车辆客室车门方案比选

覃海春

（厦门轨道交通集团有限公司运营分公司，福建 厦门 361021）

0 引言

作为城市轨道交通车辆重要部件的客室车门在车辆的运营中扮演着重要的角色，车辆客室车门结构特点、安装形式、运营维护等都将直接影响着城市轨道交通车辆在正线上运行的安全可靠性。因此车门的重要地位也是其他任何系统所不能取代的[1]。

1 客室车门分类

1.1 按动力形式分为电动门和气动门

电动门是由电气控制电动机，再通过电动机驱动传动装置完成车门开关动作的各种门。气动门是由压缩空气驱动传动风缸，再通过机械传动系统完成车门开关动作的各种门。

1.2 按开启方式分：外挂门、内藏门、塞拉门、微动塞拉门

外挂门的门体悬挂于车体外侧，与车体形成凹凸外表面。内藏嵌入式侧移门简称为内藏门，在车门打开时，门体隐藏于车体结构内。塞拉门的门扇在车门打开时贴靠在车体外侧，在车门关闭时，门扇与车体平齐。微动塞拉门兼有塞拉门与外挂门的主要特点，可以实现门扇与车体门框平面的紧密贴合，确保车门具有良好的密封性能。目前国内地铁公司多采用塞拉门和微动塞拉门[2]。

1.3 按传动方式分

车门的传动方式分为齿带传动和螺杆传动。

2 客室车门主要功能

开/关门功能、障碍物探测重开门功能、开/关车门的二次缓冲功能、隔离故障车门功能、车内紧急解锁功能、车外紧急开门功能、自诊断功能、故障指示和记录功能、通过PTU读出记录数据功能、零速保护功能。

3 客室车门主要技术参数

车门数量：每辆车每侧4对门扇

净开宽度：≥1300mm

净开高度：≥1860mm

供电电压：DC110V（波动范围：77～137.5V）

开门时间：3．0±0.5 s（可调节）

关门时间：3．0±0.5 s（可调节）

开、关门延时时间：0～3.0s（可调节）

车门关紧力：≤150N

探测最小障碍物：25×60mm

车门隔声量为：≥31dB（A）

隔热性能：＜5W/m2K

4 客室车门比较

4.1 按开启方式的比较

4.1.1 门扇重量内藏门、外挂门、微动塞拉门门扇重量均差不多，塞拉门重量最重达180kg。

4.1.2 门机构横截面内藏门、外挂门、微动塞拉门机构横截面均差不多，塞拉门机构横截面最大达325*230mm。

4.1.3 占用车外空间

内藏门不占用；外挂门和塞拉门在开启时占用车外空间，门扇外表面距车体表面约56mm；微动塞拉门在开启时占用车外空间，外表面距车体表面约44mm，在关闭时门扇外表面距车体表面约32mm。

4.1.4 密封性、隔热、隔音

内藏门和外挂门的密封性、隔热、隔音效果相对差，塞拉门和微动塞拉门的密封性、隔热、隔音效果良好。

4.1.5 维护性

内藏门结构简单，零部件较少，零件的可接近性较好，门扇在车体的内部，不便于拆卸、调试；外挂门和微动塞拉门结构简单，零部件较少，零件的可接近性较好，门扇在车体的外部，便于拆卸、调试，可维护性较好；塞拉门结构复杂，零部件较多，零件的可接近性较差[3]。

4.1.6 安装方式

内藏门、塞拉门、微动塞拉门所有机构安装在车体内部；外挂门门板承载导向装置安装在车体外部，传动装置安装在车体内部。

4.1.7 运营应用

内藏门可靠性较好，但由于下导轨采用凹凸槽式结构，容易卡入异物，密闭性差，乘车舒适度不佳；外挂门可靠性较好，由于下导轨采用凹凸槽式结构，易卡入异物，密闭性差，乘车舒适度差；塞拉门乘车舒适度较好，但结构复杂、可靠性相对较低；微动塞拉门可靠性较好，由于采用较小的塞拉导入角度，有效解决了“关门难”的问题，乘车舒适度较好。

