電控氣動塞拉門的電氣控制

1、畢業(yè)宓祺奸文左己kF*柬大通土尊East China Jiaotong Universityj電控氣動塞拉門的電氣控制題 目：學(xué) 院:專業(yè)班級:學(xué)生姓名:指導(dǎo)教師:機(jī)電與車輛工程學(xué)院車輛工程（卓越）2013-1張國勇李津電控氣動塞拉門的電氣控制張國勇（車輛工程13級-卓越班）摘 要:針對鐵路客車用氣動塞拉門的電氣控制要求，介紹了該車門電氣控制的有關(guān)工作流程及工作原理。關(guān)鍵詞：客車；車門；塞拉門；控制前言：近10年來，隨著鐵路機(jī)車車輛工業(yè)的發(fā)展 ，機(jī)車車輛的運(yùn)營速度不斷提高。運(yùn)營速度的提高，必然對客車密封性能及安全性能提出更高的要求。1997年以來,25K型新型鐵路客車以及部分動車組已逐漸采用電

2、控氣動塞拉門，以提高客車的密封性和安全性。該車門通常由鋁型材拼焊而成，內(nèi)部填充隔熱阻燃蜂窩材料，周邊鑲嵌特制的密封橡膠條，不僅具有較好的強(qiáng) 度和剛度，且密封性及安全性均優(yōu)于傳統(tǒng)的折頁門。.電控氣動塞拉門的優(yōu)點(diǎn).1安全可靠門鎖下固定鎖舌與門板的下滾柱嚙合同時一b鎖舌隨門板的上滾柱轉(zhuǎn)動并嚙合，從兩個方向鎖定門板，具有較高的安全性，麗投為防止萬一，門板上還裝有一個故障隔離鎖（保險鎖），當(dāng)正常開關(guān)門出現(xiàn)故障時可關(guān)斷氣源，用手動鎖把門關(guān)閉，饃上隔離鎖，實(shí)行機(jī)械鎖 定，在各項(xiàng)技術(shù)狀態(tài)正常情凝時，對不需要集控的車門也可用隔離鎖鎖閉，以確保安全。更為先進(jìn)的是，門的各種狀態(tài)由微動開關(guān)檢測，由控制單元實(shí)時監(jiān)控。節(jié)

3、省勢力由于塞拉門具有集控功能，又有5K“h自動關(guān)門功能，在各方面條件備時可像地鐵一樣無需由列車員一人一門站立崗位。密封性能良好門扇本身采用鋁蜂窩復(fù)合結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點(diǎn)是重量輕、強(qiáng)度高、密封性能好，再加上由門框前壓條、后壓條、上壓條、 上防護(hù)罩和膠條等組成的密封件，使得車門關(guān)閉時門頁與車體緊 閉密封，從而很好地達(dá)到了隔音隔熱的目的。美觀、節(jié)省空閏由于采用了塞拉門保證門在開啟和關(guān)閉時始終與車體平行，節(jié)省了車內(nèi)空間，使車門內(nèi)看起來更加整潔、寬敞、美觀，提高了旅客在旅行途中的舒適度。.車門組成及控制要求電控氣動塞拉門主要由電氣系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)、驅(qū)動機(jī)構(gòu)、門板、鎖閉機(jī)構(gòu)及翻轉(zhuǎn)腳蹬等組成，其主要工作過程如下：當(dāng)發(fā)

4、出關(guān)門信號后，關(guān)門電磁閥動作，由無杠汽缸推動驅(qū)動機(jī)構(gòu)執(zhí)行關(guān)門動作，同時腳蹬翻轉(zhuǎn)收起（腳蹬為方便旅客上下車之用，但考慮到機(jī)車車輛限界，車輛運(yùn)行時腳蹬應(yīng)翻轉(zhuǎn)收起）。關(guān)門到位時，鎖閉機(jī)構(gòu)將門鎖閉。當(dāng)發(fā)出開門信號時，鎖閉機(jī)構(gòu)打開，開門電磁閥動作，由無杠汽 缸推動驅(qū)動機(jī)構(gòu)執(zhí)行開門動作，同時腳蹬翻轉(zhuǎn)落下。由此可見，電控氣動塞拉門電氣控制系統(tǒng)的主要任務(wù)是開關(guān)門信號的處理和控制。其具體內(nèi)容如下：（1）車內(nèi)外均具有電控及手動開關(guān)每扇車門的功能；整列車到站后應(yīng)具有集中統(tǒng)一開同側(cè)車門的功能；列車啟動前應(yīng)具有關(guān)所有車門的功能。（2）當(dāng)列車速度超過 5km/h時，為保證乘車安全，處于開啟狀態(tài)的車門應(yīng)自動執(zhí)行電控氣動關(guān)門

