淺析動(dòng)車(chē)組塞拉門(mén)鎖閉系統(tǒng)

王洋 智雷勇

摘 要：以CRH380B高寒型動(dòng)車(chē)組為例，剖析塞拉門(mén)鎖閉系統(tǒng)的控制電路和運(yùn)行邏輯。從應(yīng)用角度提出主鎖閉鎖氣缸行程無(wú)檢測(cè)的問(wèn)題，并提出了增加主鎖閉鎖氣缸行程開(kāi)關(guān)的優(yōu)化措施，以期不斷提升塞拉門(mén)電控系統(tǒng)智能化進(jìn)程，不斷增強(qiáng)列車(chē)運(yùn)行安全性。

關(guān)鍵詞：CRH380B;塞拉門(mén);主鎖;輔助鎖

中圖分類(lèi)號(hào)：U270.386 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 前言

截止到2019年，中國(guó)鐵路營(yíng)業(yè)里程超過(guò)13.9萬(wàn)公里，其中高鐵約3.5萬(wàn)公里，居世界第一位，隨著高速鐵路里程快速增長(zhǎng)，動(dòng)車(chē)組列車(chē)規(guī)模在不斷增大。隨著人們生活水平的不斷提高，大家對(duì)高鐵安全性、舒適性的要求也在不斷提升。側(cè)門(mén)作為旅客乘坐動(dòng)車(chē)組列車(chē)時(shí)接觸較多的設(shè)備之一，其電控技術(shù)也在不斷發(fā)展，從較早時(shí)的氣缸驅(qū)動(dòng)、各環(huán)節(jié)基本無(wú)反饋的側(cè)門(mén)到現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的電機(jī)驅(qū)動(dòng)、各環(huán)節(jié)形成閉環(huán)控制的塞拉門(mén)，側(cè)門(mén)系統(tǒng)不斷的向智能化發(fā)展。

當(dāng)前廣泛應(yīng)用的塞拉門(mén)，采用嵌入式門(mén)控系統(tǒng)作為控制核心[1]，以電機(jī)、電磁閥等作為電控對(duì)象，以各類(lèi)開(kāi)關(guān)信號(hào)作為閉環(huán)反饋信號(hào)，大大提升了側(cè)門(mén)系統(tǒng)的安全性和舒適性。塞拉門(mén)鎖閉系統(tǒng)作為車(chē)門(mén)的安全屏障，采用多種鎖以及間隙補(bǔ)償器等模塊作為鎖閉系統(tǒng)的重要組成部分。

本文以CRH380B型長(zhǎng)客高寒動(dòng)車(chē)組塞拉門(mén)的鎖閉系統(tǒng)為例進(jìn)行分析，并從安全、自檢、故障處理等角度，對(duì)其提出一些優(yōu)化措施。

1 塞拉門(mén)鎖閉系統(tǒng)

塞拉門(mén)鎖閉系統(tǒng)由開(kāi)關(guān)門(mén)按鈕、主鎖、輔助鎖、站臺(tái)間隙補(bǔ)償器等組成[2]。觸摸關(guān)門(mén)按鈕，以門(mén)控器為控制核心，收回站臺(tái)間隙補(bǔ)償器，控制電機(jī)帶動(dòng)門(mén)扇達(dá)到主鎖一級(jí)鎖和二級(jí)鎖，并控制主鎖閉鎖電磁閥將主鎖壓緊，控制輔助鎖閉鎖電磁閥使輔助鎖壓緊門(mén)扇。觸摸開(kāi)門(mén)按鈕，門(mén)控器驅(qū)動(dòng)輔助鎖電磁閥和主鎖解鎖電磁閥，分別解開(kāi)輔助鎖和主鎖，并控制電機(jī)反向帶動(dòng)門(mén)扇打開(kāi)，當(dāng)門(mén)扇打開(kāi)到三分之二開(kāi)度時(shí)，打開(kāi)站臺(tái)間隙補(bǔ)償器。

1.1 塞拉門(mén)鎖閉系統(tǒng)的主要輸入輸出電信號(hào)裝置

塞拉門(mén)鎖閉系統(tǒng)的主要輸入電信號(hào)是由內(nèi)外側(cè)開(kāi)門(mén)按鈕、內(nèi)側(cè)關(guān)門(mén)按鈕、主鎖鎖到位行程開(kāi)關(guān)S1、緊急解鎖行程開(kāi)關(guān)S3、輔助鎖鎖到位行程開(kāi)關(guān)、踏板關(guān)到位行程開(kāi)關(guān)S14和踏板開(kāi)到位行程開(kāi)關(guān)S15等裝置組成。

