地铁车辆电动外挂式车门的运用经验

罗益（广州市地下铁道总公司，广东广州510380）

地铁车辆电动外挂式车门的运用经验

罗益
（广州市地下铁道总公司，广东广州510380）

简述了广州地铁一号线增购车电动外挂式车门的结构和原理，并对实际运用中出现的问题进行了小结，总结了车门运用过程中参数调整的重要性。

地铁车辆；外挂门；参数设置；故障分析

1　概述

广州地铁一号线增购车采用了Faiveley提供的电动外挂门，目前已经高效地使用了十年。概括起来，增购车客室车门系统具有以下特点[1]：

（1）采用丝杆/螺母传动，具有结构简单、阻力小和维护工作量少的特点；

（2）单个门由门控器控制，相比气动门少了大量的中间继电器，能有效降低故障率；

（3）具有自动防夹和重关门功能。

每个车门系统包括了车门悬挂及导向机构、车门驱动装置、左右门页、紧急解锁装置、乘务员钥匙开关（每节车仅2对门有）、1套安装在车体上的密封型材（上、左和右）等机械部件及电子门控单元、电气连接、指示灯等电气部件。如图1所示。

2　主要组成部分

2.1丝杆/螺母传动系统

丝杆/螺母系统是车门系统中的传动部件，通过联轴节、皮带轮与电机相连接如下图2。丝杆为特制的不锈钢丝杆，螺母由高强度工程塑料制成，加以合理的润滑都能保证较长的寿命。丝杆两侧的螺纹方向相反，两个球形螺母安装分别安装在丝杆的两侧，电机通过皮带轮带动丝杆转动，从而带动与之配合的螺母水平移动，且保证两门页动作的同步性。丝杆螺母副具有阻力小、无噪音和维护工作小的特点，且丝杆传动能传递较大扭力。

图2　车门传动系统

丝杆和电机的转子连接，电机定子上装有锁闭滚子如图3所示。车门关闭后转子不能再继续转动，则定子开始转动从而挡住与门页装在一起的锁闭杆，实现锁闭功能。自动解锁时，由于门页的平移被锁闭的凸轮阻挡，电机施加的转矩导致定子旋转从而解锁。

图3　车门锁闭装置

2.2“关门”位置检测装置

如图4所示，“关门”检测功能由一个关门行程开关DCS组成，用于检测车门是否处于关闭位置。由于两门页动作的同步性，只设置了一个DCS（关门行程开关）检测车门是否关闭。关门行程开关DCS的两对触点分别送给列车安全回路和EDCU内部，EDCU收到门关好信号后，控制电机降低转速，以达到车门在完全关闭前实现缓冲。

图4　“关门”位置检测装置

2.3“锁门”位置检测装置

如图5所示，“锁门”位置检测装置用于检测车门处于“关闭并锁好”位置。该检测装置主要为电机上的梯形块与DLS行程开关，DLS具有与DCS相同的特性，也是由两对触点组成。当其被激活后，向EDCU送出车门已锁信号，同时向列车安全回路传送信号。

图5　“锁门”位置检测装置

2.4门控单元EDCU

如图6所示，电子门控单元EDCU是电动门的控制和故障检测的核心，它包括一个电源、一个微处理器、一组输入输出接口、一个可用于切断电机供电电路的继电器和一个门电机驱动装置。还有四个LED灯来指示系统的当前状态，EDCU还有一个RS232接口，用于实现PC到EDCU的连接。

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基于微处理器的EDCU既可以准确地控制车门的动作，又能自主诊断车门故障并记录保存故障数据，这些记录能通过总线传送到VTCU（列车控制单元）或者下载到PC进行故障分析[2]。EDCU在开关门过程中实时监控DCS和DLS的状态、动作顺序、电机电流等参数，是否符合EDCU的内部逻辑，来实现故障监测和防夹等功能。EDCU中的PWM信号驱动断路器控制电动机的转矩及速度，使门的运动快速平稳，电动机输出有过流保护及自动恢复功能。开关门均具有二级缓冲功能，且开关门速度可以通过软件调节。

图6　门控单元EDCU

3　运用中的问题与处理

3.1开门时红闪故障

在运营过程中多次出现开门时司机室MMI有车门图标红闪（即检测到车门故障），几秒后消失的故障现象，而回库后开关门实验正常。打开内外盖板检查门页高度、门页平行度、门页对中、V形皮带拉力、锁闭轮与锁闭杆间隙、开门端止挡、紧急解锁钢丝绳、DCS等参数正常，于是模拟开关门的动作，仔细检查各个部件的状态情况。检查发现该车门DLS行程开关回程行程较小，导致DLS行程开关无法完全释放而容易处于临界状态。

对于锁闭轮与锁闭杆间隙的检查，模拟开门的状态，手动拉电机解锁，检查锁闭轮与锁闭杆的垂向间隙，发现以下问题。

（1）DLS行程开关回程行程不足，车门解锁时，电机端部开门止挡与梯形块接触后，DLS行程开关才刚好释放，没有足够的回程行程，即车门打开时DLS行程开关几乎处于临界状态。如图7。

