CRH380B型動(dòng)車組塞拉門原理及常見故障分析

郭 鑫 中國鐵路上海局集團(tuán)有限公司南京動(dòng)車段

1 引言

塞拉門是高速動(dòng)車組普遍采用的一種車門系統(tǒng)，因其具有氣密性好、安全性高、可靠性強(qiáng)、控制智能化而被廣泛使用，其門扇四周均使用鋁合金輪廓面，確保車門具有良好的防塵防水密封性能。高速動(dòng)車組的塞拉門驅(qū)動(dòng)方式為氣動(dòng)，控制方式為電控，因此稱之為電控氣動(dòng)塞拉門。

2 塞拉門簡介

CRH380B型動(dòng)車組使用塞拉門作為其門系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)為單扇電控電動(dòng)多點(diǎn)鎖閉式塞拉門，主要由承載驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、側(cè)立集成機(jī)構(gòu)（包括主鎖、輔助鎖、隔離鎖檔及開關(guān)、門到位開關(guān)、下擺臂組件、氣路控制模塊等）、門扇、站臺(tái)補(bǔ)償器、密封門框、控制系統(tǒng)、操作面板等組成。塞拉門具體結(jié)構(gòu)如圖1。

圖1 塞拉門整體結(jié)構(gòu)

3 塞拉門基本原理

塞拉門的基本功能是在動(dòng)車組運(yùn)行過程中能夠穩(wěn)定的開關(guān)門。為了能盡快排查塞拉門故障，降低塞拉門的故障率，了解塞拉門開關(guān)邏輯十分重要。

3.1 塞拉門開門原理

塞拉門開門過程可以主要分為5步。

①司機(jī)操縱集控開門按鈕或乘務(wù)員操作本地開門按鈕，門控單元接收到開門指令。

②輔助鎖氣缸供風(fēng)斷開，輔助鎖松開，同時(shí)門控單元向主鎖解鎖電機(jī)M2 發(fā)出解鎖信號(hào)，使其帶動(dòng)主鎖凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)600將主鎖解鎖，解鎖電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)600時(shí)斷電。

③主鎖解鎖后門控單元控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)M1 反向轉(zhuǎn)動(dòng)，使門扇向打開方向運(yùn)動(dòng)。

④在門扇在關(guān)閉過程中，“門98%關(guān)閉”限位開關(guān)B8 由于門扇抽離而松開，門控單元得到限位開關(guān)B8 的信號(hào)后，使解鎖電機(jī)M2 再次得電激活，帶動(dòng)主鎖凸輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)3000回到初始位置。

⑤當(dāng)門扇距關(guān)閉位置約150 mm 時(shí)，門控單元觸發(fā)“打開站臺(tái)補(bǔ)償器”電磁閥K5 得電動(dòng)作，使站臺(tái)補(bǔ)償器完全放平。當(dāng)車門到達(dá)完全打開位置后，驅(qū)動(dòng)電機(jī)斷電，至此車門完全打開，開門過程結(jié)束。

3.2 塞拉門關(guān)門原理

塞拉門關(guān)門過程可以由4步組成。

①司機(jī)操縱集控關(guān)門按鈕或乘務(wù)員操作本地關(guān)門按鈕，門控單元接收到關(guān)門指令，使門驅(qū)動(dòng)電機(jī)M1 正向轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)車門向關(guān)閉方向運(yùn)動(dòng)。

②在車門在距離關(guān)閉300 mm 的位置時(shí)，門控單元觸發(fā)“關(guān)閉站臺(tái)補(bǔ)償器”的電磁閥K6 得電動(dòng)作，站臺(tái)補(bǔ)償器縮回并關(guān)閉。

