城軌車輛車門常見故障原因分析

周文基

摘 要 城市軌道交通具有緩解交通堵塞、降低機動車排放污染等優(yōu)勢，已經(jīng)得到越來越廣泛的重視。各大城市對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，其中車門系統(tǒng)故障率較高，據(jù)國內(nèi)外統(tǒng)計，車門系統(tǒng)的故障占車輛總故障達30%以上，對列車運行安全性影響較大。本文主要介紹城軌列車車門系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并以電動塞拉門為例，淺析車門的常見故障原因及處理措施。

關(guān)鍵詞 城軌車輛 車門 電動式塞拉門 車門故障

中圖分類號：U279 文獻標識碼：A

0引言

隨著我國軌道交通的迅猛發(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，車門系統(tǒng)的質(zhì)量和可靠性對保障城市軌道交通安全具有重要作用。城軌車輛車門種類很多，按驅(qū)動方式來區(qū)分有電動式和氣動式，從結(jié)構(gòu)來區(qū)分有塞拉門、內(nèi)藏式門、外掛式車門等；從用途來分有逃生門、司機室側(cè)門、客室門等。本文主要介紹城軌車輛客室車門系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成，并以電動式塞拉門為例，淺析車門的常見故障原因及處理措施。

1城軌車輛客室車門類型

1.1按驅(qū)動方式不同區(qū)分

1.1.1風動式車門

風動式車門由壓縮空氣驅(qū)動傳動氣缸，再通過機械傳動系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)完成車門的開關(guān)動作。機械傳動系統(tǒng)的作用是將傳動氣缸活塞桿的運動傳遞至車門，使車門動作。電氣控制系統(tǒng)是為了保證車門動作可靠和安全。

1.1.2電動式車門

電氣驅(qū)動車門由電動機、傳動裝置、控制器、鎖閉裝置和緊急開門裝置組成。齒形皮帶與兩個門頁相固定，鎖閉和解鎖所需扭矩由電動機提供。另一種電氣驅(qū)動裝置為電動機通過一根左右同步的螺桿和球面支承螺母驅(qū)動滾珠擺動導向件和與其固定的門葉。

1.2按結(jié)構(gòu)區(qū)分

1.2.1內(nèi)藏嵌入式車門

開關(guān)門時門頁在車輛側(cè)墻的外墻與內(nèi)護板之間的夾層內(nèi)移動，傳動裝置設(shè)于車廂內(nèi)側(cè)車門頂部，裝有導輪的門頁可以在導軌上移動并與傳動裝置的鋼絲繩或皮帶相連接，借助氣缸或電動機驅(qū)動傳動機構(gòu)，從而使鋼絲繩或皮帶帶動門頁動作。

1.2.2塞拉門

借助于車門上端的傳動機構(gòu)和導軌，車門打開后門頁貼靠在車體外側(cè)，當車門處于關(guān)閉狀態(tài)時，門頁與車體處在一個平面上，這不僅使外表美觀，而且有利于在高速行駛時減少空氣阻力，車門不會因空氣產(chǎn)生渦流及噪聲，也便于自動洗車裝置對車體清洗。

1.2.3外掛式車門

外掛式車門與內(nèi)藏嵌入式車門主要區(qū)別僅在于開、關(guān)門時，門頁和懸掛機構(gòu)始終處于側(cè)墻的外側(cè)，車門驅(qū)動機構(gòu)的工作原理與內(nèi)藏嵌入式車門相同。

2電動式塞拉式車門簡介

由于塞拉門系統(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，借助電動式車門自動化程度高、可靠性好、集成度高、易于維護且使用壽命長的特點，所以電動式塞拉門在城軌車輛領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

2.1電動式塞拉門系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能原理

2.1.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成

電動式塞拉門主要由機械部件和電氣部件兩大部分組成，機械部件主要包括電機、傳動裝置、支撐導向裝置、鎖閉裝置、緊急解鎖裝置及左右門頁，它們是車門開關(guān)門的主要執(zhí)行部件；電氣部件包括主門控單元（MDCU）、電子門控單元（EDCU）、鎖到位開關(guān)（S1）、隔離開關(guān)（S2）、緊急解鎖開關(guān)（S3）、關(guān)到位開關(guān)（S4）及部分繼電器，通過以上電氣部件工作實現(xiàn)對車門的電氣控制，其中主門控器（MDCU）作為列車控制系統(tǒng)和所在車輛的其他電子門控單元通訊橋梁、負責控制并監(jiān)控所在車輛其他電子門控單元動作；電子門控單元（EBCU）則負責并監(jiān)控單個車門機構(gòu)動作。圖1為電動塞拉門結(jié)構(gòu)原理圖。

