城轨车辆塞拉门介绍与故障浅析研究 车辆工程专业

目录TOC\o"1-3"\h\u17296摘要 21012Abstract 326106第一章城轨车辆塞拉门结构特点 5177951.1塞拉门的构造 521861.2塞拉门的分类以及类型 58311.3塞拉门的工作原理 619893第二章城轨车辆塞拉门系统的组成 7278412.1驱动系统锁闭装置 7188812.2紧急解锁装置 792202.3障碍物探测重开门 788012.4故障切除装置 774352.5乘务员钥匙开关 8133742.6车门的调节功能 8245122.7车门状态限位开关 813787第三章城轨车辆塞拉门故障与分析处理 9260713.1故障现象 9190533.2塞拉门故障分析处理 923736第四章日常防范措施与方案 12196184.1日常防范措施 1250474.2维护保养方案 126249总结 1424879参考文献 155180致谢 1623854苏州大学成人函授生毕业设计（论文）任务书 1632122苏州大学成人函授生毕业设计（论文）答辩记录表 181755苏州大学成人函授生毕业设计（论文）成绩评定表 19摘要城市轨道交通都是以安全、高效、快捷的宗旨为乘客提供优质的服务，地铁塞拉门虽然只是地铁上的一小部分，但它的一开一合却总是吸引着旅客的注意，它就像是乘客了解地铁的那双眼睛，作为旅客上下车通道的客室车门，它在车辆的运营中扮演着重要的角色。本文介绍了城轨车辆电动塞拉门的基本结构、工作原理及运用情况，针对车门在运用中常见的故障问题，提出了改进的建议，通过针对性的整改，有效降低了电动塞拉门的故障率，提高车门的安全可靠度。城轨车辆的车门系统是故障突发率最高的一个系统，容易造成列车下线、晚点甚至清客等影响安全运营的事件。电动塞拉门系统在实际运用中的表现水平不断提高。电动塞拉门具有隔音密封性好、乘坐舒适度高以及安装于车辆的外形美观等优点，但相对于在国内地铁车辆上广泛应用的内藏门、外挂门而言，电动塞拉门在应用中也暴露出一些问题，通过有针对性的整改不断提高塞拉门的安全性和可靠性，满足了地铁安全运营的需要。关键词：城轨车辆；塞拉门；故障

AbstractThepurposeofurbanrailtransitistoprovidehigh-qualityserviceforpassengerswithsafety,efficiencyandspeed.Althoughthesubwaysalamanderdoorisonlyasmallpartofthesubway,itsopeningandclosingalwaysattracttheattentionofpassengers.Itisliketheeyesofpassengerswhounderstandthesubway.Asthepassenger'sroomdoor,itplaysanimportantroleintheoperationofvehicles.Thispaperintroducesthebasicstructure,workingprincipleandapplicationofelectricplugdoorsforurbanrailvehicles.Aimingatthecommonfaultsintheoperationofelectricplugdoors,somesuggestionsforimprovementareputforward.Throughpertinentrectification,thefailurerateofelectricplugdoorsiseffectivelyreducedandthesafetyandreliabilityofthedoorisimproved.Thedoorsystemofurbanrailvehiclesisoneofthesystemswiththehighestbreakdownrate.Itiseasytocauseaccidentssuchastraindroppingoff,delayingorevenclearingpassengers,whichaffectthesafeoperation.Theperformancelevelofelectricplugdoorsysteminpracticalapplicationhasbeencontinuouslyimproved.Electricplugdoorhastheadvantagesofgoodsoundinsulationandsealing,highridecomfortandbeautifulappearanceinstalledinvehicles.However,comparedwiththeinternalandexternalplugdoorswidelyusedindomesticmetrovehicles,therearealsosomeproblemsintheapplicationofelectricplugdoor.Throughtargetedrectification,thesafetyandreliabilityofplugdoorarecontinuouslyimprovedtomeetthesafetyofMetrooperation.Need.Keywords:urbanrailvehicles;plugdoors;faults

前言塞拉门是城轨车辆的重要组成部分，随着列车运行速度的不断提高，其安全性、密封性、隔热性能等得到越来越多人的关注。欧洲的工业革命使得德国、法国等发达国家的铁路事业得到了飞速发展，而世界第一条地铁开通于伦敦，伴随着地铁建设的快速推进，地铁车门的设计研发日益精进，国外知名的地铁车门系统的生产设计厂家包括：德国BODE，奥地利IFE，日本NABCO等厂家。随着我国轨道交通地铁行业的不断发展，世界各国的地铁车辆车门纷纷涌人国门,这使得我国地铁车门技术水平得到了很大的提升，同时人们对车门要求也越来越高：关门时车体外观是否平滑美观；提高车室内舒适度、隔音性、气密性；降低开关门及运行时产生的噪音等。因此城轨车辆塞拉门将受到更多人的关注！第一章城轨车辆塞拉门结构特点塞拉门的构造塞拉门之所以这么叫是因为这种车门在开启和关闭的时候运动轨迹呈现拉以及塞两种现象，开门时车门向外拉伸运动，直至运动到车体两侧，与车体平行，关门时平行的车门运动塞入车门口，车门与车体紧密贴合形成一个平面。塞拉门由安装架、压条、密封条等接口部件，携门架、导柱、平衡轮等支撑部件，上下导轨滑道运动部件，电机、丝杠、螺母副等驱动部件，保险锁、内外紧急解锁部件、隔离锁部件、开关门、切除指示灯、蜂鸣器等报警部件以及门扇等部件组成。携门架、平衡轮可以调整门扇的水平度和垂直度；内外部紧急解锁可以在紧急情况下手动打开车门；塞拉门关闭过程中遇到障碍物或者一定力度的阻力会自动开启；门扇回归到原始位置，在门锁复位之后，关门指示灯熄灭，如果指示灯一直闪烁，需要检查保险锁的位置；只有当保险锁关掉后，指示灯才会熄灭，此刻，是不能执行关门动作的，所有控制开关失效；给系统通电后，应急解锁系统启动后，控制开关门动作的电磁将被切断，这时候可以用手动方式进行关开门，与此同时，蜂鸣器响起不停，一直等到紧急解锁系统回归，并执行一次关门的动作；执行塞拉门的开和关动作时，蜂鸣器会响起短促的提示音。塞拉门的构造特点使得它具备以下优点：铝蜂窝复合结构门板，重量轻、强度高，具备良好的隔音和隔热性；门扇前的中空胶条增强了车门的密封性，减轻了被夹物品的损伤，安全性高；塞拉门的驱动电机为无刷直流，受到电磁影响小，安全可靠；导轨、携门架和运动轨道形成的独特传动系统让空间利用率变高，同时减轻了列车运动中的阻力。