CRH1A型動車組內(nèi)外壓差影響車門關(guān)閉成因及對策

孫天銘，鐘 金

（中國鐵路廣州局集團有限公司 廣州動車段，1.技師，2.工程師，廣東 廣州 511483）

0 引言

CRH1A 型動車組外門采用電控電動塞拉式車門，可通過司機室集中控制或本地操作模式單獨開關(guān)車門［1］。同時為保證動車組車內(nèi)空氣質(zhì)量，提高旅客舒適度，動車組配備車內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)（簡稱HVAC），當(dāng)HVAC 系統(tǒng)啟動隧道模式后，空調(diào)廢排、新風(fēng)、回風(fēng)風(fēng)門通過不同工作模式保證車內(nèi)外壓差。當(dāng)空調(diào)送風(fēng)量變化過大時，空氣壓力產(chǎn)生的氣動阻力將影響車門開關(guān)［2］，因此需在CRH1A型（799系列）動車組隧道模式下，對風(fēng)門單次開關(guān)與風(fēng)門循環(huán)開關(guān)兩種不同工況進行研究，分析其送風(fēng)量對車門關(guān)閉的影響，制定優(yōu)化方案、提出應(yīng)對措施。

1 典型故障分析

1.1 故障概況

CRH1A型（799系列）動車組在貴廣線交路運營過程中，上下客后車組關(guān)門時，時常報出車門沒能閉鎖故障。

1.2 故障報出原理

CRH1A 型動車組車門關(guān)門過程限位開關(guān)觸發(fā)情況如下：車門門控器收到關(guān)門指令后控制驅(qū)動電機執(zhí)行關(guān)門動作。門頁關(guān)閉過程中，先觸發(fā)門關(guān)閉開關(guān)（DCS），待門頁關(guān)閉到位后，再觸發(fā)門鎖閉開關(guān)（DLS），門控器接收到DCS 和DLS 信號后，由門控器輸出信號給腳踏電磁閥，待腳踏收回到位后開關(guān)（SIS）激活，反饋信號給門控器，門控器確認外門關(guān)閉到位。

當(dāng)觸發(fā)門關(guān)閉開關(guān)后，鎖閉開關(guān)未將鎖閉到位信號傳輸給門控器，門控器就會將門未鎖閉故障反饋至TCMS 系統(tǒng)，IDU 報出“x 車x 號門沒能閉鎖”。車門關(guān)門原理示意圖如圖1所示。

圖1 車門關(guān)門原理圖示

1.3 車載環(huán)境數(shù)據(jù)分析及模擬試驗

（1）車組無電狀態(tài)下，測量手動關(guān)閉故障車門塞拉階段拉力292.2N（標(biāo)準小于300N），開關(guān)門試驗正常。

（2）對車載數(shù)據(jù)進行分析，故障時刻車組空調(diào)處于隧道模式，且故障發(fā)生在空調(diào)進入隧道模式12min 后，故障時刻環(huán)境數(shù)據(jù)如圖2所示。此時空調(diào)狀態(tài)為新風(fēng)門全開、回風(fēng)門全關(guān)、廢排風(fēng)門全開、廢排風(fēng)機不工作、送風(fēng)機正常啟動。空調(diào)工作在這種工況下，車內(nèi)正壓大，關(guān)閉單個車外門時，車門受正壓阻力影響關(guān)閉。

圖2 故障時刻環(huán)境數(shù)據(jù)圖示

（3）對故障車門進行模擬試驗，空調(diào)送風(fēng)機、廢排風(fēng)機低速情況下，測量關(guān)門時車門塞拉階段拉力值為434.7N；空調(diào)送風(fēng)機正常啟動，廢排風(fēng)機關(guān)閉情況下，測量關(guān)門時車門塞拉階段拉力值超過540N（標(biāo)準值小于300N）?？傻贸龀醪浇Y(jié)論：空調(diào)送風(fēng)機運轉(zhuǎn)、廢排風(fēng)機停止?fàn)顟B(tài)下會增大車內(nèi)外壓差，影響車門塞拉力。

2 車內(nèi)外壓差影響車門拉力驗證分析

2.1 空調(diào)隧道模式下風(fēng)門工況分析

空調(diào)系統(tǒng)均受列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)（TCMS）控制，控制邏輯如下：HVAC收到來自TCMS的隧道模式信號后，控制風(fēng)門開關(guān)從而維持車內(nèi)氣壓。當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)持續(xù)收到隧道模式信號，風(fēng)門將按照空調(diào)控制邏輯進行開關(guān)。

目前CRH1A 型動車組空調(diào)隧道模式下存在風(fēng)門單次開關(guān)和風(fēng)門循環(huán)開關(guān)兩種不同工況邏輯，兩者風(fēng)門動作對比情況如表1所示。

表1 空調(diào)隧道模式下風(fēng)門動作情況

2.2 車內(nèi)壓差影響車門拉力驗證

為驗證車內(nèi)外壓差對車門關(guān)門阻力存在的影響，對CRH1A動車組在空調(diào)“隧道模式”風(fēng)門不同工況下，分析車門關(guān)門塞拉階段拉力。

