200 km/h动车组卫生系统工作原理及故障分析

徐 艳 上海铁路局上海动车客车段

200 km/h动车组的引进、消化、吸收促进了高速动车组技术水平的发展，在动车组的各个系统中，卫生系统的故障处理是适应我国动车组运用环境的重点改造项目，是动车组检修工作的重点之一。因此，分析该动车组卫生系统的基本原理和运行期间的故障处理，能为动车组的检修、维护提供参考。

1 卫生系统概述及故障分析

时速200 km/h动车组采用清水空压式集便装置，集便装置主要包括座便器、小便器、污物处理系统几个部分。该动车组在单号车的二位端设有座便间、小便间和污物处理系统，车下设有玻璃钢材质的污物箱，污物箱容积700 l。

1.1 座便器

1.1.1 座便器组成

本系统将用于冲洗的部件安装在单元内部。座便器以电气控制压缩空气作为动力（电磁阀动作、水增压和排污阀动作），冲洗水由压缩空气增压保证最小的水量达到最佳的冲洗效果，污物靠重力排到污物箱中；为防止臭气传到卫生间内，平常通过排污阀（瓣阀）将卫生间和污物箱隔绝，排污阀打开排污时排气风扇工作将臭气排到排风道中，防止异味上涌。

1.1.2 座便器组件及参数

(1)使用水源：100 kPa（车辆标准供应压力为0.098 MPa～0.127 MPa）。

(2)压缩空气：400 kPa以上（车辆供应压力为780 kPa～880 kPa）。

(3)电源：DC24 V（控制系统用）、AC100 V（排气扇用）。

(4)冲洗水量：310 ml/次（包括底部排污管的冲洗）。

(5)工作电流：2 A、换气扇 0.66 A。

(6)座便器：便盆采用不锈钢材质，为了便于冲洗，特喷涂灰色聚四氟乙烯（Teflon特氟隆）涂层。

(7)排污管：不锈钢制。

1.1.3 系统的特征

(1)小型、轻量、座便器冲洗水量较少。

(2)耗电量较少 、耗气量较少 。

(3)座便器打开瓣阀排污时采用排气扇进行排气，防止臭气。

(4)组成部件较少，易于维护；便器口的口径较大，不易堵塞异物。

1.1.4 工作原理及冲洗流程

(1)用手遮住光电开关后，连续的循环冲洗开始启动。

(2)冲洗水加压用电磁阀EV11打开，向冲洗罐充入压缩空气。

(3)开闭切换装置用电磁阀EV17打开，向开闭用复动型活塞充入压缩空气，开闭切换装置打开，同时排气扇开始工作。

(4)瓣阀开闭用电磁阀EV16打开，向瓣阀开闭用复动型活塞充入压缩空气，瓣阀打开。

(5)辅助喷嘴用电磁阀EV14打开，被加压后的冲洗水从辅助喷嘴喷出，冲洗座便器内壁面。此后，主喷嘴用电磁阀EV16打开，被加压的冲洗水从主喷嘴喷出冲洗座便器底面，稍后辅助喷嘴用电磁阀EV14打开，被加压的冲洗水从辅助喷嘴喷出进行冲洗。

(6)瓣阀用电磁阀EV16关闭。与此同时开闭切换装置用电磁阀EV17控制，当开闭切换装置关闭时，排气扇停止。

(7)排污管冲洗用电磁阀EV15打开，被加压的冲洗水从排污管冲洗喷嘴喷出，从排污管上部对排污管内部进行冲洗。

(8)供水电磁阀EV12打开，向冲洗水槽注入清水，直至注满。

座便器结构原理简图如图1。

图1 座便器原理简图

1.1.5 故障点分析

(1)座便器底部密封圈密封不良导致污物泄露产生异味。

(2)臭气排泄不畅通，导致异味发生。主要有开闭切换装置机械结构无法打开或电磁阀EV17故障导致废排风道无法打开。内胆污物导致排气口堵塞也会使臭气扩散而产生异味。

(3)废排风管喉箍松动，导致臭气泄露。

(4)瓣阀关闭不严导致异味。

1.1.6 座便器异味故障解决办法

座便器异味的处理主要围绕座便器的密封性和排污（主要是废气）的顺畅性进行的。座便器的密封性方面出现的问题主要包括：

(1)便器底座与排污口法兰之间的密封垫密封不严导致异味产生。初期的密封垫由于材质的原因加上厚度不够，导致垫子使用一段时间后产生永久变形，失去弹性的垫子起不到预期的密封作用而产生泄露。经初步改造后，部分密封垫破损导致密封不严，使污物泄漏造成异味。密封垫从中部开胶。

