Безмасляный винтовой воздушный компрессор для высокоскоростных поездов и метро: почему чистый воздух — основа безопасного торможения

Поршневые или роторные компрессоры с масляной смазкой были стандартными в старом подвижном составе, поскольку они дешевы, компактны и хорошо изучены. Компромисс заключается в том, что каждый кубический метр производимого ими сжатого воздуха содержит измеримое количество масляного тумана — обычно от 3 до 10 мг/м³ даже после отделения на выходе. В стационарной промышленной среде такой уровень загрязнения обычно поддается контролю. Внутри железнодорожного вагона, движущегося на высокой скорости и подверженного вибрации, температура колеблется от -20 °C до +55 °C, и поскольку жизнь пассажиров зависит от эффективности тормозов, этот допустимый уровень полностью исчезает.

Производители тормозных колодок указывают, что поверхность трения должна контактировать с сухим, чистым сжатым воздухом. Даже низкоконцентрированный масляный аэрозоль образует тонкую пленку на поверхности контакта колодки и диска, снижая коэффициент трения со временем. Деградация происходит постепенно и не вызывает немедленной тревоги, что делает ее особенно опасной. В автопарке, эксплуатирующемся в условиях загрязненного воздуха в течение 18 месяцев, тормозной путь может увеличиться на 8–141 тонну, прежде чем ремонтные бригады обнаружат первопричину. При скорости 300 км/ч эта разница не является незначительной.

Пневматические дверные уплотнители страдают по-другому. Остатки масла действуют как пластификатор на резиновые уплотнители, ускоряя их набухание и растрескивание. На седлах клапанов накапливаются липкие отложения, вызывающие частичное ограничение потока или периодическое заедание — неисправность, которая появляется и исчезает непредсказуемо, не поддается простой диагностике и значительно увеличивает время простоя. Решение заключается не в улучшении фильтрации на выходе, а в полном исключении масла из цикла сжатия, чего и добивается безмасляный винтовой воздушный компрессор.

0 мг/м³

Содержание масла в подаваемом воздухе — ISO 8573-1 Класс 0

EN 15611

Наши установки соответствуют стандарту вспомогательных компрессоров для железнодорожных транспортных средств.

40%+

По сообщениям операторов, сократились интервалы технического обслуживания пневматической системы.

Принцип сухого винта

Два прецизионно профилированных винтовых ротора — обычно изготовленные из высокопрочного алюминиевого сплава или нержавеющей стали — сцепляются внутри корпуса с жесткими допусками, не соприкасаясь металлом с металлом. Зазор между лопастями ротора поддерживается зубчатыми передачами, расположенными вне камеры сжатия, поэтому отсутствует физический путь для проникновения смазки в воздушный поток. При вращении роторов воздух всасывается с одного конца, задерживается во все меньших по размеру карманах между профилями роторов и стенкой корпуса и выводится на выходе под требуемым давлением. Весь процесс действительно не содержит масла на источнике и не зависит от последующей сепарации для достижения чистоты.

Поверхности ротора в компрессорах железнодорожного класса часто покрываются слоями композита на основе ПТФЭ или Ксилана для снижения трения, увеличения срока службы при циклических нагрузках и поддержания стабильности размеров в широком диапазоне температур. Подшипники, как правило, шариковые или радиально-упорные, с глубоким пазом, предварительно смазанные и герметизированные, расположены полностью вне зоны сжатия, чтобы предотвратить проникновение смазки внутрь. Эта конструктивная философия — масло там, где ему положено быть, и нигде больше — позволяет этим компрессорам производить воздух класса 0 по стандарту ISO 8573-1 без дополнительных ступеней фильтрации.

Приведенные ниже параметры представляют собой стандартный рабочий диапазон для безмасляных винтовых компрессоров серии Ever Power, предназначенных для железнодорожных перевозок. Поскольку каждый железнодорожный проект отличается — тип транспортного средства, профиль маршрута, высота над уровнем моря, интенсивность рабочего цикла — наша инженерная группа регулярно корректирует геометрию ротора, размеры двигателя и логику управления перед изготовлением. Приведенные значения служат базовыми для расчетов при закупке; свяжитесь с нами для получения технических характеристик, соответствующих конкретному применению.

