城市轨道交通车辆车门行程开关故障分析及改进方案

陈园园

摘要：随着城市发展进程的加快，促使城市轨道交通建设呈现快速发展趋势。车辆车门系统中的行程开关是保证车辆车门正常运行的关键部件，而行程开关具有控制回路安全及检测车门安全状态的作用，并且，行程开关部件的日常使用频率较高，其结构组成较为复杂，很容易在日常使用过程中发生故障问题。本文针对城市轨道交通车辆车门系统的行程开关故障问题进行简要的论述，并且，针对这些故障问题提出了有效的改进方案。

关键词：车门行程开关；故障分析；改进方案

引言

城市轨道交通车辆的每节车厢每侧都会设置3-5个车门系统，车门系统数量合理设置，方便乘客的上车下车。在城市轨道交通车辆的实际运行过程中，为了保证行车的安全性，常见的安全功能要求是车辆车门在运行过程中不会被打开，而为了实现这个要求，就要保证车辆车门系统的锁闭状态信号，能够正常的接入安全回路中。因此，城市轨道交通车辆车门系统的各项功能要保证其可靠性，这也是列车运行安全性和实际可用性的基本保障。城市轨道交通车辆在实际运行过程中，会频繁启停，并且，车辆的车门数量较多且人流量较大，容易造成车辆车门系统的故障。同时，城市轨道交通車辆车门系统的行程开关是其车门系统监控环节中的重要部件，由于这个部件的使用频率高且工作强度大，会导致相关故障的频发。

一、行程开关故障分析

1、行程开关裂纹故障

车辆车门系统的行程开关所工作的环境恶劣且使用频率较高，这就使得车门行程开关容易发生损坏，其中，开关裂纹是常见的故障问题，主要包含自发白纹、过载与腐蚀裂纹。行程开关的壳体受温度交替等环境因素的影响，其内部释放的应力就会产生微裂纹（自发白纹）。但是，这种裂纹现象与过载裂纹、腐蚀裂纹不同，这些裂纹的两端需要通过材料的交联来保持绑定状态，这也使得出现自发白纹的车门行程开关，仍旧能够承受相关负载，不会影响车门行程开关的性能。

上图中，所标注的1、2、3位置均为自发白纹的易发部位，其中，位置1与位置2为在安装柱区域，位置3在螺纹固定区域，当这些位置出现自发白纹故障时，仅受到开关壳体的内部应力影响。

相较于自发白纹故障问题，机械过载和较强腐蚀都是导致车辆行程开关出现裂纹故障的原因。因此，车辆车门行程开关无法载重，以及开关组成材料的属性被削弱，从而导致车辆车门行程开关的整体性能下降，如列车或车门控制单元接接收到错误的车门状态。

2、行程开关不导通故障

城市轨道交通车辆车门系统中行程开关的不导通故障，会导致车门必须被隔离，故障车晚点甚至无法继续服务，而造成行程开关不导通故障问题的主要原因，是车辆车门关闭回路出现故障问题。

上图中，车门处于未关闭，未隔离，未被紧急操作状态。所标注的S1为关闭并锁闭开关，S2和S3为左右门扇关闭开关，S4为车门隔离开关，S5为常闭紧急解锁开关。只有从S1到S5正常导通，车门行程开关才会发出车门回路闭合的信号，从而车辆才能够安全稳定运行。

3、行程开关故障的原因分析：

（一）安装及制造工艺问题

开关触点都是具有较高精密度的接触部件，如果，这些部件在制造过程中，产生的误差不符合实际的工艺制造要求，这就会导致开关接触不良，同时，开关触点的接触面积较小也会使开关在瞬间接触时，电弧放电较大造成开关被烧毁。

（二）触点腐蚀问题

开关触点的组成材质多为银镍合金，如果，开关维护保养不当，那么，会造成开关触点位置污染腐蚀严重，从而影响行程开关的导电性能，进而无法实现信号的有效传递。

（三）运动机构失效问题

车辆车门系统中行程开关在闭合时，其内部的常开触点被释放，触桥通过复位弹簧与常闭触点进行接触。如果，行程开关内部的运动机构失效，那么，触桥无法实现信号的导通，从而无法建立安全回路以及无法牵引列车。

二、行程开关改进方案

1、针对行程开关裂纹故障的改进措施

①优化行程开关壳体的相关注塑参数，并且，通过改进注模工艺，来减少行程开关壳体的内部应力；

②在安装行程开关时，要严格按照相关的施工工艺进行安装；

③选用具有较强可靠性的紧固方式，如台阶螺栓、弹性卡簧；

④结合实际的工程概况来选择厚壁开关；

⑤城市轨道交通车辆在进行常规月检时，检修人员要注重对行程开关壳体的表面状况进行详细检查，针对出现裂纹的部位要及时更换。

2、针对行程开关不导通故障的改进措施

①在检修车辆的过程中，要对行程开关的外观进行详细检查，如破损、腐蚀等，要及时进行更换；

②当触点表面存在氧化问题时，可以利用具有较高IP防护等级的车门行程开关；

③在进行车门行程开关选择时，针对小电流的电路，可以使用金触点开关；

④当接触点表面存在氧化层，可以利用加大安全回路电流的方式进行氧化层的清理。

三、结束语

综上所述，城市轨道交通车辆车门系统的机械结构具有较大的复杂性，其控制的相关信号较多，而车门行程开关是机械位移与电气信号实现转换的桥梁，因此，本文针对行程开关的故障表现形式、故障原因着手分析，给出了相应建议解决措施，以帮助行程开关在车门系统中的实际使用，保证车门系统的正常工作，为车辆的安全稳定运行提供基础保障。

参考文献

[1]张亮亮，陈东东.城市轨道交通车辆车门行程开关故障分析及改进方案[J].城市轨道交通研究，2017，02：72-75.

（作者单位：IFE-威奥轨道车辆门系统（青岛）有限公司）