塞拉门的分类以及类型近几十年的快速的发展，塞拉门的种类也在不断持续的更新换代，并形成了一系列的满足各种轨道车辆要求的门类。按照驱动方式的不同，塞拉门可分为:手动塞拉门、气动塞拉门及电动塞拉门；根据门页的数量不同，塞拉门可分为单开式塞拉，双开式塞拉门；根据门页形状不同，塞拉门可分为平门塞拉门、折门塞拉门及弯门塞拉门；根据执行动作方式不同，塞拉门可分为内塞塞拉门及外塞塞拉门。驱动方式不同:手动，电控气动，电控气动。应用情况:提示铁路客车手动，电控气动为主，动车组及城轨电控气动液压紧、电控气动为主。应用场合不同:铁路客车门系统，城市轨道车辆门系统。应用情况:铁路客车门系统有充气密封塞拉门、电控气动塞拉门、电控气动塞拉手动塞拉门等；城市轨道车辆门系统有乘客室电动双开塞拉门、司机室手动塞拉等。开启方式不同:单翼门、双开门应用情况:单翼门多用于铁路客车车门双开门多用于城市轨道车辆。塞拉门的工作原理当门完全关闭时，门扇与车辆的外表面平齐，一旦门控系统得到开门指令，电机带动联轴器运转，与联轴器相连接的丝杆顺时针旋转，处于中间支承两端的丝杆螺母副部件带动携门架滚珠直线轴承在长导柱上向分别向前、后支承方向移动，携门架滚轮在上轨道内滚动，下摆臂在门扇下轨道内滚动同时带着左右门扇进行横向加纵向的复合运动，然后沿着车体侧面滑动直到完全打开的位置，电机停止旋转；当门控得到关门指令，电机带动联轴器逆时针旋转，丝杆逆时针旋转，丝杆螺母副带动携门架以及门业向中间支承运动，直到左右门扇完全闭合！塞拉门的测试控制使用的是TIDSP作为主控制器，其型号类型为TMS320C2812，采用的是32位的定点控制DSP芯片的核心技术，它不但具有强大的处理功能，高的运行速度，而且片内部的外围设备十分丰富，利于模块化设计与接口，尤其在处理大批量测控数据时非常适合，为了抑制不必要的干扰噪声，使用DSP的核心技术队抑制噪声有很大的效果，当信噪比达到最大的时候，测控系统的直流式电机对测控的效果是最好的，可以保证实时性。直流型无刷电机使用的是ALC-TEL的BG65PI型号，它主要的特点优势是:具有高转速、低噪音、高效率、高扭力、连续工作不发热、省电等，在很多方面都好于传统的AC伺服的马达，与T型齿条上的同步带进行配合，从低速向高速运行时门体会有非常好的宁静性，可以达到超静运行状态。测控系统采用智能化控制设计，对门扇运行的速度可以任意设定，开度状态可以进行任意设定；为了保持最好的运行状态其能够对门的宽度进行自动检测；通过自动矫正可以让门扇平稳的运行；具有良好的防挤压功能(当关闭的门扇碰到人体或障碍物等不正常情况时，自动门自动反向运转，在退出过程中门扇的速度由高速向低速平稳过度)。

城轨车辆塞拉门系统的组成2.1驱动系统锁闭装置驱动系统主要由驱动电机组件、传动机构和塞紧机构组成，由无刷电机通过联轴节驱动传动机构。驱动机构将设计成直接驱动传动机构。每个门分两扇车门使用一套驱动装置，使左、右门扇成相向运动，实现车门的开与关。传动机构采用螺杆/螺母传动或更优机构。螺杆/螺母经过特殊处理，其螺母具有自润滑功能。驱动装置采用模块式或更优组件，采用无刷电机及相关传动装置与EDCU、电气连接件预装成一个组件，整个装置预调后可直接安装在车门上方。保证车门运动的平稳性，在开门及关门的结束阶段能实现速度缓冲功能。锁闭装置设在门上方，设有传感装置，以检测门机构锁闭状态；可以实现以下功能：关门自动锁闭；开门前自动解锁；手动紧急解锁。车门锁闭直接采用机械方法，车门解锁采用电动操作。如果供电故障，车门也将维持锁闭位置。2.2紧急解锁装置每个车门设有一个紧急解锁装置。应能手动操作，操作手柄所需的最大作用力不超过150N；能在司机室显示屏显示哪个门的解锁装置被启动，并在HMI报警；仅在车内操作；使用时可采用机械方法打开紧急解锁装置，手动开门需要的最大作用力：该装置设有防护罩以防止滥用，且防护罩的开启与关闭操作应简单、可靠。