2.1.2車門系統(tǒng)的主要功能

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

2.1.3車門系統(tǒng)工作原理

列車車門的開關(guān)由電子門控器控制，當司機或ATO發(fā)出開、關(guān)門指令，指令將通過列車線或控制系統(tǒng)傳遞給電子門控器，電子門控器接收到開門或關(guān)門動作指令后接通驅(qū)動電機電源，電機通過齒輪箱、齒形聯(lián)軸節(jié)帶動絲桿螺母副工作，攜門架通過滾珠直線軸承在長導柱上滑動，攜門架與門頁相連并將力從驅(qū)動機構(gòu)傳送到門頁，帶動門頁實現(xiàn)擺動或平移運動，實現(xiàn)車門開、關(guān)控制。同時車門動作后其狀態(tài)將由4個限位開關(guān)S1（鎖到位開關(guān)）、S2（隔離開關(guān)）、S3（緊急解鎖開關(guān)）、S4（關(guān)到位開關(guān)）進行監(jiān)控，其中S1、S3、S4開關(guān)通過常閉觸點串聯(lián)在一起構(gòu)成車門的安全互鎖回路，S2開關(guān)常閉觸點則與安全互鎖回路并聯(lián)。在車門系統(tǒng)實際運用過程中，若在沒有操作緊急解鎖的情況且門鎖閉合到位，開關(guān)S1、S3、S4閉合，安全互鎖回路導通。若是單門出現(xiàn)故障，就需要對隔離鎖裝置進行操作使得開關(guān)S2閉合，而此時該故障車門安全互鎖回路則被旁路，以致不會影響列車正常運行。門系統(tǒng)工作原理如圖2。

3車門系統(tǒng)常見故障及原因分析

3.1車門系統(tǒng)常見故障類型

通過對廣州3號線、寧波1號線、馬來西亞安邦線城軌車輛車門故障維修數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，車門系統(tǒng)故障分為機械故障和電氣故障兩大類。

（1）車門機械故障。城市軌道交通因站點間距離短，?？空军c多，車門動作頻繁，所以其機械執(zhí)行裝置如傳動絲桿、擺臂組件、攜門架、上下導軌、平衡輪、限位開關(guān)、螺母副、門機構(gòu)等部件磨耗大，容易出現(xiàn)機械緊固件松動、變形引起車門尺寸蠕變或零部件損壞，另外維護保養(yǎng)不及時、潤滑不足同樣會引起零部件磨損或損壞。

（2）車門電氣故障。電氣故障包括電子門控器故障、限位開關(guān)故障、電機故障、電氣線路故障；電子門控器故障主要包括門控器硬件故障、軟件故障、突然死機等；限位開關(guān)故障主要表現(xiàn)為車門打開按下關(guān)門按鈕后，單個車門無法關(guān)閉，車輛顯示屏顯示該車門故障，主要原因為限位開關(guān)故障或誤動作；電機故障主要表現(xiàn)為車門不動作或車門動作一段距離后停止運動等，主要原因為電機內(nèi)部零部件損壞或潤滑不足；電氣線路故障會引起車門無法正常開關(guān)，如電機插頭松動、通訊插頭如MVB或RS485插頭松動或內(nèi)部電阻異常、端子排線纜虛接或松動等。

4結(jié)束語

本文通過對城軌車輛車門系統(tǒng)類型及其結(jié)構(gòu)進行了介紹，并以電動式塞拉門為例，對其工作原理及各項功能進行解讀，同時通過對電動式塞拉門故障檢修數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，梳理總結(jié)車門系統(tǒng)各零部件故障模式及原因，通過車輛設(shè)計和日常維護等方面，為降低車門系統(tǒng)故障率、確保城軌車輛運營安全可靠提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

參考文獻

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