動(dòng)車組集便系統(tǒng)HOSE閥原理及常見(jiàn)故障淺析

李國(guó)華

（南寧局車輛處，廣西南寧530001）

0 引言

近期，中國(guó)鐵路南寧局集團(tuán)有限公司配屬動(dòng)車組廁所集便系統(tǒng)中DN50 HOSE閥故障頻繁，造成集便系統(tǒng)真空度不足，不僅影響列車運(yùn)行中衛(wèi)生間的使用，也因更換HOSE閥（作業(yè)時(shí)間約1小時(shí)20分）影響夜班一級(jí)修作業(yè)進(jìn)度，加大了動(dòng)車組檢修費(fèi)用支出。為查找故障原因，摸索故障規(guī)律，組織相關(guān)人員對(duì)HOSE閥故障進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析[1]。

1 故障統(tǒng)計(jì)

南寧局共配屬119組動(dòng)車組，配置有HOSE閥833個(gè)，2017年6月23日—2018年2月4日，因故障共更換DN50型HOSE閥136個(gè)，月均故障件為18.6個(gè)，故障率16.3%。

2 集便系統(tǒng)工作流程

HOSE閥屬于集便系統(tǒng)中轉(zhuǎn)箱的組成部分，每套系統(tǒng)中轉(zhuǎn)箱共設(shè)置有3個(gè)HOSE閥，分別為DN50進(jìn)污HOSE閥、DN50排污HOSE閥、控制抽真空用DN20 HOSE閥。

2.1 HSOE閥簡(jiǎn)介

HOSE閥（DN50）由鋁制金屬外殼、天然橡膠皮囊、彈性支撐環(huán)及工程塑料材質(zhì)的內(nèi)外螺紋座堵頭等組成，如圖1所示。

圖1HOSE閥組成

工作原理：控制電磁閥得電系統(tǒng)給HOSE閥供氣，壓縮空氣從HOSE閥進(jìn)氣口進(jìn)入HOSE閥腔內(nèi)，壓縮空氣將橡膠膜片壓扁密封；當(dāng)控制電磁閥失電，系統(tǒng)停止給HOSE閥供氣，HOSE閥腔內(nèi)壓縮空氣從進(jìn)氣口排出，HOSE閥橡膠膜片復(fù)位，如圖2所示。

圖2HOSE閥工作原理

2.2 系統(tǒng)工作流程

如圖3所示，按下便器沖洗按鈕，真空發(fā)生器開(kāi)始工作，中轉(zhuǎn)箱內(nèi)真空度達(dá)到設(shè)定值后，水增壓?jiǎn)卧峁毫λ疀_洗便器，便器蝶閥打開(kāi)，進(jìn)污HOSE打開(kāi)，污物在負(fù)壓作用下進(jìn)入中轉(zhuǎn)箱；沖洗完畢后，蝶閥關(guān)閉；水增壓?jiǎn)卧峁毫λ畬?duì)便器進(jìn)行二次沖洗，水增壓?jiǎn)卧a(bǔ)水，一個(gè)沖洗循環(huán)結(jié)束。當(dāng)便器連續(xù)使用設(shè)定次數(shù)（6次）或中轉(zhuǎn)箱內(nèi)污物達(dá)到設(shè)定液位時(shí)（約20 L），進(jìn)污HOSE閥與排污HOSE閥關(guān)閉，系統(tǒng)會(huì)向中轉(zhuǎn)箱注入正壓空氣（約8 s），排污HOSE閥打開(kāi)，污物在正壓的作用下進(jìn)入污物箱，清空動(dòng)作完成后，進(jìn)污HOSE閥打開(kāi)，系統(tǒng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)[2-3]。

圖3 集便系統(tǒng)工作原理

2.3 HOSE閥分布情況

排污HOSE閥、進(jìn)污HOSE閥分布在中轉(zhuǎn)箱的左右側(cè)，如圖4所示。從現(xiàn)場(chǎng)故障處理統(tǒng)計(jì)，發(fā)生故障的都是排污HOSE閥。排污HOSE閥工作6次，進(jìn)污HOSE閥才工作1次，排污HOSE閥工作頻繁。

圖4HOSE閥分布圖

3 故障分析

3.1 故障分類統(tǒng)計(jì)

（1）按使用年限統(tǒng)計(jì)，HOSE閥第一次更換時(shí)間距離動(dòng)車組便器系統(tǒng)運(yùn)行啟用時(shí)間的間隔如圖5所示。