5、。（3）電控氣動關(guān)門過程中，若碰到障礙物，應(yīng)自動轉(zhuǎn)換為開門狀態(tài)，延時一定時間后，再次將門自動關(guān)閉。（4）執(zhí)行關(guān) 門命令后，為防止車門未完全關(guān)閉及腳蹬未收起到位，應(yīng)自動對其進(jìn)行檢測，并具有故障報警顯示。（5）緊急情況下，可以手動將車門打開。 車門的工作流程圖見圖1。.電氣控制工作原理每節(jié)車廂共有4扇門，車廂兩端各設(shè)1個門控單元控制對應(yīng)端的 2個側(cè)門?！靶率锕狻?號動車組的門控單元采用BODE公司專用門控制器，“先鋒”號動車組門控單元采用SIEMENSSIMATICS7200PLC（包括CPU224M 16點(diǎn)輸入、16點(diǎn)輸出的 EM22徵字量擴(kuò)展模塊） 進(jìn)行控制。門控單元設(shè)有 RS232通訊接口。

6、整列車通常設(shè)1個車門集中控制單元（“新曙光” 號動車組采用繼電器有觸點(diǎn)電路，“先鋒”號動車組采用微機(jī)控制單元XDU）,由此實(shí)現(xiàn)開關(guān)整列車的車門，并檢測車門及翻轉(zhuǎn)腳蹬故障。車輛風(fēng)缸可直接提供400kPa900kPa的風(fēng)源，經(jīng)過調(diào)壓閥調(diào)整為較平穩(wěn)的450kPa600kPa氣壓，供氣路系統(tǒng)使用。車輛可直接提供48V（或110V）直流電源，經(jīng)直2直變換為24V直流電源后供控制電路使用。車門電氣控制示 意圖見圖2DCK自Lr皿|控瞿也左門黃門innri占門網(wǎng)立及第美門智單元工/： 中鼎及開關(guān)集中怛啦地T圖2車門電氣控制示意圖1、車外（車內(nèi)）開門信號；2.車內(nèi)（車外）關(guān)門信號；3.屏蔽防擠壓信號；4.門完

7、全關(guān)閉信號；5.門未關(guān)到位信號；6.腳蹬故障信號；7.緊急開門信號主要功能單車、整列車開關(guān)門整列車車門集中控制單元通過集控線向每節(jié)車廂的門控單元發(fā)出開某側(cè)車門或關(guān)閉所有車門的信號，實(shí)現(xiàn)整列車的電控氣動開關(guān)門。每節(jié)車廂均可通過車內(nèi)外的開關(guān)門鎖開關(guān)向 本車門控單元發(fā)出開關(guān)門信號，實(shí)現(xiàn)對應(yīng)車門的開或關(guān)。集中控制單元發(fā)出的信號優(yōu)先于本車開關(guān)鎖發(fā)出的信號，當(dāng)門控單元收到關(guān)門信號后，蜂鳴器報警提示，兩位三通關(guān)門電磁閥動作，無杠汽缸驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動車門進(jìn)行關(guān)門操作，同時腳蹬汽缸通過機(jī)械連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)腳蹬翻轉(zhuǎn)。門關(guān)閉到位時，鎖閉汽缸連同鎖閉機(jī)構(gòu)將門鎖閉。當(dāng)門控單元收到開門信號后 ，蜂鳴器報警提示，鎖閉汽缸連同鎖閉機(jī)