(2)坐便器废排出口与废排出口连接的软管接头处喉箍松动导致废气泄漏，产生异味，如图2。

图2 废排风口及软管位置

(3)坐便器的排污瓣阀密封不严，造成污物箱异味散至车内。这种情况下可能需要调整复动型活塞或更换瓣阀。

(4)在坐便器排污的顺畅性方面主要出现以下问题：

①由于便器内部长时间没有清理，便器内胆壁的污垢将排气口堵死（如图3），致使废气无法排出而扩散到车内，产生较大异味。排除异味时需将便器内胆拆出清理污垢。

图3 污垢堵塞部位

②在固定密封垫打胶时如果密封胶过多也会使排气口堵塞，造成排气不畅，此时需清理便器内胆，将所有凝固的胶清理后重新打胶紧固密封垫。

③坐便器开闭切换装置卡住。部分便器开闭切换装置存在紧固过紧现象，过紧的开闭切换装置很容易被异物卡死而无法开启，为解决此类问题可调整排气扇底部的紧固螺栓，使松紧合适即可。这样开闭切换装置如果被异物暂时卡住也不会卡死，通过多次开闭后可以打开排气。

1.2小便器

1.2.1 小便器组成

(1)使用水源：0.1 MPa（车辆标准供应压力为0.098 MPa～0.127 MPa）。

(2)电源：DC24 V（控制系统用）、AC100 V（换气扇用）。

(3)冲洗水量：280 ml/次。

(4)工作电流：1A。

(5)便器：便盆采用不锈钢材质，为了保证冲洗干净，特喷涂灰色聚四氟乙烯（Teflon特氟隆）涂层。

(6)光电开关：欧姆龙制，E3JM-DS70M4型。

(7)电磁阀：CKD 制。

(8)控制盘组件。

1.2.2 工作原理

当检测到小便器前有人站立后，通过PC控制系统使用280 ml的水冲洗小便器；为了防止污水管和小便器内产生尿碱冲洗水中含有处理剂。小便器口采用回水弯管方式、并且在地板下的污物箱流入口安装流入管，因此在防止臭气散溢至厕所内方面做了充分的考虑。在车辆的电源恢复时，也会自动喷射冲洗水，通过自动冲洗小便器内壁及配管内壁，防止尿碱附着。

1.2.3 主要特点

(1)小便器冲洗水量较少。

(2)从6处特殊喷嘴喷射出少量冲洗水，即可对小便器内表面进行有效的冲洗。

(3)采用效果显著的处理剂，以防止尿碱附着。(4)冲洗用的水是清水，可减少臭气。

(5)在车辆电源恢复时，可对小便器、污水管进行强制冲洗，以防止尿碱附着。专门的冲洗开关，能够在清扫时喷射出大量冲洗水。

小便器结构如图4。

图4 小便器结构原理简图

1.2.4 故障点分析

(1)排污管泄露导致异味产生。

(2)小便间便盆底部排污管堵塞使污物无法排除产生异味。

(3)小便间底部或污物箱与外界大气相通导致车辆运行中有气流通入而产生污物逆流现象。

1.2.5 小便间异味问题查找途径

小便间异味主要在以下3个方面易出现问题：

(1)污物排泄不畅。主要表现在由于长时间使用使小便器便池内水封盖与小便器便池底部漏斗之间的间隙过小造成小便间漏斗排泄不畅。

(2)污物排泄管路泄露。主要出现小便器排泄管路与底部管路连接的套管处（位于车上小便器底部）由于用腻子密封不良，存在泄露现象。另外小便排污管由于管径小，存在被异物堵塞的现象，如出现堵塞也会由于尿液与冲洗水的水位上升将密封用的腻子冲开而泄漏。

(3)污物箱与外界通气，致使车辆运行中出现小便间与外界通气使异味上涌。 主要出现过：小便间排污软管松动；污物箱冲洗水管单向阀不良；吸污后污物箱通气阀忘关；吸污口关闭不严。这几种情况都使污物箱或小便器排污管与外界通气，车辆运行中造成异味上涌。

2 建议及结论

出现异味问题时，通过查找维修以上故障点，基本能消除异味。通过异味问题的发现及解决，了解到厕所异味问题最主要的原因是由于平时的维护不到位或使用不当造成的。因此，建议200 km/h动车组在以后的使用过程中，需要定期冲洗污物箱，对便器的废排风道要定期清理，保证畅通；便器开闭机构要及时维护，保证开闭正常。小便器、座便器应按期用清洗剂清除尿垢和污物。