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摘要：重点介绍了动车组用辅助空压机装置的作用和功能，同时也从设备研制的集成设计、关键零部件设计及优化改进对装置做了进一步阐述，最后进行了仿真分析。
关键词：动车组；辅助空压机
辅助空压机负责为车辆的受电弓、真空主断路器提供风源。当升弓用风缸中的压缩空气压力低于受电弓、真空主断路器的工作压力，且主空压机无法工作时，如有升弓指令辅助空压机应启动，提供所需的压缩空气。本文重点对辅助空压机组成、原理、内部接线、仿真等方面进行介绍和研究。
1辅助空压机组成和原理
辅助空压机模块主要是由一个无油空压机、DC110V直流电机、单塔吸附式干燥器、安全阀、再生风缸和安装框架等组成。
辅助空压机具有免维护、可连续较长时间运转等特点，辅助空压机安装在车下设备舱内，由蓄电池提供的DC 110V电源驱动。
其负责为车辆的受电弓、真空主断路器的控制提供风源。当升弓用风缸中的压缩空气压力低于受电弓、真空主断路器的工作压力时，且主空压机无法工作，此时如有升弓指令辅助空压机应启动，提供所需的压缩空气。
辅助空压机主要用于车辆在库内长时间降弓停放后，受电弓、真空主断路器的工作空气压力过低，此时因无交流电，造成主空压机不能正常工作，辅助空压机工作完成升弓操作。辅助空压机系统原理说明(原理见图 1)
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F1:辅助空压机、F2:软管、 F3:冷却器、F4:安全阀、F5:单塔干燥器、F6:压力开关、F7:3L风缸
图1 辅助空压机系统原理
部件工作原理说明:
(1) F1辅助压缩机得电开始启动，来自外界的空气首先流经过滤器进行除尘，之后压缩将风压增加到所需压力值。
(2)为了降低压缩机和其他部件的振动传递，用F2挠性软管将二者相连。
(3)F3冷却器可以在空气进入F5单塔干燥器前降低空气温度。
(4)F4安全阀（设定9bar）保护气路防止出现过压情况,位于F3空气冷却器下游，F5单塔干燥器前方。
(5)F5单塔干燥器收集水蒸气并向气路提供干燥的空气。
(6)压缩空气从F5单塔干燥器1#输入，一路从F5单塔干燥器21#输出到升弓用风缸，一路从F5单塔干燥器22#输出到F7风缸用于对单塔干燥器进行反吹,当F5单塔干燥器内部压力大于7.3±0.2bar时，F5单塔干燥器进行反吹，F6压力开关常闭触点断开，F1辅助压缩机停止工作，F7风缸压缩空气反吹回F5单塔干燥器从F5单塔干燥器3号排气口排出。
(7)F6压力开关控制辅助压缩机停止工作。
(8)F7风缸为3L的反吹风缸，把F5单塔干燥器内部的水份通过反吹，从F5单塔干燥器3号排气口排出。
2辅助空压机控制原理
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辅助空压机控制原理为 ：在升弓环路之中接入辅助空压机启停控制，当有升弓指令时即激活辅助空压机供电，此时通过监控压力开关状态确定辅助供风单元是否需要工作，当风压高于 700kPa 时不工作，当风压低于 550kPa 时工作。当风压处于500—700kPa 之间，保持上一时刻的控制状态。当外界温度过低时辅助空压机得电，干燥器会自动伴热，且温度维持在5℃到30℃之间。辅助空压机有温控功能，当直流电机运行时间过长或者故障导致温度太高时，热电偶断开，辅助空压机失电保护。
3辅助空压机仿真分析
辅助空压机安装框架在实际使用中，长期经受振动、冲击载荷，因此其疲劳寿命极其重要。通过有限元仿真分析，获取重要部件的强度和疲劳寿命特性，保证结构强度满足设计要求。通过有限元法进行随机振动疲劳分析以及瞬态动力学仿真分析，各冲击工况下，安装框架最大应力值小于材料屈服强度，符合结构强度设计要求；各随机振动工况下，箱体结构无损伤，应力远低于材料疲劳强度，满足疲劳度要求。
4总结
该辅助空压机组实际装车试验运行中空压机组运行状况良好。实践表明，符合动车组的运行要求，工作效率高，具有经济合理、简单易行、安全可靠的优点，同时该辅助空压机组的相关研究也可以指导后续车型辅助空压机的选型设计。
参考文献：
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