图7　DLS行程开关检查情况

（2）检查车门解锁处于完全打开状态时，车门锁闭轮与锁闭杆垂向间隙较大（检查时打开车门后拉扯电机还能上下转动一定角度），约为2~ 3 mm，如图8所示，正常要求该间隙在0.5～1mm，导致车门在打开过程中，车门电机能够上下转动，顺时针能转动的角度即是锁闭轮与锁闭杆的间隙，而且由于DLS行程开关回程行程不足、处于临界状态，从而导致门在打开时，电机的上下转动使DLS行程开关由释放状态变为压紧状态，车门EDCU检测到DLS行程开关动作错误，根据其内部逻辑报出车门红闪故障。

图8　锁闭轮检查情况

（1）针对DLS行程开关回程行程不足问题，按照调整要求“切除车门后，慢慢扳动电机，当DLS行程开关刚好释放时，测量电机端部开门止挡与梯形块之间的间距，要求大于2mm”，即让DLS行程开关释放断开后还有足够的预留行程防止误动作。重新调整电机端部开门止挡的垫片厚度，使开门时电机转动角度增大，从而增大DLS行程开关的回程行程，保证开门时DLS能够完全释放。

（2）针对锁闭轮与锁闭杆角度间隙较大问题，按照调整要求“切除车门后，扳动电机，当电机端部的开门止挡与梯形块刚好接触时，测量锁闭轮与锁闭杆之间的间距，要求小于0.5mm，且有电开门时，锁闭轮不与锁闭杆碰撞”。通过调整锁闭轮位置，减小锁闭轮与锁闭杆的间隙，保证锁闭轮与锁闭杆间隙在0.5mm，从而避免车门在打开过程中和车门开到位时，电机较大角度的转动，进而避免由于DLS行程开关的误动作而导致车门红闪。即如图9所示保证锁闭轮与锁闭杆的垂向间隙。

图9　锁闭轮垂向调节示意图

3.2关门时红闪故障

司机在关门时也较易出现车门图标红闪，回库后检查时模拟关门与锁闭的过程，检查发现锁闭轮与锁闭杆的水平间隙太小，锁闭轮难以落下，导致电机电流太大保护而无法关闭，从而报出故障。但锁闭轮与锁闭杆的横向间隙太大，易产生噪声和漏风而影响乘车舒适性，太小容易造成锁闭滚子难以落下而多次自动启动防夹后引起车门无法关闭故障。

调整门锁闭位置是为了使车门在锁闭时能顺利锁好，且防止开门时锁闭滚子与锁杆产生撞击。主要步骤如图10所示[3]：

图10　锁闭轮横向调节示意图

①关闭门页，直到其前端密封条相互接触；

②调整锁紧凸轮使滚子锁定正确（保证锁闭轮与锁闭杆的横向间隙为0.5~1mm）；

③旋紧锁紧凸轮的固定螺栓，打开门；

④关门并检查锁紧滚子使门页被锁好。

4　结束语

电动外挂门在实际运用中与电控气动门相比，具有噪音小，中间继电器少且具有障碍物探测功能等优点，能很大程度上降低故障率，减少维护工作量。EDCU对电机的过流保护功能一方面能实现防夹功能保护电机，但另一方面也对车门各项参数的调整提出了更高的要求。由于ED⁃CU根据电机电流的大小来对其进行保护，当车门各传动机构随着使用年限的增长发生微量变形，导致开关车门时阻力增大时，电机开关门时的电流也会相应变大，EDCU更容易启动电流保护而无法正常开关车门。

门页与门槛的动作阻力、丝杆螺母副的摩擦阻力都可以通过限制尺寸或加强润滑而得到控制。但电机在开关门动作开始的瞬间，电机电流本来就比较大，若锁闭轮与锁闭杆的配合不是很好，很容易就会直接启动电流保护而无法开关门。锁闭轮与锁闭杆的配合是车门参数调整的重中之重，且车门预留的安装位置较小，各部件安装紧密，在实际运用过程中，必须对各参数在静态和动态、有电和无电情况下的变化进行监控，必须清楚各个参数对车门运用的重要性以及可能引发的问题，以及各个参数之间的相互影响，从而避免运用过程中的故障出现。

［1］彭有根.广州地铁二号线车辆车门系统及其控制原理［J］.电力机车与城轨车辆，2005（6）：47-49.

［2］何霖.车辆检修工［M］.北京：中国劳动社会保障出版社，2009.

［3］长春长客-庞巴迪轨道车辆有限公司.广州地铁1&2号线增购车辆维护保养、检修及大修手册［Z］. 2006.

(编辑：王智圣)

App lication Experienceof the Outside Sliding Door for M etro Vehicles

LUOYi
（Guangzhou Metro Corporation，Guangzhou510380，China）

The paper simply presents the structure and theory of the outside sliding door of Guangzhou Metro Line 1，and make a summary of the problemsoccurred during theapplication，then demonstrates the importanceofparameter setting.

metro vehicle；theoutside sliding door；parameter setting；failureanalysis

U260.3

A

1009－9492(2015)04－0126－04

10.3969/j.issn.1009-9492.2015.04.034

2014－11－19

罗益，男，1992年生，湖南常德人，大学本科，助理工程师。研究领域：地铁车辆检修技术。