地鐵車輛電動外掛式車門的運用經(jīng)驗

羅益（廣州市地下鐵道總公司，廣東廣州510380）

地鐵車輛電動外掛式車門的運用經(jīng)驗

羅益
（廣州市地下鐵道總公司，廣東廣州510380）

簡述了廣州地鐵一號線增購車電動外掛式車門的結(jié)構(gòu)和原理，并對實際運用中出現(xiàn)的問題進行了小結(jié)，總結(jié)了車門運用過程中參數(shù)調(diào)整的重要性。

地鐵車輛；外掛門；參數(shù)設置；故障分析

1　概述

廣州地鐵一號線增購車采用了Faiveley提供的電動外掛門，目前已經(jīng)高效地使用了十年。概括起來，增購車客室車門系統(tǒng)具有以下特點[1]：

（1）采用絲桿/螺母傳動，具有結(jié)構(gòu)簡單、阻力小和維護工作量少的特點；

（2）單個門由門控器控制，相比氣動門少了大量的中間繼電器，能有效降低故障率；

（3）具有自動防夾和重關門功能。

每個車門系統(tǒng)包括了車門懸掛及導向機構(gòu)、車門驅(qū)動裝置、左右門頁、緊急解鎖裝置、乘務員鑰匙開關（每節(jié)車僅2對門有）、1套安裝在車體上的密封型材（上、左和右）等機械部件及電子門控單元、電氣連接、指示燈等電氣部件。如圖1所示。

2　主要組成部分

2.1絲桿/螺母傳動系統(tǒng)

絲桿/螺母系統(tǒng)是車門系統(tǒng)中的傳動部件，通過聯(lián)軸節(jié)、皮帶輪與電機相連接如下圖2。絲桿為特制的不銹鋼絲桿，螺母由高強度工程塑料制成，加以合理的潤滑都能保證較長的壽命。絲桿兩側(cè)的螺紋方向相反，兩個球形螺母安裝分別安裝在絲桿的兩側(cè)，電機通過皮帶輪帶動絲桿轉(zhuǎn)動，從而帶動與之配合的螺母水平移動，且保證兩門頁動作的同步性。絲桿螺母副具有阻力小、無噪音和維護工作小的特點，且絲桿傳動能傳遞較大扭力。

圖2　車門傳動系統(tǒng)

絲桿和電機的轉(zhuǎn)子連接，電機定子上裝有鎖閉滾子如圖3所示。車門關閉后轉(zhuǎn)子不能再繼續(xù)轉(zhuǎn)動，則定子開始轉(zhuǎn)動從而擋住與門頁裝在一起的鎖閉桿，實現(xiàn)鎖閉功能。自動解鎖時，由于門頁的平移被鎖閉的凸輪阻擋，電機施加的轉(zhuǎn)矩導致定子旋轉(zhuǎn)從而解鎖。

圖3　車門鎖閉裝置

2.2“關門”位置檢測裝置

如圖4所示，“關門”檢測功能由一個關門行程開關DCS組成，用于檢測車門是否處于關閉位置。由于兩門頁動作的同步性，只設置了一個DCS（關門行程開關）檢測車門是否關閉。關門行程開關DCS的兩對觸點分別送給列車安全回路和EDCU內(nèi)部，EDCU收到門關好信號后，控制電機降低轉(zhuǎn)速，以達到車門在完全關閉前實現(xiàn)緩沖。

圖4　“關門”位置檢測裝置

2.3“鎖門”位置檢測裝置

如圖5所示，“鎖門”位置檢測裝置用于檢測車門處于“關閉并鎖好”位置。該檢測裝置主要為電機上的梯形塊與DLS行程開關，DLS具有與DCS相同的特性，也是由兩對觸點組成。當其被激活后，向EDCU送出車門已鎖信號，同時向列車安全回路傳送信號。

圖5　“鎖門”位置檢測裝置

2.4門控單元EDCU

如圖6所示，電子門控單元EDCU是電動門的控制和故障檢測的核心，它包括一個電源、一個微處理器、一組輸入輸出接口、一個可用于切斷電機供電電路的繼電器和一個門電機驅(qū)動裝置。還有四個LED燈來指示系統(tǒng)的當前狀態(tài)，EDCU還有一個RS232接口，用于實現(xiàn)PC到EDCU的連接。

