和諧號CRH6A型城際高鐵車門系統(tǒng)結構設計及其控制性能分析

王 毅 王梅佳

(1.IFE-威奧軌道車輛門系統(tǒng)（青島）有限公司，山東 青島 266108；2.青島出版集團，山東 青島 266000)

1 DET型車門系統(tǒng)結構與特點

1.1 DET型車門系統(tǒng)結構

DET型單扇電動驅動+氣動鎖閉滑動塞拉門主要由電機驅動絲桿螺母傳動機構，門攜架，車門控制面板，單門扇，緊急解鎖裝置，門隔離裝置以及部件支架等組成。其中在部件支架中裝有主鎖門關到位鎖到位限位開關，輔助鎖，98%限位開關，下門關到位限位開關，門隔離限位開關組，門緊急裝置激活限位開關緊急裝置離合器，電源開關等以實現(xiàn)對車門的電氣監(jiān)控與控制；而控制面板則包含有電子門控器（EDCU）和列車控制回路接口。每節(jié)車廂左右各有4對門扇，呈對稱分布，同時車輛編組可以靈活配置，無需進行額外設置。

1.2 DET型車門系統(tǒng)特點

門扇采用鋁蜂窩泡沫復合結構，具有重量輕、強度高、密封性能好，隔音、隔熱等特點；主門鎖為雙重閉鎖，同時輔以氣動輔助鎖輔以密封鎖閉；采用塞拉門結構，其優(yōu)點是列車運行時可減小空氣阻力，同時具有良好的車廂密封性，能有效降低噪音及客室空調的損耗；絲桿/螺母傳動方式，具有維護工作量小，阻力小，噪音低等特點；獨立的EDCU車門控制單元設計，具有可編程性，模塊化結構，可實現(xiàn)整列車門系統(tǒng)的集中控制，同時EDCU還具有自我診斷和狀態(tài)顯示功能，確保隨車維護人員以最快的速度對車門故障進行診斷，排查；多種障礙物檢測方式；單點故障導向安全功能。

2 DET型車門系統(tǒng)功能及控制分析

2.1 基本功能

2.1.1 開關門基本操作。DET車門系統(tǒng)開關操作主要為集控電動開關。列車停站到位后，司機室人員可以通過硬線集控開/關門命令來打開/關閉列車一側所有的車門，車門單程開關時間3～6秒，通過電機調節(jié)速度，開關門時含有預告警功能，伴有蜂鳴器和指示燈指示以提醒乘客注意。同時，開關門過程具有緩沖以減少開關門瞬時的沖擊，提高車門壽命。

2.1.2 緊急解鎖。遇到緊急情況車門無法正常打開的情況下，乘客或營救人員可通過內部或外部的緊急解鎖裝置，通過解鎖閘線激活反向鎖閉裝置并觸發(fā)該限位開關，同時手動打開車門；

2.1.3 車門隔離。當列車在運行過程中車門故障，司機可到故障車門處手動將門隔離，通過車門內外手動鎖用鑰匙實現(xiàn)機械隔離，彈出的鎖舌壓住門框，并觸發(fā)側門框上的隔離鎖開關，此時所有車門功能都會被切斷，所有故障不再記錄，同時車門隔離指示燈常亮。

2.1.4 車門電源切除。每扇門的部件支架上安裝有車門電源切除開關，可通過該開關切除該扇門的供電電源，以便維護人員對車門進行維護與檢修。

2.2 防擠壓功能

DET塞拉門系統(tǒng)具有更嚴格檢測標準的防擠壓功能，通過電機電流檢測和位置/時間檢測方式以及在門扇內外各增加一個敏感膠條用于檢測障礙物。在電動關門過程中，如遇到障礙物，就會擠壓門扇邊緣的敏感膠條，其內部阻值的變化轉換為電信號至EDCU，ECU控制車門在關門方向運動停止并重打開，延時3秒后繼續(xù)實施關門動作，當障礙物探測達到一定次數(shù)時（默認3次），車門會自動打開并斷開列車的安全關門回路同時向司機室報警。DET塞拉門系統(tǒng)檢測障礙物的尺寸可以達到10*50mm，首次障礙物擠壓力的大小不超過150牛，能夠有效的保證在關門過程中乘客不被夾傷。

2.3 氣路控制系統(tǒng)

氣路控制系統(tǒng)由列車風源、調壓閥、手動閘閥、快排閥、單向節(jié)流閥、氣路控制電磁閥及空氣管路等組成。其中，車輛風源由車下儲風缸提供，供氣壓力要求為8bar～10bar，要求無油滴，無雜質，在0°以下無冷凝水；調壓閥的作用是調整車輛氣源壓力以保證車門氣路系統(tǒng)的空氣壓力穩(wěn)定在6～8bar，手動閘閥則用于通斷氣路供給，同時含有氣壓監(jiān)測開關，當氣源壓力低于4.5bar自動報警；氣路控制電磁閥為雙位電磁閥，通過電控信號控制電磁閥進而對氣路進行控制，其分別控制主鎖的解鎖裝置和車門上下兩個輔鎖裝置，當車門需要打開時，通過氣控解鎖裝置解鎖主鎖，同時上下兩個輔鎖排氣松開，進而打開車門；當車門關閉時首先需要激活一次解鎖氣缸，以防車門打開后有人故意撥動解鎖開關，且當車門行至98%開關位置時激活上下兩個輔鎖，以輔助車門關閉鎖閉到位同時壓緊車門確保密封。

2.4 安全功能

2.4.1 鎖閉裝置。鎖閉裝置主要由安裝在部件支架上的解鎖風缸、旋轉鎖舌、鎖定凸輪，門關到位鎖到位開關等組成的旋轉鎖機構組成。鎖閉裝置包含有兩級以提高安全性，其機械閉鎖力可防止車門電氣、壓縮空氣發(fā)生故障時車門自動開啟。正常情況通過電控解鎖，緊急情況下，可通過緊急裝置解鎖。另外部件支架上部和下部含有輔助鎖，用于輔助鎖閉車門同時加強車門密封，在列車行駛時如果主鎖出現(xiàn)故障，或者非正常操作，輔鎖也可起到鎖閉作用，防止車門誤打開。

2.4.2 車門安全回路。不同于其他車門系統(tǒng)，在車門控制單元內部含有一個專用的安全繼電器，其觸點控制鎖閉裝置的解鎖氣缸和電機開門方向的電路，當該安全繼電器激活的時候，車門才能解鎖并激活相應的電機電路，然后車門向開門方向動作。為了保證安全，可靠，安全繼電器的激活需軟件，硬件使能共同動作才能觸發(fā)，其中硬件使能由相應的列車線控制，司機通過司機室的開門按鈕，激活相應列車控制線，以給與車門控制單元（EDCU）授權開門，而軟件使能則由車門控制單元自行判斷，當車門無故障，無緊急操作，無隔離操作且判斷列車處于靜止狀態(tài)下，才能允許激活軟件使能。軟、硬件共同作用，以防止人為或者設備故障而導致危險發(fā)生。

3 結束語

據(jù)統(tǒng)計，其故障率占列車總故障的90%左右，而CRH6A型城際車塞拉門通過一系列的設計改進和相應的安全保護，有效確保了車門系統(tǒng)的低故障率和高可靠性。經過試驗運行表明，各項技術性能優(yōu)良。相信在不久的將來，CRH6A型車對于城市之間經濟發(fā)展融合，多地產業(yè)層次的提高以及引領區(qū)域經濟的發(fā)展方面將做出重要的貢獻。

[1]趙立華：城際高鐵，區(qū)域合作的紐帶