劉飛鵬，曹洪凱，何忠明，馬寶存，張寶心

（天津中車四方軌道車輛有限公司，天津 300400）

0 引言

給水衛(wèi)生系統(tǒng)為旅客和司乘人員提供飲水、洗漱、衛(wèi)生等服務(wù)功能，是軌道客車不可或缺的重要組成部分，主要包括給水系統(tǒng)和衛(wèi)生系統(tǒng)。隨著動(dòng)車組智能化水平及旅客舒適要求不斷提高，旅客對(duì)給水衛(wèi)生系統(tǒng)的人機(jī)工程設(shè)計(jì)要求、給水衛(wèi)生設(shè)施的使用穩(wěn)定性要求亦不斷提高[1]，而給水衛(wèi)生系統(tǒng)是滿足旅客旅途舒適性和方便性的重要保障，是旅客和司乘人員在飲食、衛(wèi)生方面不可缺少的重要裝置。

1 給水衛(wèi)生系統(tǒng)簡介

1.1 系統(tǒng)介紹

動(dòng)車組每車均設(shè)置給水系統(tǒng)，設(shè)置車上水箱供水系統(tǒng)及車下水箱供水系統(tǒng)兩種方式，其中2、6 號(hào)車配置車上水箱，5 號(hào)車配置車下水箱，其他車配置車下水箱。水箱容積400 L，由箱體、泵水裝置、加熱裝置及溫控裝置組成。箱體由內(nèi)箱箱體、保溫層、注水管、清空管、溢流管等組成，其中內(nèi)箱由不銹鋼焊接而成，外包保溫材料、鋁箔。在泵房內(nèi)安裝有溫控裝置、水泵、先導(dǎo)式零壓差二通電磁閥、直動(dòng)式二通電磁閥、管道連接件等，水箱上有5 級(jí)擺桿液位開關(guān)，通過電動(dòng)水泵供水的方式為衛(wèi)生間便器與水閥、盥洗室水閥、潔具池水閥、廚房洗池、電開水爐供水。

1 號(hào)車設(shè)置座式衛(wèi)生間，8 號(hào)車設(shè)置蹲式衛(wèi)生間，2、3、4、6、7號(hào)車均設(shè)有1 個(gè)座式衛(wèi)生間和1 個(gè)蹲式衛(wèi)生間，1、4、5、8 號(hào)車均設(shè)有1 個(gè)盥洗室，供乘客盥洗、衛(wèi)生使用。4 號(hào)車設(shè)有潔具柜，供沖洗拖布使用。衛(wèi)生系統(tǒng)采用真空集便系統(tǒng)收集便器污物。給水衛(wèi)生系統(tǒng)整車布置如圖1 所示。

圖1 給水衛(wèi)生系統(tǒng)整車布置

1.2 保護(hù)功能介紹

水箱液位指示及缺水保護(hù)功能。水箱設(shè)置5 擋液位顯示，分別為100%、75%、50%、25%、0%，指示燈設(shè)置在車下液位顯示器上。當(dāng)水箱液位低于25%或0%無水時(shí)，衛(wèi)生系統(tǒng)電氣控制單元及列車MON 監(jiān)控器報(bào)警。

大流量保護(hù)功能。當(dāng)供水管路流量大于流量開關(guān)設(shè)定的上限值時(shí)，即供水管路壓力達(dá)到揚(yáng)程壓力開關(guān)設(shè)定的上限值，PLC 控制水泵持續(xù)工作，以避免供水壓力波動(dòng)造成水泵頻繁啟停。

泄漏保護(hù)功能。當(dāng)泄漏檢測(cè)開關(guān)檢測(cè)到供水管路流量大于1 L/min，且漏水信號(hào)持續(xù)3 min 后，PLC 控制水泵停止工作，等待3 min 后（即從第6 min 開始）PLC 控制水泵再次啟動(dòng)工作，若泄漏檢測(cè)開關(guān)再次檢測(cè)到持續(xù)3 min 的漏水流量信號(hào)，第9 min 開始PLC 控制水泵停止工作且不再啟動(dòng)，便器禁用，衛(wèi)生系統(tǒng)電氣控制單元顯示相應(yīng)故障代碼，列車MON 監(jiān)控器顯示屏報(bào)警，若在第0～3 min 或第6 min～第9 min 時(shí)泄漏檢測(cè)開關(guān)斷開，則系統(tǒng)自動(dòng)恢復(fù)正常。