⚫ Тормозная система — Непреложный принцип работы

Пневматические дисковые тормоза на междугородних и высокоскоростных поездах используют сжатый воздух для приведения в действие суппортов, зажимающих вращающиеся диски. Разница давлений должна быть точной, воспроизводимой и мгновенной. Любая масляная пленка на уплотнениях поршней суппортов изменяет их упругость; любое загрязнение в тормозной магистрали снижает скорость реакции клапана. Network Rail, Transport for London и компании по лизингу подвижного состава (ROSCO), работающие в Великобритании, устанавливают использование воздуха класса 0 для тормозных контуров в качестве базового требования — несоответствие этому требованию лишает оборудование права на типовое одобрение. Безмасляный винтовой воздушный компрессор исключает попадание масла в систему на выходе, что упрощает соблюдение требований на последующих этапах, поскольку не зависит от циклов технического обслуживания фильтров, которые могут быть пропущены во время напряженного графика работы депо. Когда тормозной путь является критически важным с точки зрения безопасности расчетом, никаких послаблений быть не может.

⚙ Подъем и опускание пантографа

Электропоезда собирают тяговый ток через пантограф, прижимаемый к контактной сети пневматическим приводом. Сила контакта должна оставаться в узком диапазоне — слишком низкая приведет к разрушительному искрению пантографа; слишком высокая — к преждевременному износу контактной сети и возникновению помех радиочастотного диапазона (RFI). Цилиндр привода, контролирующий эту силу, чувствителен к загрязнению уплотнений, особенно в холодную погоду, когда остатки масла загустевают и изменяют вязкостное сопротивление движущихся частей. Чистый, сухой, безмасляный сжатый воздух обеспечивает стабильную работу пантографа в ответ на команды давления, независимо от того, стоит ли поезд на станции Глазго-Централ в январе или пересекает устье реки Северн в летнюю жару.

🚪 Работа и герметизация пассажирской двери

Раздвижные двери в современных электропоездах приводятся в действие пневматическими приводами, которые одновременно приводят в движение дверное полотно и прижимают уплотнительную кромку двери к обшивке вагона. Резиновые уплотнители, используемые в этих системах, разработаны для контакта с чистым воздухом; воздействие масла ускоряет химическое воздействие на полимерную матрицу, что приводит к набуханию, растрескиванию и потере способности уплотнения поддерживать постоянное сжатие. В условиях интенсивного движения в метро — например, на линии Элизабет, по которой курсирует 24 поезда в час через центр Лондона, — каждая дверь открывается и закрывается сотни раз в день. Безмасляный воздушный компрессор снижает частоту замены уплотнителей, сокращает время планового технического обслуживания и устраняет нежелательные коды ошибок, возникающие из-за заедающих дверных уплотнителей, которые отказываются сообщать об одной и той же неисправности дважды подряд.

🎏 Выравнивание пневматической подвески

В пассажирских автобусах и вагонах используются вторичные пневматические подвески с регулируемым давлением для поддержания постоянной высоты пола независимо от количества пассажиров. Это не просто функция комфорта — она напрямую влияет на выравнивание зазора между платформой и кузовом в соответствии с правилами доступности для лиц с ограниченной подвижностью (PRM), действующими во всех франшизах Великобритании. Регулирующие клапаны, управляющие давлением в пневматических рессорах, представляют собой прецизионные инструменты с очень маленькими отверстиями. Остатки масла даже в концентрации в миллиграммы на кубический метр могут постепенно сужать эти отверстия и изменять диапазон гистерезиса клапана, что приводит к постепенному изменению высоты дорожного просвета, которое может проявиться визуально только через несколько недель. Безмасляный воздух от правильно подобранного винтового компрессора обеспечивает точную работу этих клапанов в пределах их первоначальной калибровки в течение всего интервала технического обслуживания.