8、構(gòu)將門解鎖，兩位三通開門電磁閥動作，無杠汽缸驅(qū)動機(jī)構(gòu)將車門打開。車門開關(guān)過程中單向行程約為730mm運(yùn)行時間約3s6s,車門開關(guān)速度可通過氣路系統(tǒng)中的單向節(jié)流閥進(jìn)行調(diào)節(jié)。車速超過5km/h時的自動關(guān)門為保證乘車安全，當(dāng)列車速度超過 5km/h時，處于開啟狀態(tài)的車門應(yīng)能自動執(zhí)行關(guān)門操作。通常在車輛的車軸端部設(shè)置永磁式磁電傳感器。感應(yīng)齒輪隨同車軸同步旋轉(zhuǎn)，齒頂齒谷交替通過距離該齒輪（110 土 012）mm處的傳感器，通過切割磁力線，傳感器即感應(yīng)出相應(yīng)的脈 沖信號。速度傳感器將速度信息傳至車內(nèi)防滑器（速度信號處理單元）,由防滑器速度信息分析處理后向門控單元發(fā)出車輛速度超過5km/h的關(guān)門信號，門控

9、單元自動執(zhí)行關(guān)門操作。在車速超過5km/h時，除緊急鎖信號外，其他電動及手動方式均不能將車門打開。防擠壓功能通常采用在門板關(guān)閉側(cè)密封橡膠條內(nèi)設(shè)置氣囊以檢測壓力沖擊信號或關(guān)門時無杠汽缸工作壓力的變化來實(shí)現(xiàn)車門防擠壓的功能。當(dāng)電控氣動關(guān)門遇到障礙物時，膠條遇到突然的沖擊擠壓，氣囊內(nèi)將產(chǎn)生突變壓力，該突變壓力將使相應(yīng)開關(guān)動作，從而向門控單元發(fā)出擠壓 信號；同樣，當(dāng)無杠汽缸工作壓力超過設(shè)定值（通常為100N150N）時，相應(yīng)的壓力感應(yīng)裝置將向門控單元發(fā)出擠壓信號，門控單元收到擠壓信號后，將門轉(zhuǎn)換為自動開啟狀態(tài)，然后延時2s5s,再將門重新自動關(guān)閉。為防止因擠壓導(dǎo)致車門關(guān)閉后重新開啟，特設(shè)屏蔽開關(guān)。當(dāng)列

10、車運(yùn)行至全行程 90%98%的位置時，該開關(guān)將向門控單元發(fā)出屏蔽防擠壓功能的信號，從而保證當(dāng)車門關(guān)閉到位時不會重新開啟。門關(guān)到位（腳蹬翻轉(zhuǎn)）檢測為保證列車運(yùn)行安全，防止因各種原因造成的門未關(guān)到位故障，各車門在鎖閉機(jī)構(gòu)上均設(shè)置有“門關(guān)到位”開關(guān)。該開關(guān)具有常開、常閉觸點(diǎn)，分別對應(yīng)“門完全關(guān)好”信號和“門未關(guān)好”信號?！伴T未關(guān)好”狀態(tài)時，對應(yīng)車門及集中控制單元具有相應(yīng)故障指示。車門關(guān)閉時，腳蹬汽缸推動機(jī)械連桿機(jī)構(gòu)將腳蹬翻轉(zhuǎn)收起。腳蹬翻轉(zhuǎn)到位處常設(shè)行程開關(guān)檢測腳蹬 是否翻轉(zhuǎn)到位。緊急手動開門車輛運(yùn)行速度超過5km/h時，因開門信號被5km/h速度信號屏蔽，此時電控及手動直接開 門均不能將門打開，故設(shè)

