要】简要分析和讨论高速列车空调系统舒适性的基本要求和特殊需要，分析了国内高速动车组在空调系统舒适性方面的设计和研究数据，尤其强调了对于高速列车来说，空调系统的压力保护装置用来控制车内压力变化率的重要性。
【关键词】高速动车组；空调系统；应用
近年来，中国高速铁路客车的迅猛发展令世界瞩目。CRH系列高速动车组已经在华夏大地上开辟了南北贯通的一条干线，北起哈尔滨，南至广州，我们都能看到白色的和谐号动车组驶过。动车组的开通为人们的出行提供了更加快捷和便利的条件。人们在惊叹“和谐号”动车组速度之快的同时，也对舒适度有了更高的需求。随着生活水平的提高，人们对舒适性的要求越来越高了。对于列车而言，舒适性指标包括多个方面，例如动力学舒适性，即平稳性；设备舒适性，例如座椅的舒适度；还有空调舒适性等。在这里，重点谈一下空调舒适性。
空调系统是控制列车舒适性指标的一个重要的功能性系统，对于高速列车而言，空调系统已经不仅仅是对“温湿度”与“气流速度”等人们日常所认识到的基本的空调舒适性指标的控制，而对车内“压力变化率”的控制也成为高速列车不可忽视的舒适性指标。
首先，高速列车空调系统的温湿度指标是依据铁路行业标准进行设计的，但是由于技术引进的原因，CHR1、CRH2、CRH3、CRH5以及CRH380系列动车组的设计标准依据是各不相同的。高速动车组空调系统设计中所采用的标准有德国标准，有法国标准，有日本标准，还有美国标准和UIC标准。国产化以后的车辆，采用了中国的铁路标准进行设计。
虽然设计的依据有差异，结构和设备各不相同，但是最终的结果都是要保证车厢内的温度和湿度能够满足人体舒适性的需求。通常设计参数都在人体舒适性的范围内，夏季车厢内的温度保持在22℃到26℃之间，相对一般湿度不超过65%，卫生间和端部区域的温度不超过28℃。而冬季车厢内的区域里温度则在20℃到24℃之间，卫生间、端部通过台区域等，不低于18℃。
其次，高速列车空调系统的空气流场设计参数也是舒适性指标中不可缺少的部分。空气流动的速度如果太大，就会使人体有吹冷风的不舒适感觉；空气流动速度如果太小，又无法将气流输送到车厢的每个角落。因此，空气输送通道设计是否合理，车厢内的空气流场控制是很重要的。
夏季里，空调系统制冷时，冷空气要输送到车厢的各个角落，由于冷空气的密度较大，因此，冷风出口一般设计在顶板或者侧墙板的上部，以便用最小的气流初速度实现温度的均匀分布。冬季里，空调加热器制暖，暖空气密度相对较小，在车厢内从较低的位置输送到旅客区域，慢慢形成对流，从而才能使温度场更加均匀。中国的铁标要求，车厢内代表旅客主要活动范围的距离地面1.1m的测点温差不超过2℃，断面温度0.1m到1.7m的温差不超过3℃。我国现有的动车组执行的标准中，日本标准的范围比铁标略宽，而UIC标准则比铁标严格。
再次，如果说温湿度和空气流畅是空调系统舒适性的基本要求的话，那么压力波保护系统就是高速动车组的特殊需要了。高速铁路建设时为了尽可能缩短距离，除了高架桥以外，还有一种缩短距离的形式——隧道。当列车以高速度进入隧道或者离开隧道的瞬间，都会在列车表面产生较大的压力波动。而这种压力波动会随车车体的换气开口进入到车厢内，当这种压力波动超过一定范围时，就会有激旅客的耳鼓膜，引起耳胀耳痛，从而影响乘客的舒适性。按照旅客的体质条件，一般可以承受的压力波即车内外压差及其变化率分别为为1000Pa和200Pa/s或每700Pa/3s（每三秒700Pa）；对于体质条件较好的旅客来说可以达到1500Pa和500Pa/s。车辆时速超过200公里的动车组，在通过隧道时都会超过这个范围，因此，时速超过200km/h的动车组均应该设置压力波保护系统。设置压力波保护和不设置压力波保护系统对于时速超过200km/h的高速动车组来说，车厢内的压力波动差异很大，见图1的图解说明。
