动车组集便系统HOSE阀原理及常见故障浅析

李国华

（南宁局车辆处，广西南宁530001）

0 引言

近期，中国铁路南宁局集团有限公司配属动车组厕所集便系统中DN50 HOSE阀故障频繁，造成集便系统真空度不足，不仅影响列车运行中卫生间的使用，也因更换HOSE阀（作业时间约1小时20分）影响夜班一级修作业进度，加大了动车组检修费用支出。为查找故障原因，摸索故障规律，组织相关人员对HOSE阀故障进行了统计分析[1]。

1 故障统计

南宁局共配属119组动车组，配置有HOSE阀833个，2017年6月23日—2018年2月4日，因故障共更换DN50型HOSE阀136个，月均故障件为18.6个，故障率16.3%。

2 集便系统工作流程

HOSE阀属于集便系统中转箱的组成部分，每套系统中转箱共设置有3个HOSE阀，分别为DN50进污HOSE阀、DN50排污HOSE阀、控制抽真空用DN20 HOSE阀。

2.1 HSOE阀简介

HOSE阀（DN50）由铝制金属外壳、天然橡胶皮囊、弹性支撑环及工程塑料材质的内外螺纹座堵头等组成，如图1所示。

图1HOSE阀组成

工作原理：控制电磁阀得电系统给HOSE阀供气，压缩空气从HOSE阀进气口进入HOSE阀腔内，压缩空气将橡胶膜片压扁密封；当控制电磁阀失电，系统停止给HOSE阀供气，HOSE阀腔内压缩空气从进气口排出，HOSE阀橡胶膜片复位，如图2所示。

图2HOSE阀工作原理

2.2 系统工作流程

如图3所示，按下便器冲洗按钮，真空发生器开始工作，中转箱内真空度达到设定值后，水增压单元提供压力水冲洗便器，便器蝶阀打开，进污HOSE打开，污物在负压作用下进入中转箱；冲洗完毕后，蝶阀关闭；水增压单元提供压力水对便器进行二次冲洗，水增压单元补水，一个冲洗循环结束。当便器连续使用设定次数（6次）或中转箱内污物达到设定液位时（约20 L），进污HOSE阀与排污HOSE阀关闭，系统会向中转箱注入正压空气（约8 s），排污HOSE阀打开，污物在正压的作用下进入污物箱，清空动作完成后，进污HOSE阀打开，系统进入待机状态[2-3]。

图3 集便系统工作原理

2.3 HOSE阀分布情况

排污HOSE阀、进污HOSE阀分布在中转箱的左右侧，如图4所示。从现场故障处理统计，发生故障的都是排污HOSE阀。排污HOSE阀工作6次，进污HOSE阀才工作1次，排污HOSE阀工作频繁。

图4HOSE阀分布图

3 故障分析

3.1 故障分类统计

（1）按使用年限统计，HOSE阀第一次更换时间距离动车组便器系统运行启用时间的间隔如图5所示。

图5HOSE阀首次故障使用年限分布

1）2年内：1个，占比0.74%。

2）2～3年：30个，占比22.06%。

3）3年以上：105个，占比77.21%。

（2）按动车组检修修程要求进行统计，如图6所示。

图6 动车组检修修程关联分布

1）四级修前：21个，占比15.44%。

2）四级修后：115个，占比84.56%。

3.2 故障原因分析

根据上述分类统计可得出：随着使用时间增长，HOSE阀故障数量急剧上升，故可初步判断HOSE损坏可能与皮囊老化磨损有关。

4 污物箱清洗关联分析

4.1 HOSE阀浸泡试验

（1）关闭电源及气源；

（2）对调控制蝶阀气缸开闭的气管；

（3）恢复气源，使蝶阀处于打开状态；

（4）将约30 L清洁剂倒入便盆，清洁剂在重力下流入中转箱，使HOSE阀浸泡在清洁剂内；

（5）关闭气源，恢复控制蝶阀气缸开闭的气管。

4.2 试验结论

（1）未使用清洗剂进行污物箱清洗检修的动车组，共出现HOSE阀故障78个，占比57%；使用清洗剂进行污物箱清洗检修的动车组，共出现HOSE阀故障58个，占比43%，如图7所示。

（2）污物箱清洗后，更换HOSE阀数量距离污物箱清洗时间关系如表1所示。

4.3 关联分析结论

（1）对比使用清洗剂进行污物箱清洗车组与未使用清洗剂进行污物箱清洗车组发生HOSE阀故障占比没有明显差异；

（2）污物箱清洗后，更换HOSE时间距离污物箱清洗时间更换数量分布无规律，最短0月，最长达14个月。

图7 污物箱清洗关联图

表1 HOSE阀更换数量与使用时间关系

根据上述试验统计，可判定：HOSE阀故障与进行污物箱清洗没有必然联系。

5 结论及建议

5.1 结论

综合上述几方面推断，可得出排污HOSE阀损坏主要原因是长期使用、频繁动作、检修周期过长。

5.2 预防性维修建议

5.2.1 动车组运用和高级检修规定

（1）动车组一、二级检修标准和《CRH2A型动车组三级检修规程》均没有涉及污物箱HOSE阀的检修要求。

（2）《CRH2A型动车组四级检修规程》5.25.17.7条规定：“真空发生器、HOSE阀DN65、HOSE阀DN50、HOSE阀DN20清洗表面污垢和附着物，损坏的更换。”

（3）《CRH2A型动车组五级检修规程五级修》5.26.2.7.7条规定：“真空发生器、DN65 HOSE阀、DN50 HOSE阀、DN20 HOSE阀清洗表面污垢和附着物，损坏的更换。更换DN65 HOSE阀、DN50 HOSE阀、DN20 HOSE阀的皮囊。”

5.2.2 修程建议

（1）根据统计数据，动车组经过四级检修后HOSE阀故障数量占84.56%，说明一个四级修修程已满足不了排污HOSE阀设计使用寿命，三级检修规程没有涉及污物箱HOSE阀的检修要求，建议将污物箱中转箱排污HOSE阀皮囊更换纳入四级修程范围。

（2）探索结合春秋季整修将距新造或五级修后走行公里达到120万公里的动车组排污HOSE阀进行更新，换下的HOSE阀返厂维修，对皮囊进行更换。