铁路客车真空集便器故障探讨及建议

胡 杰

(中国铁路成都局集团有限公司 成都车辆段，四川 成都 610031)

铁路客车真空集便器是车辆上部服务设施的关键部件之一，直接关系着旅客服务质量。随着国家“厕所革命”的提出，对真空集便器的功能和性能的要求也随之提高，但由于真空集便器原设计结构、运用检修管理等方面存在的不足，真空集便器性能已成为制约铁路客车服务水平改进的关键因素。铁路客车真空集便器主要由便器、气水控制盘总成、污物箱、电控系统、操作按钮、装车配件等部件组成[1](图1)，工作时利用污物箱与大气存在的压力差直接将粪便污水吸抽入箱内[2]。

图1 铁路客车真空集便器构造原理图

本文将对中国铁路成都局集团有限公司成都车辆段(以下简称“成都局集团公司成都段”)配属的客车在2016—2020年运用及段修过程中出现的真空集便器故障进行统计分析，并结合故障类型及分布规律对产生故障的原因进行探讨，提出减少客车真空集便器故障的一些建议和措施。

1 故障规律

1.1 故障分布及分析

表1为2016—2020年成都局集团公司成都段铁路客车真空集便器故障统计。由表1可知，整个统计周期内共计出现了1 850件真空集便器故障，其中出现的主要故障有冲洗阀失效、蝶阀失效、真空开关损坏、排泄阀失效、真空发生器损坏、单向阀失效等，这6种主要故障占总故障数量的70%以上，其中冲洗阀故障率最高，达到19.5%。而污物箱故障、手把异常、水增压器故障、管系堵塞、电源配线等故障发生率较低。其他类故障主要表现为液位仪、泄压阀、排气阀、冲洗控制器、止回阀等配件作用不良。综上，在真空集便器运行管理中，要加大对冲洗阀、蝶阀、真空开关、排泄阀、真空发生器、单向阀等装置的检查。

表1 2016—2020年成都局集团公司成都段铁路客车真空集便器故障统计

1.2 故障数量随时间变化规律

图2为真空集便器总故障数量随时间变化分布。由图2可知，整个统计周期内每年的总故障数量呈下降趋势，其中2017年下降幅度有所增大，2018—2020年故障降幅放缓，没有明显下降。整个统计周期故障数量下降的主要原因是从2016年开始成都局集团公司成都段结合段修(A2、A3修)、运用修开展了一系列针对真空集便器检修的补强措施。采取补强措施后真空集便器故障数量出现明显的降低，但是由于这些补强措施只是事后补强，未从真空集便器设计原理、材料结构等方面进行优化，仍然无法彻底消灭故障。

图2 真空集便器总故障数量随时间变化分布

1.3 开展专项补强对故障影响

图3为对真空集便器开展专项补强措施后部分元器件故障随时间变化情况。其中主要的补强措施有段修真空集便器气水控制盘落地换件修、蝶阀气密性试验、段修污物箱专项保压检漏以及在线式集便系统管路专项清洗等。由图3可知，在整个统计周期内此5类真空集便器故障率呈下降趋势，且下降趋势较明显。2017年结合段修开展气水控制盘落地换件修后，从2018年开始气水控制盘元器件故障率下降明显，特别是真空开关、真空发生器、水增压器、单向阀、减压阀等部件故障率下降幅度较大；2017年结合段修增加蝶阀装车前气密性试验，大大地提高了新品或检修品蝶阀的质量，同时2018年开展“厕所革命”对真空集便器使用管理得到加强，蝶阀故障出现较大程度的下降；针对污物箱漏泄较多的情况，从2017年开始结合段修污物箱专项保压检漏，将漏泄量较小的污物故障箱在段修修复，因此从2018年开始污物箱故障率下降明显；同时随着客车故障轨边图像检测系统(TVDS)大量投入客车运用管理中，从2017年开始消除了较多的手把异常类故障；另外，随着在线式集便系统管路专项清洗的开展以及客运部门加强对旅客正确使用集便器的宣传，降低了管系堵塞的故障率。由此可知，近年来针对真空集便器开展的一系列的专项整治及补强措施，大大地降低了故障发生率，需继续推进补强整治措施。

