城軌車輛車門常見故障原因分析

周文基

摘 要 城市軌道交通具有緩解交通堵塞、降低機動車排放污染等優勢，已經得到越來越廣泛的重視。各大城市對城市軌道交通的建設的投入也在逐年增加。在城軌列車各系統組成中，其中車門系統故障率較高，據國內外統計，車門系統的故障占車輛總故障達30%以上，對列車運行安全性影響較大。本文主要介紹城軌列車車門系統結構，并以電動塞拉門為例，淺析車門的常見故障原因及處理措施。

關鍵詞 城軌車輛 車門 電動式塞拉門 車門故障

中圖分類號：U279 文獻標識碼：A

0引言

隨著我國軌道交通的迅猛發展，城軌車輛將成為一、二線城市的主要出行工具。作為城軌車輛重要的系統組成部分，車門系統的質量和可靠性對保障城市軌道交通安全具有重要作用。城軌車輛車門種類很多，按驅動方式來區分有電動式和氣動式，從結構來區分有塞拉門、內藏式門、外掛式車門等；從用途來分有逃生門、司機室側門、客室門等。本文主要介紹城軌車輛客室車門系統結構組成，并以電動式塞拉門為例，淺析車門的常見故障原因及處理措施。

1城軌車輛客室車門類型

1.1按驅動方式不同區分

1.1.1風動式車門

風動式車門由壓縮空氣驅動傳動氣缸，再通過機械傳動系統和電氣控制系統完成車門的開關動作。機械傳動系統的作用是將傳動氣缸活塞桿的運動傳遞至車門，使車門動作。電氣控制系統是為了保證車門動作可靠和安全。

1.1.2電動式車門

電氣驅動車門由電動機、傳動裝置、控制器、鎖閉裝置和緊急開門裝置組成。齒形皮帶與兩個門頁相固定，鎖閉和解鎖所需扭矩由電動機提供。另一種電氣驅動裝置為電動機通過一根左右同步的螺桿和球面支承螺母驅動滾珠擺動導向件和與其固定的門葉。

1.2按結構區分

1.2.1內藏嵌入式車門

開關門時門頁在車輛側墻的外墻與內護板之間的夾層內移動，傳動裝置設于車廂內側車門頂部，裝有導輪的門頁可以在導軌上移動并與傳動裝置的鋼絲繩或皮帶相連接，借助氣缸或電動機驅動傳動機構，從而使鋼絲繩或皮帶帶動門頁動作。

1.2.2塞拉門

借助于車門上端的傳動機構和導軌，車門打開后門頁貼靠在車體外側，當車門處于關閉狀態時，門頁與車體處在一個平面上，這不僅使外表美觀，而且有利于在高速行駛時減少空氣阻力，車門不會因空氣產生渦流及噪聲，也便于自動洗車裝置對車體清洗。

1.2.3外掛式車門

外掛式車門與內藏嵌入式車門主要區別僅在于開、關門時，門頁和懸掛機構始終處于側墻的外側，車門驅動機構的工作原理與內藏嵌入式車門相同。

2電動式塞拉式車門簡介

由于塞拉門系統的空間利用率高、車體美觀且密封性、隔噪隔熱性和可靠性都比較高的特點，借助電動式車門自動化程度高、可靠性好、集成度高、易于維護且使用壽命長的特點，所以電動式塞拉門在城軌車輛領域得到廣泛應用。

2.1電動式塞拉門系統結構及功能原理

2.1.1系統結構組成

電動式塞拉門主要由機械部件和電氣部件兩大部分組成，機械部件主要包括電機、傳動裝置、支撐導向裝置、鎖閉裝置、緊急解鎖裝置及左右門頁，它們是車門開關門的主要執行部件；電氣部件包括主門控單元（MDCU）、電子門控單元（EDCU）、鎖到位開關（S1）、隔離開關（S2）、緊急解鎖開關（S3）、關到位開關（S4）及部分繼電器，通過以上電氣部件工作實現對車門的電氣控制，其中主門控器（MDCU）作為列車控制系統和所在車輛的其他電子門控單元通訊橋梁、負責控制并監控所在車輛其他電子門控單元動作；電子門控單元（EBCU）則負責并監控單個車門機構動作。圖1為電動塞拉門結構原理圖。

2.1.2車門系統的主要功能

車門系統主要功能：開、關門功能、零速保護功能、車門狀態顯示功能、障礙物檢測功能、緊急解鎖功能、門隔離功能、安全互鎖回路功能、故障指示和診斷記錄功能。

2.1.3車門系統工作原理

列車車門的開關由電子門控器控制，當司機或ATO發出開、關門指令，指令將通過列車線或控制系統傳遞給電子門控器，電子門控器接收到開門或關門動作指令后接通驅動電機電源，電機通過齒輪箱、齒形聯軸節帶動絲桿螺母副工作，攜門架通過滾珠直線軸承在長導柱上滑動，攜門架與門頁相連并將力從驅動機構傳送到門頁，帶動門頁實現擺動或平移運動，實現車門開、關控制。同時車門動作后其狀態將由4個限位開關S1（鎖到位開關）、S2（隔離開關）、S3（緊急解鎖開關）、S4（關到位開關）進行監控，其中S1、S3、S4開關通過常閉觸點串聯在一起構成車門的安全互鎖回路，S2開關常閉觸點則與安全互鎖回路并聯。在車門系統實際運用過程中，若在沒有操作緊急解鎖的情況且門鎖閉合到位，開關S1、S3、S4閉合，安全互鎖回路導通。若是單門出現故障，就需要對隔離鎖裝置進行操作使得開關S2閉合，而此時該故障車門安全互鎖回路則被旁路，以致不會影響列車正常運行。門系統工作原理如圖2。

3車門系統常見故障及原因分析

3.1車門系統常見故障類型

通過對廣州3號線、寧波1號線、馬來西亞安邦線城軌車輛車門故障維修數據統計分析，車門系統故障分為機械故障和電氣故障兩大類。

（1）車門機械故障。城市軌道交通因站點間距離短，停靠站點多，車門動作頻繁，所以其機械執行裝置如傳動絲桿、擺臂組件、攜門架、上下導軌、平衡輪、限位開關、螺母副、門機構等部件磨耗大，容易出現機械緊固件松動、變形引起車門尺寸蠕變或零部件損壞，另外維護保養不及時、潤滑不足同樣會引起零部件磨損或損壞。

（2）車門電氣故障。電氣故障包括電子門控器故障、限位開關故障、電機故障、電氣線路故障；電子門控器故障主要包括門控器硬件故障、軟件故障、突然死機等；限位開關故障主要表現為車門打開按下關門按鈕后，單個車門無法關閉，車輛顯示屏顯示該車門故障，主要原因為限位開關故障或誤動作；電機故障主要表現為車門不動作或車門動作一段距離后停止運動等，主要原因為電機內部零部件損壞或潤滑不足；電氣線路故障會引起車門無法正常開關，如電機插頭松動、通訊插頭如MVB或RS485插頭松動或內部電阻異常、端子排線纜虛接或松動等。

4結束語

本文通過對城軌車輛車門系統類型及其結構進行了介紹，并以電動式塞拉門為例，對其工作原理及各項功能進行解讀，同時通過對電動式塞拉門故障檢修數據進行統計分析，梳理總結車門系統各零部件故障模式及原因，通過車輛設計和日常維護等方面，為降低車門系統故障率、確保城軌車輛運營安全可靠提供數據依據。

參考文獻

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