对于压力波控制的舒适性标准，国外高速列车也进行了很多研究，各个国家采用的标准时有差异的。在中国，以日本和UIC这两个标准被广泛应用于动车组的设计中。在日本标准中规定，最大压力变化绝对值=1000Pa（适用于密闭车辆），最大压力变化频率=200Pa/s，但出于经济角度考虑，最终将这一标准放宽到最大压力变化频率=300Pa/s。UIC660-2002《保证高速列车技术兼容性的措施》标准中规定了当列车以最高线路速度运行时，车辆内部应满足ΔP/ΔT（最大压力变化率）≤500Pa/s，最大压力变化ΔP≤800Pa/3s，ΔP≤1000Pa/10s，ΔP≤2000Pa/60s。
随着科技不断发展、技术不断成熟，高速列车将会有更广阔的发展空间。未来的几年里，高铁必将成为人们出行的重要交通工具之一。中国高铁正逐渐趋于稳定，当安全性被人们普遍认可后，列车的舒适性必将越来越受到人们的高度关注。随着生活条件的逐渐改善、生活水平的日益提高，人们对舒适性的要求也会越来越高，因此，高速动车组舒适性的不断改进和完善工作，任重而道远。
作者：曹艳华
高速铁路客车空调应用论文 篇2：
铁路客车空调机组的PLC控制
摘要：铁路客车空调机组应用普遍，文章首先介绍了机组控制的基本原理，通过PLC改造试验后，对比了改造之后的优点。本次实验采用了KLC40C[2]-1T1型号的空调机组作为改造对象，通过PLC可编程程序控制器进行改造，大大优化了系统性能。
关键词：空调机组；PLC；控制器改造；铁路客车
通过实验发现KLC40C[2]-1T1型号的空调机组系统存在一些弊端，为了改善机组的主令控制，简化主令控制的操作步骤，加强空调机组的故障保护机制，减少机组硬件线路，以提高系统的稳定性，同时为下一步的PLC改造作好基础工作，本文选取了PLC可编程序控制器进行了基于PLC技术的系统优化。
1 机组控制概述
铁路客车空调机组中的电气控制柜为KLC40C[2]-1T1空调机组，主要功能有自动采暖、手动采暖、自动制冷、手动制冷和通风等。电源控制开关为1Q和2Q两个自动空气开关，控制着控制电路、主电路的电源。接触器KM8、KM9控制着第一、第二组电热器1DR、2DR，主电路与自动空气开关之间用3Q、4Q连接。在电热器的控制线路上有两只串联的保护开关FT3和FT4，用以保护火灾等事故时，自动断开线路，保护电热器安全；同时电容器的控制线路上还有保险丝，当温度超过140℃时会自动熔断；6M、7M为第一、二台压缩机电动机，由接触器KM6、KM7控制，H1、H2为制冷工作计时器，FT1、FT2为制冷低温保护接点，FP1、FP2为压缩机压力保护接点。过电流继电器FA6、FA7为电动机6M、7M提供过电流保护；4M、5M为制冷1、2的冷凝器风机，共同由接触器KM4控制。FR4、FR5为其过载保护热继电器，1M为通风机，通风有强风（高速）和弱风（低速）两种，分别由FR2、FR1提供过载保护，对于各种工况运行状态或故障均有指示灯显示。
集控、全暖、半暖、全冷、半冷和停止等操作由开关SA1控制；而强通风、弱通风等选择功能由开关SA2控制；手动、自动冷、自动暖等功能由开关SA3控制，三个开关灵活使用；转换继电器的线圈通电时，线圈转动一次的同时实现触点状态的转换，当线圈断电状态下，触点状态不发生变化。通过控制继电器线圈的转速，可以调节工作转换时间，使两台压缩机和两台电热器按照设定的时间相互交替工作。为了保证这两台压缩机的寿命、性能等保持相同，电气控制柜设有压缩机交替工作电路。通过设定温度控制仪ATC的高温触头和低温触头，可以实现制暖和制冷功能的转换。
2 机组PLC设计改造
原来的机组控制中，三个开关的控制功能繁琐，改造设计中，不采用原来的三个开关，只选用两个主令开关，第一个开关用于选择手动控制和自动控制；第二个开关用于控制具体的制暖、制冷、通风等功能。为了减少以后设备更换造成的麻烦，本操作系统的控制程序采用PLC基本的语言指令进行编程。
图1 PLC端子接线
表1 1SA工程选择开关接点信号组合表
1SA工作状态位 PLC输入接口状态 工况状态名称
X3 X2 X1 X0
5 0 0 0 0 停止
1 0 0 0 1 全暖
2 0 0 1 0 半暖
3 0 0 1 1 强通风
4 0 1 0 0 弱通风
6 0 1 0 1 半冷强风
7 0 1 1 0 半冷弱风
8 0 1 1 1 全冷
9 1 0 0 0 集控