2.3障碍物探测重开门如果关门时碰到障碍物，最大的关门力持续0.5s后，车门重新打开至200mm，再重新关闭。如果障碍物仍然存在，则这一循环将再循环两次后打开，如障碍物仍然存在，车门打开。重开门的动作参数可通过修改控制软件进行调整。2.4故障切除装置切除装置为机械式操作并能切除EDCU，车内部的故障切除装置设在靠近门的适当位置。可通过手动予以切除。保证防水性能及美观；当车门出现故障，切除该故障车门，并脱离控制系统，不影响其它车门的正常使用；切除装置由限位开关监视。2.5乘务员钥匙开关每辆车的两侧各有一车门，在其旁的外侧墙上设有乘务员钥匙开关。乘务员钥匙开关的位置将在设计联络会上确定。2.6车门的调节功能车门的开、关速度应有可调节（通过软件）的功能；车门接近全开和全关时的缓冲可以通过软件进行调节。2.7车门状态限位开关按每个车门设置限位开关与门状态指示灯；在驾驶台设置全列车车门状态指示灯和显示器显示；所有限位开关应坚固耐用，使用寿命不低于1,500,000次；驱动机构及各限位开关应便于接近、有利于维修及调整。

城轨车辆塞拉门故障与分析处理3.1故障现象1、塞拉门黄色自动踏板反复伸缩列车出发前,司机集控关门后，个别车门黄色自动踏板反复伸缩，无法正确收回。TD屏显示车门未关闭，BPS报红，门最终停止在打开位置，DCU（门控制单元）故障指示灯闪烁20次，故障代码94。2、塞拉门反复开关列车集控关门时,TD屏显示个别车门反复开关，如此反复4次，第5次门扇停留在将要关闭的位置，DCU（门控制单元）上故障指示LCD闪烁2次，故障代码71。3、塞拉门没有释放信号司机释放车门给与门激活信号，个别车门开门按钮灯不亮，司机集控开关门时TD屏上显示此门未打开，或未闭。4、塞拉门驱动电机轴断裂执行开、关门作业时，塞拉门无法打开或者开启，系统将显示列车车门未打开，或者故障栏显示车门故障，就算手动打开车门，此车门也无法关闭。3.2塞拉门故障分析处理1、塞拉门黄色自动踏板反复伸缩原因分析当本地车门接收到列车控制单元关闭车门指令后，DCU（门控制单元）发出信号给塞拉门黄色自动踏板驱动电机收回指令。其位置传感器记载脉冲信号（初始化脉冲信号）进行关闭动作。当自动踏板正确触发S17限位开关（自动踏板关闭开关）后，由S17发送电信号给DCU（门控制单元），黄色自动踏板正确关闭（1）经过对现场部分故障检查分析，发现黄色自动踏板反复伸缩部分原因是由于S17限位开关位置调整不当和皮带传动机构长期使用，出现皮带弹性形变导致黄色自动踏板动作行程与初始化设置行程不相符，使黄色自动踏板伸出或收回后不能正确触发或释放S17限位开关，从而导致黄色自动踏板无法向门控制单元（DCU）发送正确打开或关闭的电信号，致使黄色自动踏板反复伸缩的故障发生。（2）由于车组运行的地域环境因素不同，对车组塞拉门系统的部分机构的密封性和润滑要求也不同。例如：兰新铁路第二双线车组运行过程中多经大风区及风沙带，列车进站车门开启后风沙会通过踏板缝隙进入踏板内侧，当细小沙粒落入踏板运行导轨上将会阻碍踏板伸缩动作不灵敏甚至卡死，最终无法正确触发激活S17限位开关，导致故障发生。2、塞拉门反复开关原因分析司机集控关门后，BPS屏报车门未关闭（报红），TD屏显示个别车门处于开门状态，车门最终处于打开位置。DCU（门控制单元）故障灯闪烁2次，故障代码71。行程开关的伸出和压缩状态决定车门的开关正常作业，如果行程开关变形或者卡滞，触点开关无法闭合，门控器会误以为锁钩未抬起，，会导致列车内藏门关好却显示打开状态，导致无法动车，或者显示内藏门防夹，无法关闭车门，导致列车无法动车。运行的列车塞拉门的行程开关发生变形或者卡滞导致列车无法关门动车可以将该内藏门进行隔离操作，运行至停车场或终点站对行程开关进行检查，如有故障及时进行更换，并进行不低于50次的开关门作业，确认正常再让车投入服务，同时平时应该加大对行程开关的检查力度，防范于未然。