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推动技术成熟度的增长
列车运营商需要的空气压缩机技术能够在所有运行条件（包括极低的占空比）下兼具高运行效率和高在用可用性。为了满足这一需求，Wabtec 对下一代空气压缩机进行了广泛的现场试验和开发。Wabtec 带遮盖/扇形密封活塞的 Buran CSS 是一种最先进的解决方案，能够承受所有操作条件，包括极端温度和湿度以及低占空比应用。
从润滑压缩机转向无油压缩机
几十年来，列车一直配备空气压缩机来供应其制动和悬架系统。轨道压缩机技术基于现有的工业压缩机技术，主要是润滑往复活塞或润滑螺杆压缩机。
但是，客户发现润滑压缩机技术存在一些严重的缺点，包括需要：
- 每日机油验证
- 在压缩机消耗时重新填充
- 定期更换和回收机油和过滤器
- 将含油空气干燥器冷凝物储存在船上
- 定期清空和回收冷凝水罐
所需的占空比也使润滑压缩机的使用变得复杂。在设计列车的空气生成系统时，必须在两个相互矛盾的要求之间找到平衡：工作周期和初始准备期间的列车填充时间。当然，火车运营商正在寻找尽可能短的加油时间。
对于占空比，这里需要考虑两个因素。首先，压缩机是专为高温运行而设计的热力学机器。其次，在压缩过程中，水与空气分离，并在冷凝时与油混合。短的工作周期可能无法使压缩机运行得足够热，无法完全蒸发水。允许这些水与机油混合可能会导致严重的润滑问题，并严重损坏压缩机。
迈向无油的第一步
大约 15 年前，铁路行业的许多人开始认真考虑无油压缩机技术。在列车上使用的最合适选择是往复活塞，它可以覆盖所需的整个气流范围。范围从短列车的 300 升/分钟到长列车或机车的 2,500 升/分钟不等。
在 Wabtec，我们在开发和验证无油压缩机技术方面的主要重点是活塞和气缸之间新的摩擦和压缩技术。经过深入的高占空比磨损分析，我们得出了大多数市场参与者都采用的解决方案。它由两个压缩段和活塞体上的基于聚四氟乙烯的摩擦材料组成。
该解决方案在相当高的占空比下运行良好。但是，在压缩机未达到正常工作温度的低占空比中，摩擦和压缩材料会过早磨损。在低至 5% 的占空比、漫长的停车模式下，或者当安装在屋顶的布置加剧压缩机的冷却时，我们有时会发现严重的磨损。
使用占空比调节器可以将压缩机运行维持在可接受的水平。这是使用主管回路上的阀门来实现的，该阀门可控制泄漏，以保证最小的压缩机工作周期。但是，这与其说是完整的解决方案，不如说是权宜之计，鉴于对提高能源效率的需求，这并不理想。
超越市场要求
Wabtec 工程师们竭尽全力增强往复式无油压缩机技术对低占空比的抵御能力。为了在合理的时间范围内验证解决方案，我们开发了一个独特的测试台，以加速模拟摩擦和压缩材料在各种条件下的使用。开发和验证新解决方案是一段漫长的旅程，我们的努力取得了回报。
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显然，一些应用仍将使用低占空比应用，因此需要一种能够承受此类条件并在没有占空比稳压器的情况下达到可接受的使用寿命的解决方案。这正是我们新获得专利的 CSS 活塞组件和气缸现在所提供的。
我们的第一步是测试台演示。CSS解决方案的占空比低至5％，并且在永久较低的温度下，可以很容易地达到相当的检修周期，而且余量很大。
第二步是在列车上进行验证。现在，我们有 500 多台采用 CSS 解决方案的压缩机投入使用。我们选择在占空比和温度较低的应用中优先实施 CSS，并定期对这些压缩机进行测量。我们在现场观察到的磨损率甚至比在测试台上类似的模拟条件下还要好。即使在这些最糟糕的条件下，我们也知道CSS解决方案可以达到超过12,000小时的泵送时间，这相当于普通的压缩机MTBO。
我们的下一个挑战将是推动MTBO超越通常的市场要求。
我们感谢客户在整个过程中给予的信任，我们对取得的结果感到非常满意。我们在无油往复式压缩机技术成熟度方面迈出了重要的一步。
Wabtec 的新一代 Buran 压缩机 Buran CSS 是新的市场标杆，具有很强的适应极端运行条件的能力，并且是最先进的。