图3 开展专项补强措施后真空集便器部分故障数量随时间变化图

2 故障分类及原因分析

根据整个统计周期内1 850件总故障，按照运用、段修检修故障现象表现可以将故障分类为冲洗异常、抽真空异常，冲洗异常、抽真空正常，冲洗正常、抽真空异常和冲洗抽真空都正常时的其他故障四大类[3]，见图4。

图4 真空集便器故障分类

2.1 冲洗异常、抽真空异常

此类故障表现为按下按钮后，真空便器内既无冲洗水，也无抽力。主要有以下2种故障现象：

(1) 显示屏灯亮，显示有电。其故障主要原因为污物箱装满导致系统停止使用，冲洗按钮失灵，系统无压力空气，冲洗控制器失灵等；

(2) 显示屏灯不亮，系统没有电。其故障主要原因为集便逆变器起保护作用停止输出，电气部件短路、供电空气开关跳闸，电气部件断路断电等。

2.2 冲洗异常、抽真空正常

此类故障表现为按下按钮后，真空便器内抽力正常，但没有冲洗水或冲洗水无力。主要有以下2种故障现象：

(1) 便器抽力正常，但没有冲洗水、不动作。其故障主要原因为增压阀故障，水管路不畅，喷水嘴全部堵塞等。

(2) 有水但冲洗无力。其故障主要原因为增压阀排气孔堵塞，水管路阻力大，其中一部分的喷水嘴堵塞等。

2.3 冲洗正常、抽真空异常

此类故障表现为按下按钮后，真空便器内增压水的冲洗正常，但便器内没有抽力或抽力不足，污物排不下去甚至污物反喷。主要有以下4种故障现象：

(1) 冲洗正常，真空度为0、无抽力，污物是靠水的冲力推入污物箱内。其故障主要原因为真空开关失效，异物堵塞通路或电磁阀故障等。

(2) 冲洗正常，真空度不足、抽力小。其故障主要原因为蝶阀卡滞，单向阀漏泄，真空管道漏泄，污物箱装满，100%浮球开关损坏等。

(3) 冲洗正常，真空度正常，但污物无法下排。其故障主要原因为蝶阀碟片卡滞，冲便活塞不动作，冲便电磁阀失效。

(4) 冲洗正常，但污物不下排或反喷。其故障主要原因由排气嘴堵或单向阀失效导致。

2.4 其他故障

冲洗抽真空都正常时的其他故障表现为按下按钮后，冲洗和抽真空都正常运转，只是效果不佳。主要有以下3种故障现象：

(1) 供气系统漏气。其原因可能是快速接头破损，压力空气管系漏泄或气路开关漏泄等。

(2) 供水系统漏水故障。其原因可能是增压电磁阀排气口出水，快速接头破损，水路系统部件漏泄等。

(3) 其他故障。例如蛇皮管被外物击伤，排污阀手把损坏，系统控制箱门损坏，污物箱铆钉松脱或腐蚀，污物箱安装螺栓松动，固定架锈蚀等。

3 建议

为减少铁路客车真空集便器故障，提出以下建议：

(1) 真空集便器故障主要发生在冲洗阀、蝶阀、真空开关、排泄阀、真空发生器、单向阀等元器件上，运用维护中要加强对此类零部件的检查。

(2) 结合段修(A2、A3修)开展气水控制盘落地换件修，提高气水控制盘上元器件使用寿命和质量。

(3) 蝶阀装车前进行气密性试验，降低蝶阀故障率。同时建议生产厂家提高蝶阀冲便阀杆、汽缸杆的耐腐蚀性能。

(4) 结合段修(A2、A3修)开展污物箱气密性检漏和高压水冲洗，提高污物箱质量。同时建议生产厂家提高污物箱新造质量特别是提高污物箱焊接处抗疲劳性能，避免运行中焊缝开焊造成漏泄。

(5) 持续推进“厕所革命”，客运部门要加强对厕所使用管理的宣传，杜绝人为乱扔杂物导致卡滞、堵塞故障等。