③車門在即將達(dá)到關(guān)閉位置時(shí)，會(huì)觸發(fā)“門98%關(guān)閉”限位開關(guān)B8 動(dòng)作，隨后當(dāng)門到達(dá)關(guān)閉位置時(shí)，主鎖的鎖舌自動(dòng)咬入門扇凹口達(dá)到二級(jí)鎖閉狀態(tài)。與此同時(shí)，如果車門供風(fēng)管路風(fēng)壓大于4.5 Bar 且壓力開關(guān)B5 閉合，門控單元將觸發(fā)K3電磁閥動(dòng)作，使上下輔助鎖氣缸充風(fēng)，完全鎖閉車門，同時(shí)保障了車門的密封性。

④當(dāng)車門達(dá)到完全關(guān)閉位置時(shí)，主鎖凸輪機(jī)構(gòu)會(huì)觸發(fā)“門關(guān)閉且鎖閉”限位開關(guān)B7.1、B7.2，將塞拉門關(guān)閉并鎖閉的信息傳遞給門控單元，至此車門已完全關(guān)閉。

4 塞拉門常見故障及解決方案

4.1 車門關(guān)閉及鎖閉故障

該故障出現(xiàn)時(shí)，HMI 屏?xí)?bào)相應(yīng)車廂1-1 車門關(guān)門并鎖閉信號(hào)故障（代碼6A55)，或者HMI屏車門狀態(tài)頁面顯示該車門處于開啟狀態(tài)。

（1）故障分析

報(bào)出車門關(guān)閉及鎖閉信號(hào)不可信（故障代碼6A55）的原因?yàn)檐囬T關(guān)閉及鎖閉回路的硬線反饋與門控單元的網(wǎng)絡(luò)反饋不一致。當(dāng)硬線斷路故障的時(shí)候報(bào)故障代碼6A55時(shí)，HMI屏車門狀態(tài)頁面不會(huì)顯示具體故障車門打開狀態(tài)；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)通訊故障導(dǎo)致報(bào)故障6A55 時(shí)，在HMI 屏車門狀態(tài)頁面會(huì)顯示具體故障車門處于打開狀態(tài)。

（2）故障處理

首先下載CCU 數(shù)據(jù)及門控單元數(shù)據(jù)檢查，如報(bào)有車門通訊故障，檢查門控單元及相關(guān)接線，發(fā)現(xiàn)問題進(jìn)行更換；隨后對(duì)車門主鎖機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢查，檢查凸輪動(dòng)作機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)有無卡滯、解鎖電機(jī)M2動(dòng)作是否正常，如有問進(jìn)行更換相應(yīng)的零部件；最后檢查98%限位開關(guān)安裝尺寸、狀態(tài)，如圖2 所示，使用萬用表對(duì)限位開關(guān)內(nèi)部觸點(diǎn)進(jìn)行測量，開門狀態(tài)下13 至14觸點(diǎn)為導(dǎo)通狀態(tài)，21至22觸點(diǎn)為斷開狀態(tài)，關(guān)門狀態(tài)下相反，如有問題更換98%限位開關(guān)。

圖2 98%限位開關(guān)外觀

4.2 閃縫漏風(fēng)故障

塞拉門在運(yùn)行過程中，個(gè)別車門會(huì)有縫隙，漏光、漏風(fēng)或漏雨現(xiàn)象，但在HMI 屏上顯示門關(guān)閉并鎖閉正常，故障車的CCU 及故障門的門控單元無故障代碼，此故障簡稱為塞拉門閃縫。

（1）故障分析

閃縫漏風(fēng)故障原因主要有兩方面：首先由于門扇上部固定在門驅(qū)動(dòng)的門攜架上，整個(gè)門板處于以門攜架為支點(diǎn)的懸臂結(jié)構(gòu)，在門扇關(guān)閉過程中受到外力時(shí)，門扇下部在關(guān)閉過程中向外發(fā)生位移，下部氣動(dòng)鎖動(dòng)作后無法準(zhǔn)確勾入門扇法蘭而卡滯在門扇法蘭盤外側(cè)，阻止了門扇的正常關(guān)閉，造成閃縫；其次由于塞拉門下輔助鎖處的設(shè)計(jì)間隙太小，閃縫發(fā)生時(shí)外門的下輔助鎖鎖舌與門扇鎖槽相對(duì)位置上下偏移，下輔助鎖鎖舌與門扇鎖槽下沿沒有間隙，在外門關(guān)閉時(shí)下輔助鎖鎖舌頂住門扇鎖槽下沿，鎖舌不能入槽，造成外門下角部閃縫（圖3）。

