動車組集便系統HOSE閥原理及常見故障淺析

李國華

（南寧局車輛處，廣西南寧530001）

0 引言

近期，中國鐵路南寧局集團有限公司配屬動車組廁所集便系統中DN50 HOSE閥故障頻繁，造成集便系統真空度不足，不僅影響列車運行中衛生間的使用，也因更換HOSE閥（作業時間約1小時20分）影響夜班一級修作業進度，加大了動車組檢修費用支出。為查找故障原因，摸索故障規律，組織相關人員對HOSE閥故障進行了統計分析[1]。

1 故障統計

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

2 集便系統工作流程

HOSE閥屬于集便系統中轉箱的組成部分，每套系統中轉箱共設置有3個HOSE閥，分別為DN50進污HOSE閥、DN50排污HOSE閥、控制抽真空用DN20 HOSE閥。

2.1 HSOE閥簡介

HOSE閥（DN50）由鋁制金屬外殼、天然橡膠皮囊、彈性支撐環及工程塑料材質的內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給HOSE閥供氣，壓縮空氣從HOSE閥進氣口進入HOSE閥腔內，壓縮空氣將橡膠膜片壓扁密封；當控制電磁閥失電，系統停止給HOSE閥供氣，HOSE閥腔內壓縮空氣從進氣口排出，HOSE閥橡膠膜片復位，如圖2所示。

圖2HOSE閥工作原理

2.2 系統工作流程

如圖3所示，按下便器沖洗按鈕，真空發生器開始工作，中轉箱內真空度達到設定值后，水增壓單元提供壓力水沖洗便器，便器蝶閥打開，進污HOSE打開，污物在負壓作用下進入中轉箱；沖洗完畢后，蝶閥關閉；水增壓單元提供壓力水對便器進行二次沖洗，水增壓單元補水，一個沖洗循環結束。當便器連續使用設定次數（6次）或中轉箱內污物達到設定液位時（約20 L），進污HOSE閥與排污HOSE閥關閉，系統會向中轉箱注入正壓空氣（約8 s），排污HOSE閥打開，污物在正壓的作用下進入污物箱，清空動作完成后，進污HOSE閥打開，系統進入待機狀態[2-3]。

圖3 集便系統工作原理

2.3 HOSE閥分布情況

排污HOSE閥、進污HOSE閥分布在中轉箱的左右側，如圖4所示。從現場故障處理統計，發生故障的都是排污HOSE閥。排污HOSE閥工作6次，進污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 故障分類統計

（1）按使用年限統計，HOSE閥第一次更換時間距離動車組便器系統運行啟用時間的間隔如圖5所示。

圖5HOSE閥首次故障使用年限分布

1）2年內：1個，占比0.74%。

2）2～3年：30個，占比22.06%。

3）3年以上：105個，占比77.21%。

（2）按動車組檢修修程要求進行統計，如圖6所示。

圖6 動車組檢修修程關聯分布

1）四級修前：21個，占比15.44%。

2）四級修后：115個，占比84.56%。

3.2 故障原因分析

根據上述分類統計可得出：隨著使用時間增長，HOSE閥故障數量急劇上升，故可初步判斷HOSE損壞可能與皮囊老化磨損有關。

4 污物箱清洗關聯分析

4.1 HOSE閥浸泡試驗

（1）關閉電源及氣源；

（2）對調控制蝶閥氣缸開閉的氣管；

（3）恢復氣源，使蝶閥處于打開狀態；

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

（5）關閉氣源，恢復控制蝶閥氣缸開閉的氣管。

4.2 試驗結論

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

（2）污物箱清洗后，更換HOSE閥數量距離污物箱清洗時間關系如表1所示。

4.3 關聯分析結論

（1）對比使用清洗劑進行污物箱清洗車組與未使用清洗劑進行污物箱清洗車組發生HOSE閥故障占比沒有明顯差異；

（2）污物箱清洗后，更換HOSE時間距離污物箱清洗時間更換數量分布無規律，最短0月，最長達14個月。

圖7 污物箱清洗關聯圖

表1 HOSE閥更換數量與使用時間關系

根據上述試驗統計，可判定：HOSE閥故障與進行污物箱清洗沒有必然聯系。

5 結論及建議

5.1 結論

綜合上述幾方面推斷，可得出排污HOSE閥損壞主要原因是長期使用、頻繁動作、檢修周期過長。

5.2 預防性維修建議

5.2.1 動車組運用和高級檢修規定

（1）動車組一、二級檢修標準和《CRH2A型動車組三級檢修規程》均沒有涉及污物箱HOSE閥的檢修要求。

（2）《CRH2A型動車組四級檢修規程》5.25.17.7條規定：“真空發生器、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型動車組五級檢修規程五級修》5.26.2.7.7條規定：“真空發生器、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。”

5.2.2 修程建議

（1）根據統計數據，動車組經過四級檢修后HOSE閥故障數量占84.56%，說明一個四級修修程已滿足不了排污HOSE閥設計使用壽命，三級檢修規程沒有涉及污物箱HOSE閥的檢修要求，建議將污物箱中轉箱排污HOSE閥皮囊更換納入四級修程范圍。

（2）探索結合春秋季整修將距新造或五級修后走行公里達到120萬公里的動車組排污HOSE閥進行更新，換下的HOSE閥返廠維修，對皮囊進行更換。