地鐵車輛車門結(jié)構(gòu)...[行穩(wěn)書苑]

1、廣州地鐵車輛車門結(jié)構(gòu),控制原理及改進(jìn)意見1 綜述地鐵客室車門因其數(shù)量多(每列車有60個(gè)客室車門)、操作頻繁(運(yùn)營中平均每2 min就須開關(guān)門1次)而成為廣州地鐵一號線電動車組(以下簡稱車輛)至關(guān)重要的部件。車門的結(jié)構(gòu)和控制若在設(shè)計(jì)上不夠安全可靠，將會影響運(yùn)營，損害地鐵公司的形象，有的甚至直接危害乘客的人身安全。世界各國的地鐵公司在購買車輛時(shí)，都十分重視車輛客室車門在安全性，可靠性方面的設(shè)計(jì)。2 客室車門的設(shè)計(jì)思想廣州地鐵一號線運(yùn)營的設(shè)計(jì)能力為單向最大截面客流量為76 800人/h，行車間隔為2 min，列車全程平均運(yùn)行速度為35 km/h。為此，地鐵車輛車門在設(shè)計(jì)時(shí)要盡可能提高乘客上下車的速度

2、，縮短列車的停站時(shí)間；列車上可能十分擁擠，必須保證列車進(jìn)站后不能開錯門；為了提高車門操作的準(zhǔn)確性和安全性，需要對車門和列車的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。另外，作為一種后備的緊急情況下開門的措施，每個(gè)車門還應(yīng)設(shè)有一個(gè)獨(dú)立的純機(jī)械的開門裝置。概括起來，廣州地鐵一號線車輛客室車門應(yīng)具有以下特點(diǎn)：(1)數(shù)量多,車門的凈開度大。(2)正常運(yùn)行時(shí)，車門的控制具有ATP(列車自動保護(hù))保護(hù)的功能，故障導(dǎo)向安全。(3)每個(gè)車門均帶有獨(dú)立的純機(jī)械的緊急開門裝置。3 客室車門的基本結(jié)構(gòu)傳動方式及控制原理廣州地鐵一號線車輛客室車門由兩扇內(nèi)藏式滑動門頁組成，以壓縮空氣為動力驅(qū)動單臂氣缸，通過鋼絲繩、滑輪等組成的機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)完成門的

3、開關(guān)動作，每節(jié)車每側(cè)5個(gè)門，全列車共60個(gè)門，有利于乘客迅速上下，縮短車輛停站時(shí)間，滿足地鐵運(yùn)輸方便快捷的要求。3.1 車門的主要技術(shù)參數(shù)（見表1）3.2 車門的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)車門及其控制系統(tǒng)由門頁、車門導(dǎo)軌、傳動機(jī)構(gòu)、門機(jī)械鎖閉機(jī)構(gòu)、緊急解鎖機(jī)構(gòu)、氣動控制系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、門狀態(tài)信號指示等組成。2扇門頁由連續(xù)成環(huán)形的特種鋼絲繩連接，鋼絲繩安裝在支承導(dǎo)軌上的滑輪內(nèi)，左側(cè)門頁與驅(qū)動風(fēng)缸直接連接，并通過安裝在左門頁上方鋼絲繩夾緊機(jī)構(gòu)與鋼絲繩相連，右側(cè)門頁與鋼絲繩調(diào)整裝置連接，通過調(diào)整裝置使鋼絲繩保持一定的張緊力，2扇門頁上方設(shè)有1個(gè)鎖鉤，車門關(guān)閉后，鎖閉系統(tǒng)動作，鎖鉤勾住2扇門頁上的鎖銷，使車門安