2 故障現(xiàn)象及分析

2.1 故障現(xiàn)象

庫內(nèi)檢修時(shí)發(fā)現(xiàn)03 車報(bào)“管路泄漏故障”，檢查發(fā)現(xiàn)衛(wèi)生間坐便器沖水不止（圖2）。

圖2 坐便器沖水不止

2.2 原因分析

水衛(wèi)生系統(tǒng)報(bào)“管路泄漏故障”的原因是：當(dāng)泄漏檢測(cè)開關(guān)檢測(cè)到供水管路流量大于1 L/min，且泄漏信號(hào)持續(xù)3 min 后，PLC 控制水泵停止工作，等待3 min 后（從第6 min 開始）PLC控制水泵再次啟動(dòng)，若泄漏檢測(cè)開關(guān)再次檢測(cè)到持續(xù)3 min 的流量信號(hào)，第9 min 開始PLC 控制水泵停止工作且不再啟動(dòng)便器，衛(wèi)生給水系統(tǒng)電氣控制單元顯示相應(yīng)故障代碼，報(bào)“管路泄漏故障”。

經(jīng)過排查發(fā)現(xiàn)，用于坐便器的排水電磁閥動(dòng)作異?？瑢?dǎo)致流水不止。排水電磁閥動(dòng)作卡滯如圖3a）所示，排水電磁閥腔內(nèi)積聚水垢如圖3b）所示。

圖3 排水電磁閥

經(jīng)過拆解排水電磁閥發(fā)現(xiàn)該排水電磁閥閥體內(nèi)腔積聚水垢，導(dǎo)致電磁閥動(dòng)作卡滯，異常排水。排水電磁閥主要由線圈、閥芯、閥體、復(fù)位彈簧、導(dǎo)桿等組成，主要用于車輛斷電后排出水系統(tǒng)管路內(nèi)部存水。正常車輛無電情況下，排水電磁閥在內(nèi)部復(fù)位彈簧作用使得閥體保持打開狀態(tài)，排出管內(nèi)存水，當(dāng)車輛投入主控，電磁閥線圈得電后，驅(qū)動(dòng)閥芯克服復(fù)位彈簧作用使得閥體關(guān)閉，保證給水管路密封，避免水泄漏。該起故障排水電磁閥閥體內(nèi)腔積聚水垢，導(dǎo)致電磁閥動(dòng)作卡滯，異常排水，給水衛(wèi)生系統(tǒng)報(bào)“管路泄漏故障”，坐便器沖水不止。

3 優(yōu)化方案

設(shè)計(jì)了一種帶有過濾裝置的排水電磁閥如圖4a）所示。帶有過濾裝置的排水電磁閥主要包括電磁閥閥體和過濾裝置，過濾裝置如圖4b）所示。帶有過濾裝置的排水電磁閥閥腔內(nèi)設(shè)置環(huán)形凸壁，該環(huán)形凸壁將閥腔隔成內(nèi)側(cè)閥腔和外側(cè)閥腔，閥體內(nèi)設(shè)有用于控制密封組件升降的電磁鐵組件，外部設(shè)置管狀進(jìn)水嘴和出水嘴，進(jìn)水嘴與外側(cè)閥腔導(dǎo)通構(gòu)成進(jìn)水通道，出水嘴與內(nèi)側(cè)閥腔導(dǎo)通構(gòu)成出水通道。動(dòng)車組坐便器沖水時(shí)，水箱中的水首先由進(jìn)水嘴通過，進(jìn)入過濾裝置后將固體臟雜過濾掉，產(chǎn)生的純凈水經(jīng)過閥腔由出水嘴排出進(jìn)入坐便器。

圖4 新型排水電磁閥和過濾裝置

帶有過濾裝置的排水電磁閥結(jié)構(gòu)簡單，效果明顯，有效杜絕了動(dòng)車組給水衛(wèi)生系統(tǒng)因排水電磁閥水垢堆積引起的此類異常排水故障。

4 結(jié)束語

通過對(duì)給水衛(wèi)生故障的原因分析并排查，修復(fù)并優(yōu)化了動(dòng)車組給水衛(wèi)生系統(tǒng)，設(shè)計(jì)的帶有過濾裝置的排水電磁閥簡單有效，有效杜絕了因排水電磁閥水垢堆積引起的此類異常排水故障，節(jié)約人力、物力、財(cái)力的同時(shí)，并為其他系統(tǒng)排水異常提供了理論依據(jù)及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。