由于原来的机组中通风、制暖和制冷等功能涉及了9个接口，为了减少输入接口，在进行PLC改造时，只使用了4个输入接口，通过组合控制来完成这9种功能。具体的连接组合情况在图1和表1中有介绍。将开关1SA打到工作位6时，开关的2、4触点断开，1、3触点闭合，这样后面的X1、X3两个输入接口就没有信号，而X0和X4两个接口有信号传入，通过这四个触点的串联控制，可以实现系统的强通风、半冷功能。在编写PLC控制程序时，必选先分配好PLC的输入元件信号、输出执行信号的接口，确定控制系统的信号种类。在图1的输入、输出接口接线图中，可以看出在整个控制系统中有11个输出接口和14个输入接口。值得注意的问题是，当开关1SA打到工作位9时，只有电源控制信号闭合时，PLC才能够检测到集控信号，否则PLC只能检测到停止信号。
总而言之，将铁路列车空调机组进行PLC改造，能够大大提高系统稳定性，优化系统性能，但是这也只是第一步改造。接下来还可以通过将制冷、制暖的信号存储到PLC模块中，实现对温度的连续控制，大大提高温度控制的精确度。实现了每一台空调机组的PLC改造之后，还可以建立计算机控制主站，通过通讯接口对各个铁路的空调机组进行集中控制。
3 改造效果比较
通过多次的模拟实验和教学演示，发现对铁路客车空调机组KLC40C[2]-1T1型机组进行PLC控制改造后，比改造前的效果优化了很多，控制效果很好，相比之下有很多优点：
（1）控制的操作更简单：改造之前的开关操作需要三个手动开关的相互配合，才能完成暖通各项功能，经过改造之后，只需要一个开关就能完成全冷、全暖、弱暖、集控、强通风、弱通风、停止等一系列操作。在改造之前，要开启制冷功能，必须保证在上一次打开制冷开关三分钟以后才能再次开启，这样容易产生人为的操作失误，影响压缩机和制冷机组的功能。经过了PLC改造之后，在关闭制冷开关之后，设备会自动控制开关，使其制冷机组在三分钟之内无法再次启动。改造之前要关闭制暖开关时，由于设备制暖电热器长时间工作，需要将设备进行通风，即打开通风开关，才能选择关闭制暖，这样才能保证设备的正常运行。而经过了PLC改造之后，关闭制暖开关的同时，程序会自动开启两分钟的通风功能，这样就可以直接关闭制暖开关而不用担心设备受损。
（2）制暖制冷控制无需延时：在改造之前，控制柜使用同一个转换继电器进行制暖和制冷控制，为了保护机组的正常运行，所以控制柜制暖和制冷都需要延时操作。经过PLC改造之后，使用两组电热器交替工作，完成制冷和制暖功能的相互转换，控制操作不必延时更加快捷。
（3）机组出现故障时得到及时保护：经过PLC改造后的控制程序中设定了故障显示输出和锁定程序，因此当设备发生了故障时，程序会自动搜索出故障信号并及时停止故障。为了确保自动复位等物理故障的出现，一旦出现操作故障，相关的保护负载的执行元件也会断开，这样就保证了故障范围不会再扩大，采取手动停止之后设备恢复正常，这样就有效地保护了设备。
（4）压缩了控制柜的体积：进过PLC改造之后，控制程序就相当于一根连接线路，把各种控制、转换线路连接起来，这样就不需要原来设备中的定时继电器、控制继电器和转换继电器，省去了很多物理线路，既压缩了控制柜的体积，又经济合算。
（5）控制系统的稳定性提高：经过改造后的控制系统工作方式为集中输出和集中采样，程序运行与外部设备相对隔离，这样系统的运行不再受到设备运行状况的影响，稳定性更高。同时，由于控制机组中使用的连接线路减少了很多，这样由于线路故障引起的系统故障也就少了很多，提高了系统性能。
（6）改变控制要求更简单：改造之前的控制系统的控制电路之间存在着一定的逻辑关系，通过实际的硬接线相连接。当改变控制操作时，系统必须改变相应的控制线路，这样不仅操作繁琐，而且容易出现故障。而经过了PLC改造之后，所有的控制要求都以程序的形式存储在系统工作区的模块当中，直接通过程序运行来实现转换操作。要更改控制要求时，只需要打开相应的控制程序即可，操作更简单。
综上所述，本次实验采用了KLC40C[2]-1T1型号的空调机组作为改造对象，通过PLC可编程程序控制器进行改造，大大优化了系统性能。
参考文献
[1] KLC40C[2]-1T1客车空调机组电气控制柜使用说明书[S].江苏武进市剑湖铁路客车配件厂：34-35.