4、全可靠地鎖閉；為了獲得車門的狀態(tài)信息，給維修、行車人員顯示車門故障，還裝有車門鎖閉、車門關(guān)閉行程開關(guān)S1、S2，車門切除、車門緊急解鎖行程開關(guān)S3、S4等附加裝置，各行程開關(guān)均與相應(yīng)的指示燈相連。如門關(guān)時(shí)S1、S2到位橙色指示燈滅；車門切除時(shí)S3動作，紅色指示燈亮；緊急手柄拉下，S4動作，門外上方橙色燈亮。同時(shí)，各行程開關(guān)還將車門的狀態(tài)信息反饋到車輛的牽引控制單元；另外，車門上還設(shè)有手動切除功能的機(jī)械裝置?？褪臆囬T的基本結(jié)構(gòu)見圖1。在車門的基本結(jié)構(gòu)中，中央控制閥集成（見圖2）是車門控制的關(guān)鍵部件，它由“車門開門”、“車門關(guān)門”、“車門解鎖”3個(gè)二位三通電磁閥，以及“關(guān)門速度節(jié)流閥”、“開門速度

5、節(jié)流閥”、“關(guān)門緩沖節(jié)流閥”、“開門緩沖節(jié)流閥”4個(gè)氣閥所集成。3.3 車門的作用原理車門通過中央控制閥來控制、以壓縮空氣為動力驅(qū)動雙作用氣缸前進(jìn)和后退，再通過鋼絲繩等組成的機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)完成門的開關(guān)動作，機(jī)械鎖閉機(jī)構(gòu)可以使車門可靠地固定在關(guān)閉位置。操作車門按紐，通過電氣控制系統(tǒng)控制中央控制閥上的3個(gè)二位三通電磁閥Y1、Y2、Y3的通、斷來實(shí)現(xiàn)車門的開、關(guān)及鎖定。在氣缸的終端有150 mm的緩沖行程，調(diào)節(jié)中央控制閥上的調(diào)節(jié)旋紐可調(diào)整開關(guān)門速度及緩沖速度。司機(jī)可以在司機(jī)室操縱按紐，通過電氣控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)列車所有門的同步動作，也可對沒關(guān)好的車門單獨(dú)進(jìn)行重開門的控制。3.4 車門電氣控制原理簡述以車輛某

6、一門（如A車1/3門）開門、關(guān)門為例。開門指令發(fā)出后，將使中間繼電器8K 11得電，控制電磁閥Y1、Y3使車門得以打開；關(guān)門指令發(fā)出后，使中間繼電器8K 21觸點(diǎn)斷開，8K 11失電，控制電磁閥Y2、Y3使車門關(guān)閉。為了行車的安全，車門監(jiān)控回路的8K 09、8K10繼電器、S1、S2、S3行程開關(guān)還直接或間接地影響車輛的牽引和制動及緊急制動，起到監(jiān)控和保護(hù)作用，用于車門控制的這些中間繼電器的型號都是SH04。3.5 車門的氣動控制原理（見圖3）3.5.1 開門開門指令發(fā)出后，電磁閥Y1、Y3得電，壓縮空氣進(jìn)入Y1后分成2路，1路進(jìn)入Y3并快速通過單向節(jié)流閥E進(jìn)入解鎖氣缸，頂開鎖鉤；另1路經(jīng)開門

7、速度節(jié)流閥C和D1、A1接口進(jìn)入車門驅(qū)動氣缸無桿腔，推動活塞向左移動，打開車門，氣缸有桿腔空氣從A2經(jīng)過A快速排出，調(diào)節(jié)開門速度節(jié)流閥C可改變開門速度；當(dāng)活塞運(yùn)動至接近終點(diǎn)時(shí)（約 150 mm），活塞自動切斷A2風(fēng)路，氣缸有桿腔空氣只能從D2排出，由于開門緩沖節(jié)流閥B的作用，形成開門緩沖，調(diào)節(jié)節(jié)流閥B可改變開門緩沖速度，直到活塞切斷D2孔，活塞停止，開門行程到達(dá)終點(diǎn)。3.5.2 關(guān)門與開門原理相同!但活塞移動方向相反4 用于車門操作及車門狀態(tài)顯示的其他設(shè)施4.1 操作車門的主要設(shè)施：（1）位于司機(jī)室左側(cè)墻上的“左門開”、“左門關(guān)”、“重開門”按紐。（2）位于司機(jī)室右側(cè)墻上的“右門開”、“右門關(guān)