4.1.8 综合优点

内藏门结构简单，故障率较低，全寿命周期费用低；外挂门结构简单，占用车体内部空间相当较少，便于检修和安装调试；塞拉门密封好，乘车舒适度较好，门扇与车体外表面平齐，车辆外形美观，便于洗车；微动塞拉门结构相当简单，密封好，乘车舒适度俱佳，便于检修和安装调试，可靠性高，与外挂门相比，占用车体外部空间小[4]。

4.1.9 综合缺点

内藏门密封差，门机构占用车内空间较大，门扇维护性差，由于门扇等装置在车体侧墙内，维护检修不方便；外挂门密封性差，外部机构需定期清洁和维护；塞拉门结构复杂，门机构占用车内空间较大，全寿命周期费用高；微动塞拉门外部结构需要定期清洁维护，成本较高。

4.2 按传动方式比较

4.2.1 带传动

优点：传动平稳、结构简单、成本低、使用维护方便、有良好的挠性和弹性、过载打滑。

缺点：传动比不准确、带寿命低、轴上载荷较大、传动装置外部尺寸大、效率低。

4.2.2 螺旋传动

优点：小转矩产生较大的轴向推力，最重要的是能自锁。

缺点：加工精度高，工作速度差，磨损大，寿命短，还可能出现爬行等现象。

4.3 电动塞拉门和微动塞拉门方案比较

微动塞拉门是在外挂移门的基础上增加了12mm的微小塞拉动作，实现了门扇周边密封胶条与车体门框平面的紧密贴合。该门系统在安装方式、结构、空间和尺寸等方面与外挂门基本相同。微动塞拉门具有外挂门的所有优点，同时密封性能优于外挂门，有取代外挂门的趋势。因此以下以微动塞拉门为例与电动塞拉门进行比较。

4.3.1 微动塞拉门

微动塞拉门的结构由承载导向装置、门扇和下导向装置依次连接组成，承载导向装置包括承载导轨、承载轮、导向滑道、承载小车、摆臂、摆臂轴、携门架和导向轮，它们组成平行四连杆机构；平行四连杆机构中的携门架与导向轮相连接，承载小车与承载轮相连接，携门架、摆臂、摆臂轴和承载小车依次相连接，导向轮和导向滑道相连接，承载轮和承载导轨相接。

4.3.2 电动塞拉门

电动塞拉门在开闭时有塞拉动作，即同时进行直线和外摆的复合运动，一般向外完成52～56mm的塞拉动作。在关闭时，门扇周边密封胶条与车体门框平面紧密贴合，门扇与车体外表面平齐，整体外观效果美观，车门具有良好的密封性能，提高了整车的舒适度。该门系统的上轨道、驱动、悬挂等部件能被整合成整体的门驱机构，安装在车内门洞正上方。门洞周边安装有平衡轮、滚轮摆臂及下挡销等附件来平衡调整门扇的安装和运动位置[5]。

电动塞拉门系统的主要结构均集成在门驱系统中，门扇通过携门架与门驱系统相连，携门架上有滚轮在上导轨中运动，上轨道的轨迹决定门扇上部的运动轨迹。门扇下部有下导轨，通过与滚轮摆臂的啮合确保完成门扇下部的直线运动和外摆运动轨迹。

4.3.3 门控系统

两种门的门控系统完全相同。

4.3.4 主要性能参数区别

下表从使用角度对微动塞拉门和电动塞拉门进行比较。

表1 基于使用角度的微动塞拉门和电动塞拉门比较分析表

4.4 客室车门应用情况

表2 客室车门运用情况分析表

5 结语

从国内地铁门系统的应用情况看，当今地铁公司对门系统可靠性要求很高，且由于营运时客流量超大，一般会采用声学性能差、不节能的微动塞拉门。如果在营运时客流量一般（最多AW3左右），为追求车辆的美观性，满足节能环保要求，地铁公司一般会采用电动塞拉门。在AW3以下的客流量时，电动塞拉门可靠性同外挂门相当，在客流量超大时，电动塞拉门可靠性略有下降。但电动塞拉门具有结构成熟可靠、隔声性能优良、外表美观、车辆运行阻力小、车内面积大以及可承载旅客多的特点，而且该系统受周边灰尘、湿度和温度的影响较小，还有结构简单、可靠性高、维护性好、工艺简单、使用寿命长和维护费用低等特点。