Британская региональная железнодорожная компания, осуществляющая междугородние перевозки между Лидсом, Шеффилдом и Ноттингемом, фиксировала в среднем 2,1 случая неисправности дверей на поезд в неделю, которые неизменно были связаны с загрязнением уплотнений приводов дверей из-за установленных ранее компрессоров с масляной смазкой. После модернизации 48 вагонов с помощью безмасляных винтовых воздушных компрессоров Ever Power в ходе двух плановых плановых работ по техническому обслуживанию, оператор зафиксировал сокращение задержек, связанных с дверями, на 761 000 фунтов стерлингов в течение первого года эксплуатации. Интервалы замены тормозных колодок были увеличены с 90 000 км до 130 000 км — прямая экономия, обусловленная устранением загрязнения маслом поверхностей трения. Моделирование затрат за весь срок службы, составленное для заявки на продление франшизы, показало прогнозируемую экономию в размере 2,4 миллиона фунтов стерлингов за 7-летний период действия франшизы по сравнению с продолжением эксплуатации первоначальных смазываемых агрегатов.

Немецкое управление городского транспорта, выбирая системы сжатого воздуха для новой автоматизированной линии метро, ​​нуждалось в компрессорных установках, способных работать полностью автономно между плановыми техническими обслуживаниями (180 дней в году) — без доливки масла, без проверки фильтрующих картриджей, без риска загрязнения в беспилотных транспортных средствах. Безмасляный винтовой компрессор серии Rail от компании Ever Power был выбран после 14-месячного процесса оценки, в ходе которого были рассмотрены семь конкурирующих конструкций в условиях имитации рабочих циклов. Установки прошли 22 000 часов испытаний в рамках всего парка оборудования без единого случая необходимости технического обслуживания, связанного с маслом. Техническая группа управления транспорта отметила, что интегрированная система мониторинга состояния — вибрационная характеристика, температура на выходе и тенденция изменения объемной эффективности — стала решающим фактором, позволяющим планировать профилактическое техническое обслуживание в соответствии с их автоматизированной системой управления депо.

Условия эксплуатации высокоскоростных железных дорог Тайваня предъявляют необычайно высокие требования к пассажирам. компрессор Системы: тропическая влажность на низких высотах побережья, значительная разница температур при прокладке тоннелей через Центральный горный хребет и высокочастотное торможение на конечных станциях. Технические требования железнодорожного оператора предусматривали использование безмасляного сжатого воздуха, сертификацию по стандарту IEC 61373 категории 1 класса B по вибрации и подтвержденный 25 000-часовой средний ресурс наработки (MTBO), подтвержденный полевыми данными, а не чистыми расчетами. Наши компрессорные установки были установлены на подвижном составе из 12 поездов и на данный момент отработали более 280 000 машино-часов в эксплуатации. Данные о доступности тормозной системы с платформы управления парком поездов оператора показывают 99,971 TP5T времени безотказной работы пневматической системы за контролируемый период — показатель, который инженерный директор оператора назвал «революционным» по сравнению с предыдущим поколением оборудования.

✉ Получите индивидуальное предложение

Сообщите нам параметры вашего приложения — мы ответим вам предварительной спецификацией в течение 48 часов.

Какова разница в общей стоимости эксплуатации между безмасляным винтовым воздушным компрессором и компрессором с масляной смазкой при выборе оборудования для парка машин в британских городах?

Премия к цене покупки безмасляных компрессоров — обычно на 15–251 тыс. тонн выше, чем у аналогичных компрессоров с масляной смазкой — как правило, окупается в течение 24–36 месяцев эксплуатации для типичного парка оборудования в городских метрополитенах Великобритании. Окупаемость достигается за счет трех источников: исключения необходимости замены элементов маслоотделителя (обычно 300–500 фунтов стерлингов за единицу на каждые 2000 часов работы), увеличения интервалов обслуживания пневматических уплотнений и клапанов, а также предотвращения затрат на незапланированное техническое обслуживание, вызванное загрязнением. Для парка из более чем 40 транспортных средств, работающих 20 часов в сутки, совокупная экономия за 15-летний срок службы оборудования обычно превышает разницу в первоначальных капитальных затратах в 4–6 раз. По запросу мы предоставляем подробный шаблон модели затрат для обоснования вашего внутреннего бизнес-плана.

Какие документы, подтверждающие соответствие стандарту EN 15611, следует запросить у поставщика безмасляных воздушных компрессоров перед заключением контракта на поставку железнодорожного транспорта в Великобритании?