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[5] 朱春，张旭，胡松涛.变制冷剂流量空调系统在列车卧铺车厢的应用研究[J].暖通空调，2007，（7）.
[6] 朱春，张旭，胡松涛.列车空调卧铺包厢不同送风方式热舒适模拟研究[A].节能环保和谐发展——2007中国科协年会论文集（一）[C].2007.
作者简介：王超群（1985—），男，陕西西安人，西安铁路局西安客车车辆段助理工程师，研究方向：客车电气控制。
（责任编辑：叶小坚）
作者：王超群
高速铁路客车空调应用论文 篇3：
25G型客车空调机组故障分析及处理方法研究
摘 要：近年来，随着我国社会主义市场经济的不断发展，铁路运输作为国民经济的大动脉、国家重要基础设施和大众化交通工具，是综合交通运输体系骨干、重要的民生工程和资源节约型、环境友好型运输方式，在我国经济社会发展中的地位至关重要。铁路客车作为旅客出行的首选交通出行方式，客车空调运行状态的好坏在一定程度上对旅客乘车舒适度、铁路供给侧改革及运输效益具有直接影响。25G型客车作为新型铁路客车代表和主力军，承担了铁路旅客运输的大部分运输任务。为此本文主要以型客车为例，阐述了空调基本工作原理，并对其运行过程中各系统的常见故障提出了相应的处理方式，以此为国民经济的进一步发展奠定良好基础。
关键词：25G型客车 空調系统 运行原理 故障分析 处理方式
在当前车辆的高速发展和生活水平的不断提高，人们对日常出行设备的舒适度要求也在不断提高，空调客车配属所占的比例也在不断扩增，但我国的列车空调技术发展较为缓慢，各类系统故障的存在更是对中国列车产业的发展造成了极为不利的影响，故此为对客车空调运行故障进行系统分析，提高故障处置水平，是现阶段相关产业机构和主管部门的核心发展方向。
1 25G型客车空调运行工作原理的基本概述
1.1 25G型客车空调组成
客车空调为单元式空调机组，各零部件均组装在一个不锈钢板制成的箱体内，其组成有压缩机、冷凝器、毛细管、蒸发器、气液分离器、干燥过滤器、蒸发风机、冷凝风机等。箱体分为室内侧和室外侧两部分。压缩机、蒸发风机、蒸发器等安装在室内侧;冷凝风机和冷凝器等安装在室外侧。制冷系统的部件及配管全部采用银钎焊连接，构成全封闭的制冷循环系统空调机组的冷风出口在机组的前端部，回风口在机组的底部中间处，新风口在机组后端不和底部后侧，在回风腔处可在车内拆装温度传感器、新风过滤网，蒸发器滤网
1.2 25G型客车空调的特点
旅客列车供电启动空调机组后，便可将空调设置在自动、通风、半暖、全暖、半冷、全冷和停止模式。运行途中只需将空调打至自动位，客车空调可根据设定温度自动控制车厢内的温度，而不需要人工的控制，随车检修人员只需定期巡查空调工作是否正常运行，客室温度是否在设定范围内，如有异常现象应及时查找原因。这样就大大减少了检修工作量，提高了工作效率和旅客乘坐的舒适性。
1.3 25G型客车空调的控制原理
客车空调的作用就是客车在运行过程中，强制对车内空气质量和温度进行调节，提高旅客乘坐舒适性。因此在不同的季节，空调系统所承担的作用也不相同，夏季列车空调装置的主要任务是将车内空气与车外新鲜空气经除尘、混合、冷却后送入客室，来净化客室空气、降低客室温度。而冬季则是车内空气与车外新鲜空气经除尘、混合、预热后送入客室，来净化客室空气、辅助提高客室温度，提高乘坐舒适度。
2 25G型客车空调运行故障原因与对策的基本概述
2.1 列车空调的出风口风量达不到预期要求或无风
在列车空调运转过程中，空调出风口风量达不到预期要求或无风现象较为普遍，导致上述问题产原因也是多种多样的，要从根本上有效地解决上述问题，针对不同的故障原因，就要采取适当的方法处理，从运行经验来看，导致列车空调出风口风量问题的原因如下。
其一，空调软风道连接处破损或断开。因列车运行过程中长期的抖动，易造成软风道破损或连接固定螺栓松动等问题，导致连接处漏风，对出风量造成一定影响。此时就要启动空调机组检查软风道，查找是否有漏风现象，及时快速确定漏风位置，采取修补、紧固、更换等措施，处理软风道故障。
