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摘要：针对前期西安地铁二号线螺杆式空压机出现过的机油乳化问题，分析了螺杆式空压机的原理，机油乳化产生的原因，并提出了相应的预防措施，以延长空压机的使用寿命。
关键词：螺杆式空压机；机油乳化；预防措施
0 引言
螺杆式空气压缩机于20世纪90年代末引入我国轨道交通制动系统，主要作用是为轨道交通车辆制动，空气弹簧减振等提供压缩空气，具有结构简单、易损件少、排温低、供风效率高、维护费用低、运转平稳等诸多优点。但是，其在使用中常常会遇到机油乳化现象，严重影响空压机的正常使用，甚至造成空压机大部件报废。
西安地铁二号线钢轨打磨车使用的寿力螺杆式空压机在前期就出现过多次机油乳化问题，严重影响和制约了车辆的使用，本文通过对螺杆式空压机工作原理和使用的分析，深入剖析机油乳化的原因，并提出了相应的预防措施。
1 螺杆式空压机工作原理
轨道交通车辆用螺杆式空压机组由驱动装置、空压机机体、风冷装置和弹性底座等4大主要部件构成，其工作原理如图1所示。空压机工作时，外部的空气经由空气滤清器、进气止回阀被吸入压缩机单元内；同时，由于运转中压缩机组里的压差，机油经机油滤清器被吸入压缩机单元，用来冷却、润滑和密封压缩机单元。吸入的空气和机油在此被压缩成混合气体喷入油箱，冲击油箱内壁及折流板后，在油箱内振荡，进行第一次油气分离，接着，仍含油的压缩气体通过油气分离器进行第二次精细分离，极少量通过油气分离器的机油会聚集在油气分离器底部，在机体内压力差的作用下经油管返回到压缩单元。经过二次分离后的纯净压缩空气进入冷却器冷却后被输出到后部的压缩空气系统。
2 机油乳化现象分析
2.1机油乳化的定义
乳化是由两种不相溶的液体经过强烈的搅拌后形成乳化液的过程，其中强烈的搅拌是为了让二者充分的混合，此外，乳化的程度与温度、搅拌的速度有直接关系。就机油乳化现象而言，这两种不相溶的液体为机油和水，当他们混合后，恰巧周围又提供了有利的乳化条件，那么，机油就会出现乳化的现象。
2.2机油乳化的原因
机油乳化是螺杆式空压机的常见故障，是机油与水混合后在一定温度和压力下形成的，尤其是在天气寒冷或多雨潮湿的季节。这一现象主要是由螺杆式空压机的结构和空气流程决定的。由于空气中含有的水蒸气在被压缩后会形成水滴，而在整个空压机工作过程中空气与机油一直在进行混合、分离，这样就给机油乳化创造了条件；当压缩空气中的水分留在油箱而不随着压缩空气排出时，就会造成机油乳化。避免机油乳化的根本方法是使空气中的水分始终保持气态，这样水分就会随压缩空气排出。
3 螺杆式空压机机油乳化的原因
3.1温控阀作用不良
温控阀是螺杆式空压机的重要部件之一，其作用是自动控制空压机油箱内的油温，使排气温度维持在水的露点之上，以便油中的水分能正常气化排出。
一般螺杆式空压机温控阀的动作点为83℃，当机油温度达到83℃时，温控阀开始逐渐打开机油通向冷却器的油路，部分机油流经冷却器冷却后喷入压缩机单元；当机油温度低于83℃时，温控阀关闭机油冷却油路，此时机油只在油箱及压缩机单元间流动。这种方式可保证空压机在起动时很快达到最佳工作温度，并在工作过程中也保持最佳温度，避免温度过高或过低对空压机的危害。温控阀故障时，就会导致冷却油路处于常开状态，造成机油温度低，使空压机在低温下工作，这时压缩空气中的水蒸气就会凝结成液态水留在油箱。
3.2最低压力阀关闭不严
最低压力阀安装在空压机出气口与冷却器之间。空压机起动后，该阀先处于关闭状态，没有压力空气输出；当油箱内的压力达到约0.65MPa时，最低压力阀开启，压缩空气被输出到车辆的压缩空气系统中。最低压力阀有三个作用：一是使压缩机单元及油箱内形成压力差，便于启动机油循环；二是当空压机停机时，该阀立刻关闭，阻止压缩空气系统中的空气返回油箱；三是在压力迅速升高油箱温度也随之升高时，配合温控阀的动作，使机油温度迅速达到规定的工作温度。最低压力阀关闭不严会使油箱中的机油温度上升慢，导致进入油箱中的水蒸气因低温液化而停留在油箱中，同时从压缩空气系统返回的空气也夹带着水分一起返回油箱。