Вам следует запросить, как минимум: протокол типовых испытаний от аккредитованной испытательной лаборатории, подтверждающий работоспособность в номинальных условиях и во всем диапазоне рабочих температур; протокол испытаний на вибрацию и удары по стандарту IEC 61373 Категория 1 Класс B для установки под транспортным средством; декларацию соответствия стандарту EN 15611, подписанную производителем; документ FMEA, описывающий выявленные режимы отказов и их влияние на тормозную систему; и сертификаты на материалы всех компонентов, удерживающих давление, подтверждающие отсутствие в них веществ, запрещенных в соответствии с регламентом UK REACH. Если закупка осуществляется для основного подвижного состава, подлежащего утверждению Network Rail, также запросите документ контроля интерфейсов (ICD), содержащий сводную информацию обо всех механических, пневматических и электрических интерфейсах.

Сколько времени обычно требуется для составления сметы и поставки специально разработанного безмасляного винтового воздушного компрессора для проекта высокоскоростной железной дороги?

Для стандартной модификации — изменения интерфейса крепления, корректировки напряжения, пересмотра FAD в рамках нашего основного ассортимента роторов — предварительное техническое предложение может быть подготовлено в течение 5 рабочих дней после получения параметров вашего применения. Окончательное предложение, включающее полный объем документации, обычно предоставляется в течение 15 рабочих дней. Срок выполнения заказа от момента покупки до поставки первого образца варьируется от 14 до 22 недель в зависимости от очереди на обработку роторов и статуса закупки двигателей; серийные образцы для поставки в парк обычно доступны через 6–8 недель после приемки первого образца. Мы настоятельно рекомендуем начинать техническое обсуждение на этапе концептуального проектирования, а не на этапе тендера, поскольку раннее согласование геометрии интерфейса предотвращает дорогостоящие циклы доработки на более поздних этапах программы.

Можно ли установить безмасляный винтовой воздушный компрессор в старые дизель-поезда, которые в настоящее время эксплуатируются на региональных маршрутах Великобритании с компрессорами, смазываемыми маслом?

Да, модернизация — это хорошо зарекомендовавшая себя технология. Основные инженерные соображения касаются монтажных площадок — старые рамы дизель-поездов часто проектировались с учетом геометрии поршневых компрессоров, а не винтовых — и доступного вспомогательного источника питания. Наша команда по модернизации проводит физическое обследование целевого транспортного средства с использованием сканирования облака точек, если это позволяет доступ, а затем разрабатывает монтажное решение, которое работает в существующих точках крепления без структурных изменений. В большинстве случаев интерфейс трубопровода у основного резервуара может быть сохранен без изменений. Потребляемая мощность вспомогательного компрессора безмасляного винтового компрессора может отличаться от мощности существующего компрессора; наши инженеры проводят анализ энергетического бюджета в рамках технико-экономического обоснования модернизации. Мы завершили программы модернизации для транспортных средств классов 150, 158 и 170, эксплуатируемых в региональных представительствах Великобритании.

Где в Шотландии или Северной Англии можно найти надежного поставщика безмасляных винтовых воздушных компрессоров с реальным опытом работы с железнодорожным подвижным составом?

Компания Ever Power поставляет безмасляные винтовые воздушные компрессоры для проектов по модернизации подвижного состава, реализуемых по всей Великобритании, включая проекты, обслуживающие сеть ScotRail, Northern Trains и инфраструктуру Avanti West Coast. Наша британская команда технической поддержки оказывает помощь в вводе в эксплуатацию на местах и ​​проводит обучение по техническому обслуживанию в депо, в том числе в Глазго, Эдинбурге, Манчестере, Бирмингеме, Лидсе и Лондоне. Для новых проектов мы имеем опыт работы в рамках британских цепочек поставок, обычно используемых системными интеграторами, такими как Alstom, Hitachi Rail, Stadler и CAF, и можем предоставить пакеты документации, соответствующие стандарту RISQS, по мере необходимости. Для первоначальных запросов по проектам в железнодорожной отрасли Великобритании следует обращаться в нашу команду продаж железнодорожной техники через ссылку для запросов на этой странице.

✉ Начните свой технический запрос

[email protected] · Ответ в течение 24 рабочих часов · отредактировано gzl