塞拉門(mén)鎖閉系統(tǒng)的主要輸出電信號(hào)是由主鎖閉鎖電磁閥Y1、輔助鎖閉鎖電磁閥Y2、主鎖解鎖電磁閥Y3、踏板打開(kāi)電磁閥Y6和踏板收回電磁閥Y5等裝置組成。

1.2 塞拉門(mén)鎖閉系統(tǒng)各模塊

塞拉門(mén)鎖閉模塊分為開(kāi)關(guān)門(mén)按鈕模塊、主鎖模塊、輔助鎖模塊、站臺(tái)間隙補(bǔ)償器等[3]。

1.2.1 開(kāi)關(guān)門(mén)按鈕模塊

塞拉門(mén)內(nèi)側(cè)操作面板上有綠色開(kāi)門(mén)按鈕和紅色關(guān)門(mén)按鈕，外側(cè)有綠色開(kāi)門(mén)按鈕，如圖1所示為其中一個(gè)按鈕的電路圖，三個(gè)按鈕的電路完全相同。當(dāng)按鈕有效時(shí)，門(mén)控器的輸出接口輸出110 V電，綠色指示燈亮，當(dāng)按下對(duì)應(yīng)按鈕時(shí)，紅色指示燈亮，同時(shí)門(mén)控器輸入接口接收到信號(hào)。門(mén)在關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，關(guān)門(mén)按鈕失效;當(dāng)列車(chē)在行駛中，車(chē)速大于5 km/h時(shí)，開(kāi)門(mén)按鈕失效，即門(mén)控器的輸出接口為0 V，綠色指示燈滅，即使按下對(duì)應(yīng)按鈕時(shí)，紅色指示燈也不亮，門(mén)控器輸入接口無(wú)信號(hào)輸入。

1.2.2 主鎖閉鎖與解鎖控制

車(chē)門(mén)關(guān)閉到位、主鎖處于二級(jí)鎖狀態(tài)時(shí)，主鎖鎖到位行程開(kāi)關(guān)S1復(fù)位，否則該行程開(kāi)關(guān)處于被壓下?tīng)顟B(tài)，門(mén)控器依靠主鎖鎖到位行程開(kāi)關(guān)S1常開(kāi)觸點(diǎn)來(lái)檢測(cè)主鎖鎖閉是否達(dá)到二級(jí)鎖[4]。

如圖2所示，主鎖鎖閉結(jié)構(gòu)由兩級(jí)鎖閉機(jī)構(gòu)和一個(gè)壓緊氣缸構(gòu)成，在塞拉門(mén)關(guān)閉最后階段，依靠電機(jī)的驅(qū)動(dòng)，使主鎖依次完成一級(jí)鎖、二級(jí)鎖，然后主鎖閉鎖電磁閥Y1驅(qū)動(dòng)主鎖閉鎖氣缸導(dǎo)桿伸出將主鎖鎖死，確保關(guān)閉可靠。而開(kāi)門(mén)前需先收回閉鎖氣缸導(dǎo)桿，然后由解鎖電磁閥Y3控制解鎖氣缸撥動(dòng)解鎖機(jī)構(gòu)將一級(jí)鎖和二級(jí)鎖解開(kāi)[5]，然后才能依靠電機(jī)的驅(qū)動(dòng)完成開(kāi)門(mén)[6]。

1.2.3 輔助鎖閉鎖電磁閥控制與列車(chē)線(xiàn)

列車(chē)線(xiàn)的作用是將車(chē)速信號(hào)引入門(mén)控器，防止車(chē)門(mén)在列車(chē)運(yùn)行時(shí)誤開(kāi)，保證列車(chē)運(yùn)行時(shí)側(cè)門(mén)區(qū)域安全。

如圖3所示，門(mén)控系統(tǒng)從外部引入三條DC110 V車(chē)速列車(chē)線(xiàn)信號(hào)：<5 km/h列車(chē)線(xiàn)、>5 km/h列車(chē)線(xiàn)和>10 km/h列車(chē)線(xiàn)，當(dāng)車(chē)速滿(mǎn)足列車(chē)線(xiàn)要求時(shí)，對(duì)應(yīng)列車(chē)線(xiàn)電壓為DC110 V，否則為0 V。其中<5 km/h列車(chē)線(xiàn)和>5 km/h列車(chē)線(xiàn)僅為門(mén)控器提供輸入信號(hào);>10 km/h列車(chē)線(xiàn)除了為門(mén)控器提供輸入信號(hào)，還與從門(mén)控器引出的緊急解鎖行程開(kāi)關(guān)S3常閉觸點(diǎn)并聯(lián)，之后與輔助鎖閉電磁閥串聯(lián)。