3.3空气滤清器不合格或太脏
外界空气必须经空气滤清器过滤后才能進入压缩机单元，空气滤清器保证了进入压缩机单元的空气是洁净、合格的。但是，如果安装了不合格的滤芯或人为延长滤芯的更换周期，使空气中的灰塵不能被有效过滤。灰尘进入空压机内部后，会加速压缩机单元内的转子、轴承等部件的磨损；并使机油提前变脏，导致空压机内部各种阀件的动作不良，如进气止回阀不密封；还可造成温控阀犯卡，最低压力阀犯卡等。而这些阀件故障将直接影响空压机的正常工作，导致空压机在较低温度下工作，造成机油乳化，并大大缩短空压机的使用寿命。
3.4空压机运转效率低
根据一般设计要求，空压机在运用中的最低运转效率为30%。保证螺杆式空压机有较高的工作效率，目的之一就是保证空压机内部保持较长时间的高温，防止液态水在压缩机内部产生。而实际使用中，发生机油乳化的空压机工作效率远低于30%，空压机总在冷却下起动且运转时间很短；当机油温度还未升到80℃时，压缩空气系统的压力已达到1MPa，使空压机自动停机。这是目前造成螺杆式空压机机油乳化最主要的原因。
4 改进优化及预防措施
出现机油乳化的空压机若要继续使用，必须更换机油。为延长空压机的使用寿命，降低检修成本，建议在以下几个方面进行改进优化。
4.1提高空压机起始机油温度。可以选择性在空压机压缩腔加装加热及温度检测控制装置，启动前对机油进行预热，利用温度检测控制装置检测油温是否上升到预定的温度值。
4.2优化空压机的操作方法。行车之前提前开启空压机（15min以上），在此时间段频繁进行打风和排风操作，以快速提高空压机机油温度。
4.3定期检查温控阀、最低压力阀状态，制定完善的保养制度，确保其使用正常。
4.4定期更换空滤。
参考文献
[1]王应志.螺杆式空气压缩机机油乳化的原因分析及解决措施 2008年.
[2]戴锋.化工生产含氨尾气吸收装置优化改造[J]现代化工 2014
[3]杨永利 VRLA 空压机原理介绍[J]2005 （4）165-167
关键词：螺杆式空压机；机油乳化；预防措施
0 引言
螺杆式空气压缩机于20世纪90年代末引入我国轨道交通制动系统，主要作用是为轨道交通车辆制动，空气弹簧减振等提供压缩空气，具有结构简单、易损件少、排温低、供风效率高、维护费用低、运转平稳等诸多优点。但是，其在使用中常常会遇到机油乳化现象，严重影响空压机的正常使用，甚至造成空压机大部件报废。
西安地铁二号线钢轨打磨车使用的寿力螺杆式空压机在前期就出现过多次机油乳化问题，严重影响和制约了车辆的使用，本文通过对螺杆式空压机工作原理和使用的分析，深入剖析机油乳化的原因，并提出了相应的预防措施。
1 螺杆式空压机工作原理
轨道交通车辆用螺杆式空压机组由驱动装置、空压机机体、风冷装置和弹性底座等4大主要部件构成，其工作原理如图1所示。空压机工作时，外部的空气经由空气滤清器、进气止回阀被吸入压缩机单元内；同时，由于运转中压缩机组里的压差，机油经机油滤清器被吸入压缩机单元，用来冷却、润滑和密封压缩机单元。吸入的空气和机油在此被压缩成混合气体喷入油箱，冲击油箱内壁及折流板后，在油箱内振荡，进行第一次油气分离，接着，仍含油的压缩气体通过油气分离器进行第二次精细分离，极少量通过油气分离器的机油会聚集在油气分离器底部，在机体内压力差的作用下经油管返回到压缩单元。经过二次分离后的纯净压缩空气进入冷却器冷却后被输出到后部的压缩空气系统。
2 机油乳化现象分析
2.1机油乳化的定义
乳化是由两种不相溶的液体经过强烈的搅拌后形成乳化液的过程，其中强烈的搅拌是为了让二者充分的混合，此外，乳化的程度与温度、搅拌的速度有直接关系。就机油乳化现象而言，这两种不相溶的液体为机油和水，当他们混合后，恰巧周围又提供了有利的乳化条件，那么，机油就会出现乳化的现象。
2.2机油乳化的原因