自2014年“8·18”會議明確從國家層面推動媒體融合戰(zhàn)略已實施4年，媒體融合的主體一直集中在省市級媒體。2018年8月習近平總書記指出，“要扎實抓好縣級融媒體中心建設，更好引導群眾、服務群眾”。也就是說縣級融媒體中心建設，被普遍認為是媒體融合從省級以上媒體向基層媒體的縱深延展的信號。媒體融合需要一套融通機制，這套機制要激發(fā)“制度效能”，進而完成“技術(shù)賦能”，利用大數(shù)據(jù)完成主流算法的轉(zhuǎn)化，歸根到底是主流價值觀的表達?；ヂ?lián)網(wǎng)的發(fā)展雖然重塑了傳媒的格局，比如各種算法推薦和聚合平臺，但也帶來了很多負面問題，期待著主流媒體重塑傳媒生態(tài)和確立價值標準。

基于微處理器的EDCU既可以準確地控制車門的動作，又能自主診斷車門故障并記錄保存故障數(shù)據(jù)，這些記錄能通過總線傳送到VTCU（列車控制單元）或者下載到PC進行故障分析[2]。EDCU在開關門過程中實時監(jiān)控DCS和DLS的狀態(tài)、動作順序、電機電流等參數(shù)，是否符合EDCU的內(nèi)部邏輯，來實現(xiàn)故障監(jiān)測和防夾等功能。EDCU中的PWM信號驅(qū)動斷路器控制電動機的轉(zhuǎn)矩及速度，使門的運動快速平穩(wěn)，電動機輸出有過流保護及自動恢復功能。開關門均具有二級緩沖功能，且開關門速度可以通過軟件調(diào)節(jié)。

圖6　門控單元EDCU

3　運用中的問題與處理

3.1開門時紅閃故障

在運營過程中多次出現(xiàn)開門時司機室MMI有車門圖標紅閃（即檢測到車門故障），幾秒后消失的故障現(xiàn)象，而回庫后開關門實驗正常。打開內(nèi)外蓋板檢查門頁高度、門頁平行度、門頁對中、V形皮帶拉力、鎖閉輪與鎖閉桿間隙、開門端止擋、緊急解鎖鋼絲繩、DCS等參數(shù)正常，于是模擬開關門的動作，仔細檢查各個部件的狀態(tài)情況。檢查發(fā)現(xiàn)該車門DLS行程開關回程行程較小，導致DLS行程開關無法完全釋放而容易處于臨界狀態(tài)。

對于鎖閉輪與鎖閉桿間隙的檢查，模擬開門的狀態(tài)，手動拉電機解鎖，檢查鎖閉輪與鎖閉桿的垂向間隙，發(fā)現(xiàn)以下問題。

（1）DLS行程開關回程行程不足，車門解鎖時，電機端部開門止擋與梯形塊接觸后，DLS行程開關才剛好釋放，沒有足夠的回程行程，即車門打開時DLS行程開關幾乎處于臨界狀態(tài)。如圖7。

圖7　DLS行程開關檢查情況

（2）檢查車門解鎖處于完全打開狀態(tài)時，車門鎖閉輪與鎖閉桿垂向間隙較大（檢查時打開車門后拉扯電機還能上下轉(zhuǎn)動一定角度），約為2~ 3 mm，如圖8所示，正常要求該間隙在0.5～1mm，導致車門在打開過程中，車門電機能夠上下轉(zhuǎn)動，順時針能轉(zhuǎn)動的角度即是鎖閉輪與鎖閉桿的間隙，而且由于DLS行程開關回程行程不足、處于臨界狀態(tài)，從而導致門在打開時，電機的上下轉(zhuǎn)動使DLS行程開關由釋放狀態(tài)變?yōu)閴壕o狀態(tài)，車門EDCU檢測到DLS行程開關動作錯誤，根據(jù)其內(nèi)部邏輯報出車門紅閃故障。

圖8　鎖閉輪檢查情況

（1）針對DLS行程開關回程行程不足問題，按照調(diào)整要求“切除車門后，慢慢扳動電機，當DLS行程開關剛好釋放時，測量電機端部開門止擋與梯形塊之間的間距，要求大于2mm”，即讓DLS行程開關釋放斷開后還有足夠的預留行程防止誤動作。重新調(diào)整電機端部開門止擋的墊片厚度，使開門時電機轉(zhuǎn)動角度增大，從而增大DLS行程開關的回程行程，保證開門時DLS能夠完全釋放。