當(dāng)車(chē)速小于5 km/h時(shí)，<5 km/h列車(chē)線(xiàn)為110 V，其他列車(chē)線(xiàn)為0 V，此時(shí)輔助鎖閉鎖電磁閥僅受門(mén)控器和緊急解鎖行程開(kāi)關(guān)S3常閉觸點(diǎn)控制;當(dāng)車(chē)速在5 km/h～10 km/h之間時(shí)，>5 km/h列車(chē)線(xiàn)為110 V，其他列車(chē)線(xiàn)為0 V，此時(shí)輔助鎖閉鎖電磁閥僅受門(mén)控器和緊急解鎖行程開(kāi)關(guān)S3常閉觸點(diǎn)控制;當(dāng)車(chē)速>10 km/h時(shí)，>5 km/h列車(chē)線(xiàn)和>10 km/h列車(chē)線(xiàn)為110 V，<5 km/h列車(chē)線(xiàn)為0 V，此時(shí)>10 km/h列車(chē)線(xiàn)直接供電到輔助鎖閉鎖電磁閥，門(mén)控器和緊急解鎖行程開(kāi)關(guān)S3常閉觸點(diǎn)不再控制輔助鎖閉鎖電磁閥，保證列車(chē)在行駛中正常操作和緊急解鎖都無(wú)法開(kāi)門(mén)。

1.2.4 站臺(tái)間隙補(bǔ)償器控制

站臺(tái)間隙補(bǔ)償器的打開(kāi)與關(guān)閉是由踏板打開(kāi)電磁閥Y6和踏板收回電磁閥Y5控制站臺(tái)補(bǔ)償器氣缸來(lái)實(shí)現(xiàn)的。主鎖閉鎖氣缸、輔助鎖閉鎖氣缸、主鎖解鎖氣缸，都是采用一端由1個(gè)電磁閥輸出的壓縮空氣控制、另一端由彈簧實(shí)現(xiàn)自復(fù)位，但站臺(tái)補(bǔ)償器氣缸兩端是分別采用1個(gè)電磁閥來(lái)實(shí)現(xiàn)控制的，防止失電或失壓時(shí)踏板誤動(dòng)作造成安全事故。

如圖4所示，踏板收回電磁閥Y5得電，則驅(qū)動(dòng)站臺(tái)補(bǔ)償器氣缸將踏板收回;踏板打開(kāi)電磁閥Y6得電，則驅(qū)動(dòng)站臺(tái)補(bǔ)償器氣缸將踏板打開(kāi)。站臺(tái)補(bǔ)償器所處位置檢測(cè)是由踏板關(guān)到位行程開(kāi)關(guān)S14和踏板開(kāi)到位行程開(kāi)關(guān)S15給門(mén)控器的輸入信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)站臺(tái)補(bǔ)償器關(guān)閉到位時(shí)，壓下踏板關(guān)到位行程開(kāi)關(guān)S14，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合;當(dāng)站臺(tái)補(bǔ)償器打開(kāi)到位時(shí)，壓下踏板開(kāi)到位行程開(kāi)關(guān)S15，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合;門(mén)控器通過(guò)檢測(cè)對(duì)應(yīng)輸入接口的帶電情況即可掌握踏板當(dāng)前狀態(tài)。

2 存在問(wèn)題與改進(jìn)建議

主鎖閉鎖氣缸使用開(kāi)環(huán)控制，是否閉鎖到位沒(méi)有反饋，門(mén)控器無(wú)法檢測(cè)主鎖閉鎖氣缸的實(shí)時(shí)狀態(tài)，門(mén)控器無(wú)法檢測(cè)出因主鎖閉鎖氣缸引起的開(kāi)關(guān)門(mén)故障。

因此可在此處增加一個(gè)行程開(kāi)關(guān)加以檢測(cè)主鎖閉鎖氣缸的實(shí)時(shí)狀態(tài)，提升電控系統(tǒng)故障自檢能力，增強(qiáng)列車(chē)運(yùn)行安全性。

3 結(jié)論

本文以CRH380B型動(dòng)車(chē)組長(zhǎng)客高寒車(chē)塞拉門(mén)的塞拉門(mén)鎖閉系統(tǒng)為例，剖析了開(kāi)關(guān)門(mén)按鈕模塊、主鎖模塊、輔助鎖模塊和站臺(tái)間隙補(bǔ)償器的控制電路和運(yùn)行邏輯，從提升列車(chē)運(yùn)行安全性和故障智能自檢的角度出發(fā)，找出主鎖閉鎖氣缸行程無(wú)檢測(cè)的問(wèn)題。并提出了增加主鎖閉鎖氣缸行程開(kāi)關(guān)的優(yōu)化措施，以期提升塞拉門(mén)系統(tǒng)故障智能自檢的能力，提升列車(chē)運(yùn)行安全性。

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