周文基

摘 要 城市軌道交通具有緩解交通堵塞、降低機(jī)動(dòng)車排放污染等優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)得到越來(lái)越廣泛的重視。各大城市對(duì)城市軌道交通的建設(shè)的投入也在逐年增加。在城軌列車各系統(tǒng)組成中，其中車門(mén)系統(tǒng)故障率較高，據(jù)國(guó)內(nèi)外統(tǒng)計(jì)，車門(mén)系統(tǒng)的故障占車輛總故障達(dá)30%以上，對(duì)列車運(yùn)行安全性影響較大。本文主要介紹城軌列車車門(mén)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并以電動(dòng)塞拉門(mén)為例，淺析車門(mén)的常見(jiàn)故障原因及處理措施。

關(guān)鍵詞 城軌車輛 車門(mén) 電動(dòng)式塞拉門(mén) 車門(mén)故障

中圖分類號(hào)：U279 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0引言

隨著我國(guó)軌道交通的迅猛發(fā)展，城軌車輛將成為一、二線城市的主要出行工具。作為城軌車輛重要的系統(tǒng)組成部分，車門(mén)系統(tǒng)的質(zhì)量和可靠性對(duì)保障城市軌道交通安全具有重要作用。城軌車輛車門(mén)種類很多，按驅(qū)動(dòng)方式來(lái)區(qū)分有電動(dòng)式和氣動(dòng)式，從結(jié)構(gòu)來(lái)區(qū)分有塞拉門(mén)、內(nèi)藏式門(mén)、外掛式車門(mén)等；從用途來(lái)分有逃生門(mén)、司機(jī)室側(cè)門(mén)、客室門(mén)等。本文主要介紹城軌車輛客室車門(mén)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成，并以電動(dòng)式塞拉門(mén)為例，淺析車門(mén)的常見(jiàn)故障原因及處理措施。

1城軌車輛客室車門(mén)類型

1.1按驅(qū)動(dòng)方式不同區(qū)分

1.1.1風(fēng)動(dòng)式車門(mén)

風(fēng)動(dòng)式車門(mén)由壓縮空氣驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)氣缸，再通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)完成車門(mén)的開(kāi)關(guān)動(dòng)作。機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的作用是將傳動(dòng)氣缸活塞桿的運(yùn)動(dòng)傳遞至車門(mén)，使車門(mén)動(dòng)作。電氣控制系統(tǒng)是為了保證車門(mén)動(dòng)作可靠和安全。

1.1.2電動(dòng)式車門(mén)

電氣驅(qū)動(dòng)車門(mén)由電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置、控制器、鎖閉裝置和緊急開(kāi)門(mén)裝置組成。齒形皮帶與兩個(gè)門(mén)頁(yè)相固定，鎖閉和解鎖所需扭矩由電動(dòng)機(jī)提供。另一種電氣驅(qū)動(dòng)裝置為電動(dòng)機(jī)通過(guò)一根左右同步的螺桿和球面支承螺母驅(qū)動(dòng)滾珠擺動(dòng)導(dǎo)向件和與其固定的門(mén)葉。

1.2按結(jié)構(gòu)區(qū)分

1.2.1內(nèi)藏嵌入式車門(mén)

開(kāi)關(guān)門(mén)時(shí)門(mén)頁(yè)在車輛側(cè)墻的外墻與內(nèi)護(hù)板之間的夾層內(nèi)移動(dòng)，傳動(dòng)裝置設(shè)于車廂內(nèi)側(cè)車門(mén)頂部，裝有導(dǎo)輪的門(mén)頁(yè)可以在導(dǎo)軌上移動(dòng)并與傳動(dòng)裝置的鋼絲繩或皮帶相連接，借助氣缸或電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，從而使鋼絲繩或皮帶帶動(dòng)門(mén)頁(yè)動(dòng)作。

1.2.2塞拉門(mén)