（2）針對鎖閉輪與鎖閉桿角度間隙較大問題，按照調(diào)整要求“切除車門后，扳動電機，當電機端部的開門止擋與梯形塊剛好接觸時，測量鎖閉輪與鎖閉桿之間的間距，要求小于0.5mm，且有電開門時，鎖閉輪不與鎖閉桿碰撞”。通過調(diào)整鎖閉輪位置，減小鎖閉輪與鎖閉桿的間隙，保證鎖閉輪與鎖閉桿間隙在0.5mm，從而避免車門在打開過程中和車門開到位時，電機較大角度的轉(zhuǎn)動，進而避免由于DLS行程開關的誤動作而導致車門紅閃。即如圖9所示保證鎖閉輪與鎖閉桿的垂向間隙。

圖9　鎖閉輪垂向調(diào)節(jié)示意圖

3.2關門時紅閃故障

司機在關門時也較易出現(xiàn)車門圖標紅閃，回庫后檢查時模擬關門與鎖閉的過程，檢查發(fā)現(xiàn)鎖閉輪與鎖閉桿的水平間隙太小，鎖閉輪難以落下，導致電機電流太大保護而無法關閉，從而報出故障。但鎖閉輪與鎖閉桿的橫向間隙太大，易產(chǎn)生噪聲和漏風而影響乘車舒適性，太小容易造成鎖閉滾子難以落下而多次自動啟動防夾后引起車門無法關閉故障。

調(diào)整門鎖閉位置是為了使車門在鎖閉時能順利鎖好，且防止開門時鎖閉滾子與鎖桿產(chǎn)生撞擊。主要步驟如圖10所示[3]：

圖10　鎖閉輪橫向調(diào)節(jié)示意圖

①關閉門頁，直到其前端密封條相互接觸；

②調(diào)整鎖緊凸輪使?jié)L子鎖定正確（保證鎖閉輪與鎖閉桿的橫向間隙為0.5~1mm）；

③旋緊鎖緊凸輪的固定螺栓，打開門；

④關門并檢查鎖緊滾子使門頁被鎖好。

4　結(jié)束語

電動外掛門在實際運用中與電控氣動門相比，具有噪音小，中間繼電器少且具有障礙物探測功能等優(yōu)點，能很大程度上降低故障率，減少維護工作量。EDCU對電機的過流保護功能一方面能實現(xiàn)防夾功能保護電機，但另一方面也對車門各項參數(shù)的調(diào)整提出了更高的要求。由于ED?CU根據(jù)電機電流的大小來對其進行保護，當車門各傳動機構(gòu)隨著使用年限的增長發(fā)生微量變形，導致開關車門時阻力增大時，電機開關門時的電流也會相應變大，EDCU更容易啟動電流保護而無法正常開關車門。

門頁與門檻的動作阻力、絲桿螺母副的摩擦阻力都可以通過限制尺寸或加強潤滑而得到控制。但電機在開關門動作開始的瞬間，電機電流本來就比較大，若鎖閉輪與鎖閉桿的配合不是很好，很容易就會直接啟動電流保護而無法開關門。鎖閉輪與鎖閉桿的配合是車門參數(shù)調(diào)整的重中之重，且車門預留的安裝位置較小，各部件安裝緊密，在實際運用過程中，必須對各參數(shù)在靜態(tài)和動態(tài)、有電和無電情況下的變化進行監(jiān)控，必須清楚各個參數(shù)對車門運用的重要性以及可能引發(fā)的問題，以及各個參數(shù)之間的相互影響，從而避免運用過程中的故障出現(xiàn)。

［1］彭有根.廣州地鐵二號線車輛車門系統(tǒng)及其控制原理［J］.電力機車與城軌車輛，2005（6）：47-49.

［2］何霖.車輛檢修工［M］.北京：中國勞動社會保障出版社，2009.

［3］長春長客-龐巴迪軌道車輛有限公司.廣州地鐵1&2號線增購車輛維護保養(yǎng)、檢修及大修手冊［Z］. 2006.

(編輯：王智圣)

App lication Experienceof the Outside Sliding Door for M etro Vehicles

LUOYi
（Guangzhou Metro Corporation，Guangzhou510380，China）

The paper simply presents the structure and theory of the outside sliding door of Guangzhou Metro Line 1，and make a summary of the problemsoccurred during theapplication，then demonstrates the importanceofparameter setting.

metro vehicle；theoutside sliding door；parameter setting；failureanalysis

U260.3

A

1009－9492(2015)04－0126－04

10.3969/j.issn.1009-9492.2015.04.034

2014－11－19

羅益，男，1992年生，湖南常德人，大學本科，助理工程師。研究領域：地鐵車輛檢修技術(shù)。