CRH1A型動(dòng)車組內(nèi)外壓差影響車門關(guān)閉成因及對(duì)策

孫天銘，鐘 金

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

0 引言

CRH1A 型動(dòng)車組外門采用電控電動(dòng)塞拉式車門，可通過司機(jī)室集中控制或本地操作模式單獨(dú)開關(guān)車門［1］。同時(shí)為保證動(dòng)車組車內(nèi)空氣質(zhì)量，提高旅客舒適度，動(dòng)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(dòng)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(shí)，空氣壓力產(chǎn)生的氣動(dòng)阻力將影響車門開關(guān)［2］，因此需在CRH1A型（799系列）動(dòng)車組隧道模式下，對(duì)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(jìn)行研究，分析其送風(fēng)量對(duì)車門關(guān)閉的影響，制定優(yōu)化方案、提出應(yīng)對(duì)措施。

1 典型故障分析

1.1 故障概況

CRH1A型（799系列）動(dòng)車組在貴廣線交路運(yùn)營過程中，上下客后車組關(guān)門時(shí)，時(shí)常報(bào)出車門沒能閉鎖故障。

1.2 故障報(bào)出原理

CRH1A 型動(dòng)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(dòng)電機(jī)執(zhí)行關(guān)門動(dòng)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(hào)后，由門控器輸出信號(hào)給腳踏電磁閥，待腳踏收回到位后開關(guān)（SIS）激活，反饋信號(hào)給門控器，門控器確認(rèn)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(hào)傳輸給門控器，門控器就會(huì)將門未鎖閉故障反饋至TCMS 系統(tǒng)，IDU 報(bào)出“x 車x 號(hào)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(yàn)

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

（2）對(duì)車載數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，故障時(shí)刻車組空調(diào)處于隧道模式，且故障發(fā)生在空調(diào)進(jìn)入隧道模式12min 后，故障時(shí)刻環(huán)境數(shù)據(jù)如圖2所示。此時(shí)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(jī)不工作、送風(fēng)機(jī)正常啟動(dòng)。空調(diào)工作在這種工況下，車內(nèi)正壓大，關(guān)閉單個(gè)車外門時(shí)，車門受正壓阻力影響關(guān)閉。

圖2 故障時(shí)刻環(huán)境數(shù)據(jù)圖示

（3）對(duì)故障車門進(jìn)行模擬試驗(yàn)，空調(diào)送風(fēng)機(jī)、廢排風(fēng)機(jī)低速情況下，測量關(guān)門時(shí)車門塞拉階段拉力值為434.7N；空調(diào)送風(fēng)機(jī)正常啟動(dòng)，廢排風(fēng)機(jī)關(guān)閉情況下，測量關(guān)門時(shí)車門塞拉階段拉力值超過540N（標(biāo)準(zhǔn)值小于300N）。可得出初步結(jié)論：空調(diào)送風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)、廢排風(fēng)機(jī)停止?fàn)顟B(tài)下會(huì)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(yàn)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(hào)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(hào)，風(fēng)門將按照空調(diào)控制邏輯進(jìn)行開關(guān)。

目前CRH1A 型動(dòng)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(dòng)作對(duì)比情況如表1所示。

表1 空調(diào)隧道模式下風(fēng)門動(dòng)作情況

2.2 車內(nèi)壓差影響車門拉力驗(yàn)證

為驗(yàn)證車內(nèi)外壓差對(duì)車門關(guān)門阻力存在的影響，對(duì)CRH1A動(dòng)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(dòng)車組1 車2 號(hào)、2 車4 號(hào)、3 車5號(hào)門，根據(jù)以下模擬條件，分別測試單個(gè)門關(guān)門塞拉階段力。具體塞拉力對(duì)比情況如表2所示。

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

經(jīng)過分析驗(yàn)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(gè)車門時(shí)，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(gè)車門時(shí)，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(duì)CRH1A 型動(dòng)車組兩種空調(diào)風(fēng)量技術(shù)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比：①執(zhí)行風(fēng)門循環(huán)開關(guān)邏輯的空調(diào)機(jī)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(jī)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(xì)技術(shù)參數(shù)如表3所示。

表3 風(fēng)量參數(shù)對(duì)比

經(jīng)上述分析，可以確認(rèn)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(shí)其單門關(guān)門阻力要遠(yuǎn)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(jìn)入“隧道模式”后未及時(shí)退出，導(dǎo)致列車在站臺(tái)開門后，送風(fēng)機(jī)工作的同時(shí)，廢排風(fēng)機(jī)關(guān)閉，造成車內(nèi)與車外形成正壓，關(guān)閉相對(duì)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(shí)提示司乘人員

在司機(jī)室操縱臺(tái)“隧道模式”按鈕下方粘貼“進(jìn)站前確認(rèn)隧道模式已關(guān)閉（燈滅）”警示標(biāo)識(shí)，以提醒司乘人員列車出隧道后，按壓司機(jī)室操縱臺(tái)上的“隧道模式”按鈕，及時(shí)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(duì)風(fēng)門循環(huán)開關(guān)控制邏輯進(jìn)行優(yōu)化：空調(diào)收到來自TCMS 的隧道模式信號(hào)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(jī)全關(guān)，不再循環(huán)開關(guān)。該優(yōu)化措施在已完成五級(jí)修后的CRH1A（790）動(dòng)車組上進(jìn)行了裝車試驗(yàn)，車內(nèi)外壓差對(duì)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(tái)模式與隧道模式優(yōu)先級(jí)調(diào)整

對(duì)車組站臺(tái)放客過程中空調(diào)“站臺(tái)模式”與“隧道模式”優(yōu)先級(jí)控制邏輯進(jìn)行調(diào)整，列車停靠在站臺(tái)狀態(tài)下，空調(diào)“隧道模式”自動(dòng)退出并進(jìn)入“站臺(tái)模式”。車門釋放以后，車組自動(dòng)關(guān)閉HVAC系統(tǒng)的廢排風(fēng)機(jī)，以阻止或者盡量減少室外空氣進(jìn)入車廂。空調(diào)隧道模式風(fēng)門控制邏輯優(yōu)化后，車組后續(xù)運(yùn)行中未出現(xiàn)因車內(nèi)外壓差過大導(dǎo)致車門報(bào)出沒能鎖閉故障。車組運(yùn)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(duì)車門關(guān)門阻力影響，可對(duì)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(yùn)行6 個(gè)月未有上述故障報(bào)出。