8、”、“重開門”按紐。（3）位于司機(jī)室操縱臺上的“左門開”按紐。（4）車載ATP系統(tǒng)（在ATP沒有切除時(shí)起作用）。（5）車載ATO（列車自動駕駛）系統(tǒng)（在列車以ATO模式駕駛時(shí)，且車門開門模式選擇“自動”時(shí)起作用）。（6）位于司機(jī)座椅后面電器柜中的“車門旁路”開關(guān)。（7）位于司機(jī)操縱臺上的“強(qiáng)行開門”開關(guān)。（8）位于司機(jī)操縱臺上的車門開門操作模式選擇開關(guān)，有“自動”及“手動”擋。4.2 車門狀態(tài)的顯示（1）每個(gè)客室車門上方的內(nèi)外側(cè)均有一個(gè)橙色指示燈（車門未鎖時(shí)亮）；內(nèi)側(cè)均有一個(gè)紅色指示燈（車門切除時(shí)亮）。（2）位于司機(jī)室左側(cè)墻上及操縱臺上的“左門開”指示燈按紐（當(dāng)列車左側(cè)門允許開時(shí)亮）及“左門關(guān)

9、”指示燈按紐（當(dāng)列車左側(cè)門全部關(guān)好鎖閉時(shí)亮）。（3）位于司機(jī)室右側(cè)墻上的“右門開”指示燈按紐（當(dāng)列車右側(cè)門允許開時(shí)亮）及“右門關(guān)”指示燈按紐（當(dāng)列車右側(cè)門全部關(guān)好鎖閉時(shí)亮）。（4）位于每節(jié)車后端左右外側(cè)墻上的橙色指示燈（每節(jié)車每側(cè)有1個(gè)以上車門未鎖時(shí)亮）。（5）位于司機(jī)操縱臺上的“TFT”彩色顯示屏（顯示車門被緊急解鎖的位置及車載ATP系統(tǒng)對車門的控制狀態(tài)）。5 改進(jìn)意見廣州地鐵一號線車輛自1997年6月28日首期段開通以來，特別是1999年6月28日全線投入商業(yè)運(yùn)行至今，已累計(jì)運(yùn)行100多萬公里，客室車門情況總的來說是令人滿意的，沒有因車門系統(tǒng)故障發(fā)生安全事故。但可靠性方面還存在一些不足，如

10、由于車門系統(tǒng)故障造成的一些清客換車事件。故障原因主要集中表現(xiàn)在車門控制繼電器（SH04 型）的失效較多、行程開關(guān)S2動作不到位等，因此，在地鐵車輛客室車門的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及電氣控制設(shè)計(jì)上可從以下幾方面作進(jìn)一步的考慮和完善：（1）用于車門控制的中間繼電器可靠性要求很高，因?yàn)橐坏┻@些繼電器出現(xiàn)故障，將影響車輛車門的控制，對運(yùn)營影響較大。因此，對于廣州地鐵一號線車輛車門控制繼電器（SH04 型），地鐵公司與供貨商已決定用可靠性更高的繼電器替換。對于廣州地鐵二號線車輛的技術(shù)要求，廣州地鐵已決定在車門控制電路中盡量不采用或少采用繼電器。（2）由于車門控制對尺寸要求較高，而鋼絲繩本身具有一定的伸縮性，采用鋼絲繩傳動方式，增加了車門計(jì)劃性檢修時(shí)對鋼絲繩調(diào)整的工作量，可以考慮用同步齒形帶的傳動方式，香港地鐵車輛就是用同步齒形帶傳動的。對于廣州地鐵二號線車輛的技術(shù)要求，廣州地鐵已決定不采用鋼絲繩傳動方式，可能采用電控電動螺桿式或其他的傳動方式。（3）行程開關(guān)S2動作不到位對運(yùn)營影響