11、置“緊急鎖”。緊急情況時可旋轉(zhuǎn)此鎖，此鎖觸發(fā)對應(yīng)開關(guān)，向門控單元發(fā)出緊急狀態(tài)信號。門控單元使關(guān)門電磁閥斷電，同時鎖閉汽缸推動鎖閉機(jī)構(gòu)解鎖，此時可實(shí)現(xiàn)手動開門。冬季防凍功能由于鐵路客車運(yùn)營范圍遍布全國，在我國東北及西北地區(qū)，冬季環(huán)境溫度有低于-30 C的情況。為解決因冰霜造成的開關(guān)門故障，在車門下方易結(jié)冰部位加裝了防凍裝置。該裝置內(nèi)部為PTC正電阻溫度發(fā)熱材料，可以隨外界溫度變化自動調(diào)節(jié)自身功率，具有節(jié)約電能、發(fā)熱均勻的優(yōu)點(diǎn)O.電控氣動塞拉門的常見故障及檢修常見故障該塞拉門是由塞拉門門控器、 機(jī)械結(jié)構(gòu)、氣動元件及電氣元件組成的一體純產(chǎn)品，其性能優(yōu)劣將直接關(guān)系到行車及人身安全。 故確保車門的狀態(tài)良

12、好有其很大的必要性， 下面筆者 將多年客車運(yùn)用中發(fā)現(xiàn)的常見故障現(xiàn)象主要?dú)w納為以下四個方面，(1)在有電有氣的情況下操作開關(guān)門時，蜂鳴器發(fā)生三聲報警提示，但門沒有動作。(2)在關(guān)門過程中，無防擠壓功能，狀態(tài)指示燈閃爍5次。(3)在關(guān)門時，門關(guān)上后自動打開， 經(jīng)延時以后又再次關(guān)上， 關(guān)上后又自動打開，如此反復(fù)。 (4)關(guān)門時門鎖不能達(dá)到二級鎖閉。狀態(tài)指示燈閃爍6次，蜂鳴器報警一聲。措施首先確認(rèn)緊急解鎖開關(guān)的狀態(tài)是否在解鎖狀態(tài)，應(yīng)把緊急解鎖裝置復(fù)位或調(diào)整緊急解鎖開關(guān)的位置；檢查氣路系統(tǒng)的氣管有無折彎的現(xiàn)象，應(yīng)把氣路系統(tǒng)的氣管接好理順；檢查門控器的輸出口上開關(guān)門信號的電壓是否正常，如不正常更換門控器；

13、開關(guān)門信號都正常，而門還不動作，則是開門或者關(guān)門電磁閥損壞，這時可將開門電磁閥與關(guān)門電磁閥輸出口氣管互換(互換前需關(guān)閉空氣過濾減壓閥上的氣路開關(guān)，互換完了后再打開，原不能開 門的能開而不能關(guān)門了或原不能關(guān)門的能關(guān)而不能開門了，說明對應(yīng)的電磁閥損壞， 更換開門電磁閥或關(guān)門電磁閥。(2)98 %開關(guān)的位置離關(guān)門到位端太遠(yuǎn)，過早的失去了防擠壓信號， 發(fā)現(xiàn)此類故障時，應(yīng)首先打開口頂棚上的檢修蓋板，仔細(xì)檢查98 %開關(guān)的位置是否正確，如98%開關(guān)的位置不正確， 離關(guān)門側(cè)較遠(yuǎn)，應(yīng)調(diào)整98%開關(guān)的位置，具體調(diào)整的方法如下： 旋開98%開關(guān)上的緊圓螺絲，將 98%開關(guān)向關(guān)門側(cè)移動，直至98%開關(guān)上的指示燈亮，然后再將98%開關(guān)向開門側(cè)緩慢移動，指示燈一旦不亮了，即可將緊固螺絲旋緊；.總結(jié)按1列車連掛10節(jié)車廂，每節(jié)車廂4扇車門計算，則整列車共有40扇車門。由此可見， 車門及其控制系統(tǒng)的可靠性尤其重要。經(jīng)過幾年的運(yùn)行實(shí)踐，證明目前采用的電控氣動塞拉門系統(tǒng)工作穩(wěn)定，運(yùn)行良好，能夠較好地適應(yīng)目前鐵路客車速度不斷提高的需要參考文獻(xiàn):1焉桂珍,宋正飛.鐵路客車用自動塞拉門J,鐵道車輛