借助于車門(mén)上端的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和導(dǎo)軌，車門(mén)打開(kāi)后門(mén)頁(yè)貼靠在車體外側(cè)，當(dāng)車門(mén)處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，門(mén)頁(yè)與車體處在一個(gè)平面上，這不僅使外表美觀，而且有利于在高速行駛時(shí)減少空氣阻力，車門(mén)不會(huì)因空氣產(chǎn)生渦流及噪聲，也便于自動(dòng)洗車裝置對(duì)車體清洗。

1.2.3外掛式車門(mén)

外掛式車門(mén)與內(nèi)藏嵌入式車門(mén)主要區(qū)別僅在于開(kāi)、關(guān)門(mén)時(shí)，門(mén)頁(yè)和懸掛機(jī)構(gòu)始終處于側(cè)墻的外側(cè)，車門(mén)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作原理與內(nèi)藏嵌入式車門(mén)相同。

2電動(dòng)式塞拉式車門(mén)簡(jiǎn)介

由于塞拉門(mén)系統(tǒng)的空間利用率高、車體美觀且密封性、隔噪隔熱性和可靠性都比較高的特點(diǎn)，借助電動(dòng)式車門(mén)自動(dòng)化程度高、可靠性好、集成度高、易于維護(hù)且使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，所以電動(dòng)式塞拉門(mén)在城軌車輛領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

2.1電動(dòng)式塞拉門(mén)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能原理

2.1.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成

電動(dòng)式塞拉門(mén)主要由機(jī)械部件和電氣部件兩大部分組成，機(jī)械部件主要包括電機(jī)、傳動(dòng)裝置、支撐導(dǎo)向裝置、鎖閉裝置、緊急解鎖裝置及左右門(mén)頁(yè)，它們是車門(mén)開(kāi)關(guān)門(mén)的主要執(zhí)行部件；電氣部件包括主門(mén)控單元（MDCU）、電子門(mén)控單元（EDCU）、鎖到位開(kāi)關(guān)（S1）、隔離開(kāi)關(guān)（S2）、緊急解鎖開(kāi)關(guān)（S3）、關(guān)到位開(kāi)關(guān)（S4）及部分繼電器，通過(guò)以上電氣部件工作實(shí)現(xiàn)對(duì)車門(mén)的電氣控制，其中主門(mén)控器（MDCU）作為列車控制系統(tǒng)和所在車輛的其他電子門(mén)控單元通訊橋梁、負(fù)責(zé)控制并監(jiān)控所在車輛其他電子門(mén)控單元?jiǎng)幼?；電子門(mén)控單元（EBCU）則負(fù)責(zé)并監(jiān)控單個(gè)車門(mén)機(jī)構(gòu)動(dòng)作。圖1為電動(dòng)塞拉門(mén)結(jié)構(gòu)原理圖。

2.1.2車門(mén)系統(tǒng)的主要功能

車門(mén)系統(tǒng)主要功能：開(kāi)、關(guān)門(mén)功能、零速保護(hù)功能、車門(mén)狀態(tài)顯示功能、障礙物檢測(cè)功能、緊急解鎖功能、門(mén)隔離功能、安全互鎖回路功能、故障指示和診斷記錄功能。

