动车组给水卫生系统排水异常分析及优化处置

2024-01-11刘飞鹏曹洪凯何忠明马宝存张宝心

设备管理与维修 2023年21期

刘飞鹏，曹洪凯，何忠明，马宝存，张宝心

（天津中车四方轨道车辆有限公司，天津 300400）

0 引言

给水卫生系统为旅客和司乘人员提供饮水、洗漱、卫生等服务功能，是轨道客车不可或缺的重要组成部分，主要包括给水系统和卫生系统。随着动车组智能化水平及旅客舒适要求不断提高，旅客对给水卫生系统的人机工程设计要求、给水卫生设施的使用稳定性要求亦不断提高[1]，而给水卫生系统是满足旅客旅途舒适性和方便性的重要保障，是旅客和司乘人员在饮食、卫生方面不可缺少的重要装置。

1 给水卫生系统简介

1.1 系统介绍

动车组每车均设置给水系统，设置车上水箱供水系统及车下水箱供水系统两种方式，其中2、6 号车配置车上水箱，5 号车配置车下水箱，其他车配置车下水箱。水箱容积400 L，由箱体、泵水装置、加热装置及温控装置组成。箱体由内箱箱体、保温层、注水管、清空管、溢流管等组成，其中内箱由不锈钢焊接而成，外包保温材料、铝箔。在泵房内安装有温控装置、水泵、先导式零压差二通电磁阀、直动式二通电磁阀、管道连接件等，水箱上有5 级摆杆液位开关，通过电动水泵供水的方式为卫生间便器与水阀、盥洗室水阀、洁具池水阀、厨房洗池、电开水炉供水。

1 号车设置座式卫生间，8 号车设置蹲式卫生间，2、3、4、6、7号车均设有1 个座式卫生间和1 个蹲式卫生间，1、4、5、8 号车均设有1 个盥洗室，供乘客盥洗、卫生使用。4 号车设有洁具柜，供冲洗拖布使用。卫生系统采用真空集便系统收集便器污物。给水卫生系统整车布置如图1 所示。

图1 给水卫生系统整车布置

1.2 保护功能介绍

水箱液位指示及缺水保护功能。水箱设置5 挡液位显示，分别为100%、75%、50%、25%、0%，指示灯设置在车下液位显示器上。当水箱液位低于25%或0%无水时，卫生系统电气控制单元及列车MON 监控器报警。

大流量保护功能。当供水管路流量大于流量开关设定的上限值时，即供水管路压力达到扬程压力开关设定的上限值，PLC 控制水泵持续工作，以避免供水压力波动造成水泵频繁启停。

泄漏保护功能。当泄漏检测开关检测到供水管路流量大于1 L/min，且漏水信号持续3 min 后，PLC 控制水泵停止工作，等待3 min 后（即从第6 min 开始）PLC 控制水泵再次启动工作，若泄漏检测开关再次检测到持续3 min 的漏水流量信号，第9 min 开始PLC 控制水泵停止工作且不再启动，便器禁用，卫生系统电气控制单元显示相应故障代码，列车MON 监控器显示屏报警，若在第0～3 min 或第6 min～第9 min 时泄漏检测开关断开，则系统自动恢复正常。

2 故障现象及分析

2.1 故障现象

库内检修时发现03 车报“管路泄漏故障”，检查发现卫生间坐便器冲水不止（图2）。

图2 坐便器冲水不止

2.2 原因分析

水卫生系统报“管路泄漏故障”的原因是：当泄漏检测开关检测到供水管路流量大于1 L/min，且泄漏信号持续3 min 后，PLC 控制水泵停止工作，等待3 min 后（从第6 min 开始）PLC控制水泵再次启动，若泄漏检测开关再次检测到持续3 min 的流量信号，第9 min 开始PLC 控制水泵停止工作且不再启动便器，卫生给水系统电气控制单元显示相应故障代码，报“管路泄漏故障”。

经过排查发现，用于坐便器的排水电磁阀动作异常卡滞，导致流水不止。排水电磁阀动作卡滞如图3a）所示，排水电磁阀腔内积聚水垢如图3b）所示。

图3 排水电磁阀

经过拆解排水电磁阀发现该排水电磁阀阀体内腔积聚水垢，导致电磁阀动作卡滞，异常排水。排水电磁阀主要由线圈、阀芯、阀体、复位弹簧、导杆等组成，主要用于车辆断电后排出水系统管路内部存水。正常车辆无电情况下，排水电磁阀在内部复位弹簧作用使得阀体保持打开状态，排出管内存水，当车辆投入主控，电磁阀线圈得电后，驱动阀芯克服复位弹簧作用使得阀体关闭，保证给水管路密封，避免水泄漏。该起故障排水电磁阀阀体内腔积聚水垢，导致电磁阀动作卡滞，异常排水，给水卫生系统报“管路泄漏故障”，坐便器冲水不止。

3 优化方案

设计了一种带有过滤装置的排水电磁阀如图4a）所示。带有过滤装置的排水电磁阀主要包括电磁阀阀体和过滤装置，过滤装置如图4b）所示。带有过滤装置的排水电磁阀阀腔内设置环形凸壁，该环形凸壁将阀腔隔成内侧阀腔和外侧阀腔，阀体内设有用于控制密封组件升降的电磁铁组件，外部设置管状进水嘴和出水嘴，进水嘴与外侧阀腔导通构成进水通道，出水嘴与内侧阀腔导通构成出水通道。动车组坐便器冲水时，水箱中的水首先由进水嘴通过，进入过滤装置后将固体脏杂过滤掉，产生的纯净水经过阀腔由出水嘴排出进入坐便器。