其二，蒸发风机故障引起风量不足。蒸发风机常见故障有电机烧损、接地、短路、过载、缺相、反转、风机扇叶脏等易发故障。若检查发现蒸发风机空开跳开，可确定为电机烧损、接地、短路、缺相故障，需用兆欧表检测电机绝缘是否正常，若绝缘正常，用万用表进一步检查电机三相阻值及供电电源是否正常，若检查发现上述存在问答题，进一步检查是蒸发风机自身故障还是配线原因导致，故障查明后，更换故障配件。若上述检查均正常，更换空气开关后试验空调是否正常。若检查发现蒸发风机热继电器动作，可确定为过载、缺相、反转、风机扇叶脏等易发故障。若检查客室风量较小，检查空调控制柜内配线有无虚接、错接、反接现象，若接线均正常，用万用表或钳形电流表测量蒸发风机电压、电流大小是否合适，三相电压电流是否平衡。风机扇叶脏引起的过载，同事伴随有电机运行电流大、电机振动大、热继电器动作较慢等故障。若是扇叶脏，用中性洗涤剂对通风机进行冲洗后启动空调试验。若是上述检查测量正常，对热继电器进行更换，更换后试验空调是否正常。
其三，蒸发器和空气过滤网脏堵导致风量偏小。列车运行过程中，空调机组蒸发风机吸入车内和车外新鲜空气，混合后吹入车内，使车内的空气流通，调节车内空气质量和温度。但因车辆运行中环境复杂，空调机组吸入空气中的灰尘、毛絮等异物，导致空气过滤网、空气蒸发器脏堵，导致进入客室的风量减少，影响制冷效果。对于此类故障，检修人员要根据列车运行径路，合理确定空调滤网和蒸发器清洗周期，保证空调正常工作。
2.2 列车空调制冷效果差
导致客车空调制冷不良的原因有如下。
其一，温度控制器温度设定过高或作用不良。温度控制器是控制空调机组的重要设备，使用过程中要设置合理的温度，才能最大发挥空调的作用。如果温度设定合适，而其不能正常控制空调工作，就要考虑其自身故障，對其进行更换处理。
其二，空调机组的空气滤尘网堵塞。空气滤尘网堵塞，影响了风量的通路，导致进入客室的风量减少，导致制冷不良，影响了乘客的舒适度。此时，只要对其进行清洗或更换即可。
其三，空调制冷剂不足。当机组制冷效果未达到预期制冷目标时，倘若温度控制器和过滤网都无明显问题，则有可能是因为机组内的制冷剂出现了泄露。而在对其进行判断时，工作人员需测量压缩机电机工作的电流值，倘若工作电流过小，且毛细管处可听到断续的“吱、吱”声，则可确定是由于制冷剂减少而导致的机组制冷效果较差，此时需检查漏点并重新加注制冷剂。
其四，热交换器脏堵引起的散热不良也是造成制冷效果不明显的重要因素。夏季外温较高，列车速度较快，列车空调工作过程中冷凝器长期受风吹雨淋亦产生积灰影响散热效率散，易产生排气压力过高，从而导致制冷不良。蒸发器及其滤网脏堵，导致蒸发器散热不良，甚至产生蒸发器结冰现象，从而导致制冷效果变差。此时需及时清洗热交换器即可。
25G型客车作为中国铁路铁路空调客车主力型号之一，其运行质量和运行效率近年来也受到了社会各界的高度关注，而空调机组工作不稳定，在很大程度上影响了旅客乘坐舒适度和经济效益，因此通过提高库内检修质量和加强途中空调故障的处置是目前需解决的重要问题。
3 结语
综上所述，随着铁道车辆的高速发展和人们生活水平的不断提高，列车的舒适度近年来受到了社会各界的高度关注，空调机组也被广泛地应用在铁道车辆上，但与国外发达国家相比，中国列车空调技术发展虽然取得了显著成就，但其仍然存在一定问题，针对不同的故障原因，及时采取合理的处理措施是现阶段相关产业和主管部门的核心发展方向。
参考文献
[1] 中国铁路总公司.铁路客车运行维修规程[M].北京：中国铁道出版社，2015.
[2] 秦宝泉.铁路空调客车、发电车[Z].唐山机车车辆厂教育中心，1995.
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[4] 宋顺宝.客车车辆构造与检修[M].北京：中国铁道出版社，2005.
作者：靳丽娟