2.1.3車門(mén)系統(tǒng)工作原理

列車車門(mén)的開(kāi)關(guān)由電子門(mén)控器控制，當(dāng)司機(jī)或ATO發(fā)出開(kāi)、關(guān)門(mén)指令，指令將通過(guò)列車線或控制系統(tǒng)傳遞給電子門(mén)控器，電子門(mén)控器接收到開(kāi)門(mén)或關(guān)門(mén)動(dòng)作指令后接通驅(qū)動(dòng)電機(jī)電源，電機(jī)通過(guò)齒輪箱、齒形聯(lián)軸節(jié)帶動(dòng)絲桿螺母副工作，攜門(mén)架通過(guò)滾珠直線軸承在長(zhǎng)導(dǎo)柱上滑動(dòng)，攜門(mén)架與門(mén)頁(yè)相連并將力從驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)傳送到門(mén)頁(yè)，帶動(dòng)門(mén)頁(yè)實(shí)現(xiàn)擺動(dòng)或平移運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)車門(mén)開(kāi)、關(guān)控制。同時(shí)車門(mén)動(dòng)作后其狀態(tài)將由4個(gè)限位開(kāi)關(guān)S1（鎖到位開(kāi)關(guān)）、S2（隔離開(kāi)關(guān)）、S3（緊急解鎖開(kāi)關(guān)）、S4（關(guān)到位開(kāi)關(guān)）進(jìn)行監(jiān)控，其中S1、S3、S4開(kāi)關(guān)通過(guò)常閉觸點(diǎn)串聯(lián)在一起構(gòu)成車門(mén)的安全互鎖回路，S2開(kāi)關(guān)常閉觸點(diǎn)則與安全互鎖回路并聯(lián)。在車門(mén)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中，若在沒(méi)有操作緊急解鎖的情況且門(mén)鎖閉合到位，開(kāi)關(guān)S1、S3、S4閉合，安全互鎖回路導(dǎo)通。若是單門(mén)出現(xiàn)故障，就需要對(duì)隔離鎖裝置進(jìn)行操作使得開(kāi)關(guān)S2閉合，而此時(shí)該故障車門(mén)安全互鎖回路則被旁路，以致不會(huì)影響列車正常運(yùn)行。門(mén)系統(tǒng)工作原理如圖2。

3車門(mén)系統(tǒng)常見(jiàn)故障及原因分析

3.1車門(mén)系統(tǒng)常見(jiàn)故障類型

通過(guò)對(duì)廣州3號(hào)線、寧波1號(hào)線、馬來(lái)西亞安邦線城軌車輛車門(mén)故障維修數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，車門(mén)系統(tǒng)故障分為機(jī)械故障和電氣故障兩大類。

（1）車門(mén)機(jī)械故障。城市軌道交通因站點(diǎn)間距離短，停靠站點(diǎn)多，車門(mén)動(dòng)作頻繁，所以其機(jī)械執(zhí)行裝置如傳動(dòng)絲桿、擺臂組件、攜門(mén)架、上下導(dǎo)軌、平衡輪、限位開(kāi)關(guān)、螺母副、門(mén)機(jī)構(gòu)等部件磨耗大，容易出現(xiàn)機(jī)械緊固件松動(dòng)、變形引起車門(mén)尺寸蠕變或零部件損壞，另外維護(hù)保養(yǎng)不及時(shí)、潤(rùn)滑不足同樣會(huì)引起零部件磨損或損壞。

（2）車門(mén)電氣故障。電氣故障包括電子門(mén)控器故障、限位開(kāi)關(guān)故障、電機(jī)故障、電氣線路故障；電子門(mén)控器故障主要包括門(mén)控器硬件故障、軟件故障、突然死機(jī)等；限位開(kāi)關(guān)故障主要表現(xiàn)為車門(mén)打開(kāi)按下關(guān)門(mén)按鈕后，單個(gè)車門(mén)無(wú)法關(guān)閉，車輛顯示屏顯示該車門(mén)故障，主要原因?yàn)橄尬婚_(kāi)關(guān)故障或誤動(dòng)作；電機(jī)故障主要表現(xiàn)為車門(mén)不動(dòng)作或車門(mén)動(dòng)作一段距離后停止運(yùn)動(dòng)等，主要原因?yàn)殡姍C(jī)內(nèi)部零部件損壞或潤(rùn)滑不足；電氣線路故障會(huì)引起車門(mén)無(wú)法正常開(kāi)關(guān)，如電機(jī)插頭松動(dòng)、通訊插頭如MVB或RS485插頭松動(dòng)或內(nèi)部電阻異常、端子排線纜虛接或松動(dòng)等。

4結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)城軌車輛車門(mén)系統(tǒng)類型及其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了介紹，并以電動(dòng)式塞拉門(mén)為例，對(duì)其工作原理及各項(xiàng)功能進(jìn)行解讀，同時(shí)通過(guò)對(duì)電動(dòng)式塞拉門(mén)故障檢修數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，梳理總結(jié)車門(mén)系統(tǒng)各零部件故障模式及原因，通過(guò)車輛設(shè)計(jì)和日常維護(hù)等方面，為降低車門(mén)系統(tǒng)故障率、確保城軌車輛運(yùn)營(yíng)安全可靠提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

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