3、塞拉门没有释放信号当司机集控开门时或本地DCU（门控制单远）接受列车控制单元开门指令，但是个别车门集控开关时无动作。针对此现象进行分析，出现此状况的可能性为门板被隔离、自动脚踏被隔离、S22不在正确位置、门控器没有收到5km/h的速度信号等。首先查看5km/h速度信号公开是否在正常位置，如果5km/h速度信号公开在正确位置，然后查看故障车门的自动踏板及门板是否被隔离，以及高低站台隔离开关S22是否在正确位置。以上检查没有问题后，再查看门控器上X1.1针有没有缩针、松动现象。4、防挤压感应胶条故障原因分析由于电机轴断裂，电机正常工作但轴未转动，无法使丝杆旋转，螺母副无法移动，导致依靠螺母副移动的携门架无法移动从而导致门扇无法随着携门架左右移动而打开。而列车内藏门无法打开导致行程开关虽然随着电磁阀动作，但是EDCU（车门控制器）没有收到车门已经打开的信息，所以系统显示列车车门未打开。正线运行的车辆可以及时对电机轴断裂导致车门无法打开的车门进行隔离，到终点站或车场对内藏门电机轴进行检查，如果电机轴断裂及时进行更换，同时检查电机安装是否牢固，螺母副上的螺栓是否有松动以及检查电机轴是否有足够润滑剂。

日常防范措施与方案4.1日常防范措施1、塞拉门黄色自动踏板反复伸缩防范措施由于塞拉门黄色自动踏板是驱动电机带动皮带传动机构使黄色踏板做伸缩动作。因此，要及时清理黄色踏板内部灰尘及垃圾，并及时进行涂抹润滑油脂保养，避免皮带传动机构出现卡滞现象。无法触发S17限位开关，导致塞拉门黄色踏板出现反复伸缩现象时，要加强日常检修，在此过程中需对S17限位开关着重进行检查，检查其位置是否存在开关位置错位、开关卡滞无法释放、开关线路有无破损等现象。此外，用户需与保洁工作人员进行沟通，保证将清洗液擦拭干，避免在冬季外界温度较低时形成冰冻造成塞拉门故障。2、塞拉门反复开关防范措施（1）对所有98%限位开关的位置进行检查，制定普查整改方案。对98%限位开关定期（车辆运行10万km）进行检修，严控98%限位开关位置调整工序，简化安装工序。（2）用电机位置传感器监测门板的位置，并控制气动锁的激活。塞拉门没有释放信号防范措施日检时针对5km/h速度信号公开、门控器叉子（是否松动）、门板隔离限位开关、自动脚踏（是否隔离）等进行详细检查。防挤压感应胶条故障防范措施（1）重点检查感应胶条回路的插头和线路，检查门控器上的X1.15-X1.18看看有没有松动、缩针现象，另外查看X21、X20有没有松动。（2）按照日常维护保养修成进行维护润滑保养。4.2维护保养方案长大交路、高海拔、大风沙、大温差、多隧道、轨道线路有波形磨耗恶劣环境因素，对塞拉门系统日常维护有了更高的要求，塞拉门系统维护周期需要缩短，作业质量需要有效提高。（1）通过对车门故障的统计分析,逐步摸索车门故障规律,适当调整有关部件检修周期,有效降低车门故障的发生。例如：塞拉门的下滑道及滚轮的检查、塞拉门的限位开关的检查、塞拉门密封橡胶清洁和润滑、驱动连杆的紧固、塞拉门电路线路检查、下部脚蹬的清洁与维护等都需要缩短周期。建议车组每运行10万km就要对塞拉门进行上述维护保养操作。（2）严格把控保洁人员的用水量问题，保证在用清洗液（禁止使用具腐蚀性液体，避免对限位开关元件及开关导线触点造成腐蚀）做完清洁作业后第一时间将水迹擦拭干，避免造成冬季在外界温度较低的情况下形成冰冻而造成塞拉门故障。除此之外，要及时清洁塞拉门黄色自动踏板及自动脚蹬内生活垃圾、灰尘等异物。（3）定期对车门相关部件进行集中普查,如限位开关、门控器插线排、台阶踏板行程开关等,由于动车组高速运行,势必会造成限位开关偏移、线排松动或行程开关移位等现象。

总结我国的铁路行业通过整合重组，对车速和安全性的要求也越来越高。列车的运行密度不断地加大、实际的速度大大提高、由于我国的基本国情，人口密度大，造成对铁路行业的运输要求也不断加大，运输客流不断增加，尤其是节假日高峰时期，而塞拉门作为旅客们上下列车的重要通