選取CRH1A 型動車組1 車2 號、2 車4 號、3 車5號門，根據(jù)以下模擬條件，分別測試單個門關(guān)門塞拉階段力。具體塞拉力對比情況如表2所示。

表2 風(fēng)門循環(huán)與單次開關(guān)對車門關(guān)門塞拉力影響對比

經(jīng)過分析驗證，得出以下結(jié)果：

（1）車組空調(diào)廢排裝置開啟且全列車門關(guān)閉情況下，關(guān)閉單個車門時，風(fēng)門循環(huán)開關(guān)工況下關(guān)門阻力要比風(fēng)門單次開關(guān)工況下關(guān)門阻力平均高100N。

（2）車組空調(diào)廢排裝置關(guān)閉且全列車門關(guān)閉情況下，關(guān)閉單個車門時，風(fēng)門循環(huán)開關(guān)工況下關(guān)門阻力要比風(fēng)門單次開關(guān)工況下關(guān)門阻力平均高250N。

對CRH1A 型動車組兩種空調(diào)風(fēng)量技術(shù)參數(shù)進行對比：①執(zhí)行風(fēng)門循環(huán)開關(guān)邏輯的空調(diào)機組，目前軟件版本總送風(fēng)量是6200m3/h，新風(fēng)風(fēng)量為2020m3/h，廢排風(fēng)量為2000m3/h；②執(zhí)行風(fēng)門單次開關(guān)邏輯的空調(diào)機組，目前軟件版本總送風(fēng)量是6200m3/h，新風(fēng)風(fēng)量1590m3/h，廢排風(fēng)量為2000m3/h，兩者差異為新風(fēng)風(fēng)量。詳細技術(shù)參數(shù)如表3所示。

表3 風(fēng)量參數(shù)對比

經(jīng)上述分析，可以確認空調(diào)“隧道模式”下風(fēng)門循環(huán)開關(guān)工況車廂內(nèi)產(chǎn)生的正壓作用要高于風(fēng)門單次開關(guān)工況下產(chǎn)生的正壓作用，同時其單門關(guān)門阻力要遠大于風(fēng)門單次開關(guān)工況下的車門關(guān)門阻力。車組空調(diào)進入“隧道模式”后未及時退出，導(dǎo)致列車在站臺開門后，送風(fēng)機工作的同時，廢排風(fēng)機關(guān)閉，造成車內(nèi)與車外形成正壓，關(guān)閉相對較慢的車門因關(guān)門阻力過大而觸發(fā)不能鎖閉故障。

3 優(yōu)化措施

3.1 粘貼標(biāo)識提示司乘人員

在司機室操縱臺“隧道模式”按鈕下方粘貼“進站前確認隧道模式已關(guān)閉（燈滅）”警示標(biāo)識，以提醒司乘人員列車出隧道后，按壓司機室操縱臺上的“隧道模式”按鈕，及時退出空調(diào)隧道模式。

3.2 隧道模式空調(diào)風(fēng)門控制邏輯優(yōu)化

參考空調(diào)“隧道模式”風(fēng)門單次開關(guān)控制邏輯，對風(fēng)門循環(huán)開關(guān)控制邏輯進行優(yōu)化：空調(diào)收到來自TCMS 的隧道模式信號后，新風(fēng)門全關(guān)（回風(fēng)門全開）、廢排風(fēng)門全關(guān)、廢排風(fēng)機全關(guān)，不再循環(huán)開關(guān)。該優(yōu)化措施在已完成五級修后的CRH1A（790）動車組上進行了裝車試驗，車內(nèi)外壓差對車門關(guān)門阻力無影響，可保障車門正常開關(guān)。

3.3 空調(diào)站臺模式與隧道模式優(yōu)先級調(diào)整

對車組站臺放客過程中空調(diào)“站臺模式”與“隧道模式”優(yōu)先級控制邏輯進行調(diào)整，列車?？吭谡九_狀態(tài)下，空調(diào)“隧道模式”自動退出并進入“站臺模式”。車門釋放以后，車組自動關(guān)閉HVAC系統(tǒng)的廢排風(fēng)機，以阻止或者盡量減少室外空氣進入車廂?？照{(diào)隧道模式風(fēng)門控制邏輯優(yōu)化后，車組后續(xù)運行中未出現(xiàn)因車內(nèi)外壓差過大導(dǎo)致車門報出沒能鎖閉故障。車組運用中車門開關(guān)良好。

4 結(jié)束語

分析研究車內(nèi)外壓差對車門關(guān)門阻力影響，可對車門鎖閉故障成因提供參考性意見，利于現(xiàn)場故障排查與處置。提出空調(diào)風(fēng)門控制邏輯優(yōu)化措施，降低車內(nèi)外壓差、減小車門關(guān)門塞拉力，空調(diào)風(fēng)門邏輯優(yōu)化后車組運行6 個月未有上述故障報出。