机油乳化是螺杆式空压机的常见故障，是机油与水混合后在一定温度和压力下形成的，尤其是在天气寒冷或多雨潮湿的季节。这一现象主要是由螺杆式空压机的结构和空气流程决定的。由于空气中含有的水蒸气在被压缩后会形成水滴，而在整个空压机工作过程中空气与机油一直在进行混合、分离，这样就给机油乳化创造了条件；当压缩空气中的水分留在油箱而不随着压缩空气排出时，就会造成机油乳化。避免机油乳化的根本方法是使空气中的水分始终保持气态，这样水分就会随压缩空气排出。
3 螺杆式空压机机油乳化的原因
3.1温控阀作用不良
温控阀是螺杆式空压机的重要部件之一，其作用是自动控制空压机油箱内的油温，使排气温度维持在水的露点之上，以便油中的水分能正常气化排出。
一般螺杆式空压机温控阀的动作点为83℃，当机油温度达到83℃时，温控阀开始逐渐打开机油通向冷却器的油路，部分机油流经冷却器冷却后喷入压缩机单元；当机油温度低于83℃时，温控阀关闭机油冷却油路，此时机油只在油箱及压缩机单元间流动。这种方式可保证空压机在起动时很快达到最佳工作温度，并在工作过程中也保持最佳温度，避免温度过高或过低对空压机的危害。温控阀故障时，就会导致冷却油路处于常开状态，造成机油温度低，使空压机在低温下工作，这时压缩空气中的水蒸气就会凝结成液态水留在油箱。
3.2最低压力阀关闭不严
最低压力阀安装在空压机出气口与冷却器之间。空压机起动后，该阀先处于关闭状态，没有压力空气输出；当油箱内的压力达到约0.65MPa时，最低压力阀开启，压缩空气被输出到车辆的压缩空气系统中。最低压力阀有三个作用：一是使压缩机单元及油箱内形成压力差，便于启动机油循环；二是当空压机停机时，该阀立刻关闭，阻止压缩空气系统中的空气返回油箱；三是在压力迅速升高油箱温度也随之升高时，配合温控阀的动作，使机油温度迅速达到规定的工作温度。最低压力阀关闭不严会使油箱中的机油温度上升慢，导致进入油箱中的水蒸气因低温液化而停留在油箱中，同时从压缩空气系统返回的空气也夹带着水分一起返回油箱。
3.3空气滤清器不合格或太脏
外界空气必须经空气滤清器过滤后才能進入压缩机单元，空气滤清器保证了进入压缩机单元的空气是洁净、合格的。但是，如果安装了不合格的滤芯或人为延长滤芯的更换周期，使空气中的灰塵不能被有效过滤。灰尘进入空压机内部后，会加速压缩机单元内的转子、轴承等部件的磨损；并使机油提前变脏，导致空压机内部各种阀件的动作不良，如进气止回阀不密封；还可造成温控阀犯卡，最低压力阀犯卡等。而这些阀件故障将直接影响空压机的正常工作，导致空压机在较低温度下工作，造成机油乳化，并大大缩短空压机的使用寿命。
3.4空压机运转效率低
根据一般设计要求，空压机在运用中的最低运转效率为30%。保证螺杆式空压机有较高的工作效率，目的之一就是保证空压机内部保持较长时间的高温，防止液态水在压缩机内部产生。而实际使用中，发生机油乳化的空压机工作效率远低于30%，空压机总在冷却下起动且运转时间很短；当机油温度还未升到80℃时，压缩空气系统的压力已达到1MPa，使空压机自动停机。这是目前造成螺杆式空压机机油乳化最主要的原因。
4 改进优化及预防措施
出现机油乳化的空压机若要继续使用，必须更换机油。为延长空压机的使用寿命，降低检修成本，建议在以下几个方面进行改进优化。
4.1提高空压机起始机油温度。可以选择性在空压机压缩腔加装加热及温度检测控制装置，启动前对机油进行预热，利用温度检测控制装置检测油温是否上升到预定的温度值。
4.2优化空压机的操作方法。行车之前提前开启空压机（15min以上），在此时间段频繁进行打风和排风操作，以快速提高空压机机油温度。
4.3定期检查温控阀、最低压力阀状态，制定完善的保养制度，确保其使用正常。
4.4定期更换空滤。
参考文献
[1]王应志.螺杆式空气压缩机机油乳化的原因分析及解决措施 2008年.
[2]戴锋.化工生产含氨尾气吸收装置优化改造[J]现代化工 2014
[3]杨永利 VRLA 空压机原理介绍[J]2005 （4）165-167