圖5HOSE閥首次故障使用年限分布

1）2年內(nèi)：1個(gè)，占比0.74%。

2）2～3年：30個(gè)，占比22.06%。

3）3年以上：105個(gè)，占比77.21%。

（2）按動(dòng)車組檢修修程要求進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，如圖6所示。

圖6 動(dòng)車組檢修修程關(guān)聯(lián)分布

1）四級(jí)修前：21個(gè)，占比15.44%。

2）四級(jí)修后：115個(gè)，占比84.56%。

3.2 故障原因分析

根據(jù)上述分類統(tǒng)計(jì)可得出：隨著使用時(shí)間增長(zhǎng)，HOSE閥故障數(shù)量急劇上升，故可初步判斷HOSE損壞可能與皮囊老化磨損有關(guān)。

4 污物箱清洗關(guān)聯(lián)分析

4.1 HOSE閥浸泡試驗(yàn)

（1）關(guān)閉電源及氣源；

（2）對(duì)調(diào)控制蝶閥氣缸開(kāi)閉的氣管；

（3）恢復(fù)氣源，使蝶閥處于打開(kāi)狀態(tài)；

（4）將約30 L清潔劑倒入便盆，清潔劑在重力下流入中轉(zhuǎn)箱，使HOSE閥浸泡在清潔劑內(nèi)；

（5）關(guān)閉氣源，恢復(fù)控制蝶閥氣缸開(kāi)閉的氣管。

4.2 試驗(yàn)結(jié)論

（1）未使用清洗劑進(jìn)行污物箱清洗檢修的動(dòng)車組，共出現(xiàn)HOSE閥故障78個(gè)，占比57%；使用清洗劑進(jìn)行污物箱清洗檢修的動(dòng)車組，共出現(xiàn)HOSE閥故障58個(gè)，占比43%，如圖7所示。

（2）污物箱清洗后，更換HOSE閥數(shù)量距離污物箱清洗時(shí)間關(guān)系如表1所示。

4.3 關(guān)聯(lián)分析結(jié)論

（1）對(duì)比使用清洗劑進(jìn)行污物箱清洗車組與未使用清洗劑進(jìn)行污物箱清洗車組發(fā)生HOSE閥故障占比沒(méi)有明顯差異；

（2）污物箱清洗后，更換HOSE時(shí)間距離污物箱清洗時(shí)間更換數(shù)量分布無(wú)規(guī)律，最短0月，最長(zhǎng)達(dá)14個(gè)月。

圖7 污物箱清洗關(guān)聯(lián)圖

表1 HOSE閥更換數(shù)量與使用時(shí)間關(guān)系

根據(jù)上述試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)，可判定：HOSE閥故障與進(jìn)行污物箱清洗沒(méi)有必然聯(lián)系。

5 結(jié)論及建議

5.1 結(jié)論

綜合上述幾方面推斷，可得出排污HOSE閥損壞主要原因是長(zhǎng)期使用、頻繁動(dòng)作、檢修周期過(guò)長(zhǎng)。

5.2 預(yù)防性維修建議

5.2.1 動(dòng)車組運(yùn)用和高級(jí)檢修規(guī)定

（1）動(dòng)車組一、二級(jí)檢修標(biāo)準(zhǔn)和《CRH2A型動(dòng)車組三級(jí)檢修規(guī)程》均沒(méi)有涉及污物箱HOSE閥的檢修要求。

（2）《CRH2A型動(dòng)車組四級(jí)檢修規(guī)程》5.25.17.7條規(guī)定：“真空發(fā)生器、HOSE閥DN65、HOSE閥DN50、HOSE閥DN20清洗表面污垢和附著物，損壞的更換。”

（3）《CRH2A型動(dòng)車組五級(jí)檢修規(guī)程五級(jí)修》5.26.2.7.7條規(guī)定：“真空發(fā)生器、DN65 HOSE閥、DN50 HOSE閥、DN20 HOSE閥清洗表面污垢和附著物，損壞的更換。更換DN65 HOSE閥、DN50 HOSE閥、DN20 HOSE閥的皮囊?！?/p>

5.2.2 修程建議

（1）根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，動(dòng)車組經(jīng)過(guò)四級(jí)檢修后HOSE閥故障數(shù)量占84.56%，說(shuō)明一個(gè)四級(jí)修修程已滿足不了排污HOSE閥設(shè)計(jì)使用壽命，三級(jí)檢修規(guī)程沒(méi)有涉及污物箱HOSE閥的檢修要求，建議將污物箱中轉(zhuǎn)箱排污HOSE閥皮囊更換納入四級(jí)修程范圍。

（2）探索結(jié)合春秋季整修將距新造或五級(jí)修后走行公里達(dá)到120萬(wàn)公里的動(dòng)車組排污HOSE閥進(jìn)行更新，換下的HOSE閥返廠維修，對(duì)皮囊進(jìn)行更換。