圖3 輔助鎖正常狀態(tài)

（2）故障處理

檢查故障車門上下輔助鎖狀態(tài)，調(diào)整輔助鎖的位置確保鎖舌能正確入槽，如若為輔助鎖內(nèi)部故障應(yīng)及時(shí)更換。

4.3 站臺(tái)補(bǔ)償器卡滯故障

根據(jù)站臺(tái)補(bǔ)償器（圖4）卡滯的故障邏輯，若站臺(tái)補(bǔ)償器踏板在門扇關(guān)閉到指定位置時(shí)未及時(shí)收回，渡板關(guān)閉限位開關(guān)B10 無法檢測到踏板位置，HMI 屏將報(bào)故障：車門站臺(tái)補(bǔ)償器不能及時(shí)收回（故障代碼1CE4、1CE5、1CE6、1CE7）。

圖4 站臺(tái)補(bǔ)償器及其線束

（1）故障分析

出現(xiàn)站臺(tái)補(bǔ)償器卡滯故障可能有以下幾個(gè)方面原因：①站臺(tái)補(bǔ)償器維護(hù)不到位，使用強(qiáng)堿清洗液清潔站臺(tái)補(bǔ)償器踏板，造成補(bǔ)償器踏板轉(zhuǎn)軸出現(xiàn)腐蝕，發(fā)生卡滯；②站臺(tái)補(bǔ)償器止擋設(shè)計(jì)強(qiáng)度不夠，在未達(dá)到使用壽命時(shí)，止擋頭部脫落，造成踏板位移增大，開關(guān)無法正常檢測踏板位置；③站臺(tái)補(bǔ)償器開關(guān)設(shè)計(jì)不合理：站臺(tái)補(bǔ)償器限位開關(guān)屬于磁環(huán)開關(guān)，易受到外界干擾而產(chǎn)生錯(cuò)誤信號(hào)，誤報(bào)卡滯故障。

（2）故障處理

首先下載門控單元數(shù)據(jù)，若顯示-1及亂碼時(shí)，為門控單元故障，更換門控單元，若有故障代碼81報(bào)出，繼續(xù)進(jìn)行檢查；查看站臺(tái)補(bǔ)償器是否有機(jī)械機(jī)構(gòu)卡滯，排查卡滯的原因是否出現(xiàn)異物夾持，如果有及時(shí)清除，檢查腳踏翻出的鉸鏈機(jī)構(gòu)確認(rèn)是否動(dòng)作順暢，如果出現(xiàn)卡滯則需要更換或者調(diào)整；隨后對(duì)故障車門B10、B11 限位開關(guān)的外觀進(jìn)行檢查，確認(rèn)是否受外力后偏移，手動(dòng)翻起，放下站臺(tái)補(bǔ)償器確認(rèn)B10、B11 限位開關(guān)的狀態(tài)是否正常，同時(shí)檢查連接線束是否受力破損或者斷線，如發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)調(diào)整更換；最后檢查站臺(tái)補(bǔ)償器供風(fēng)電磁閥K6 供風(fēng)是否正常，手動(dòng)開關(guān)車門確認(rèn)站臺(tái)補(bǔ)償器動(dòng)作速度是否有異常（過快或者過緩），如果不正常將用于節(jié)流的調(diào)節(jié)螺母調(diào)大。

5 結(jié)束語

通過對(duì)塞拉門基本結(jié)構(gòu)、開關(guān)原理及常見故障的整理和分析，可以大大提升作業(yè)人員對(duì)塞拉門故障的認(rèn)識(shí)，正確的維護(hù)保養(yǎng)塞拉門，降低塞拉門在運(yùn)用過程中的故障率，提升動(dòng)車組的運(yùn)營服務(wù)品質(zhì)。