西安地铁6号线电客车客室车门防挤压原因分析及预防对策.pdf

运行与维护 Running and Maintenance 104 今日制造与升级 中车株洲电力机车有限公司.关于南宁5号线空开复位装置升级技术要求Z.2023.3 中车株洲电力机车有限公司.RBR控制板设计改进Z.2023.4 中车株洲电力机车有限公司.关于南宁五号线远程复位装置供电等电路改造方案的说明Z.2023.作者简介明洪（1984），男，四川自贡人，本科，工程师，主要从事城市轨道交通电客车检修、技术、质量等管理工作。电客车客室车门系统作为地铁列车的重要组成系统，直接决定了地铁列车的运营质量。据不完全统计，在轨道交通行业中，车门系统故障率在运营地铁列车总故障中占比6%1，客室车门的可靠性和安全性影响轨道交通运营质量和安全效益2-3，由于其较多的数量、复杂的结构、高频次的使用频率等，一直是地铁车辆部门研究和关注的重点。西安地铁6号线电客车客室车门系统在试运行阶段频繁报出防挤压故障，文章针对该故障进行系统研究。1 车门原理1.1 开关门原理西安地铁6号线电客车客室车门为双扇电控电动齿带传动内藏门，结构如图1所示。整套门机构自上到下分别为驱动机构和门板，驱动机构安装于安装底板之上，门板在下导轨导槽内定向运动。驱动机构集成了电机（主驱动箱内）、门控器、端子排、行走部、电磁铁、钩锁连杆、复位气缸等锁闭解锁装置，以及各类检测开关等部件。车门开门时，门控器得到指令，驱动电机得电旋转，输出到摘要地铁电客车客室车门系统工作的可靠性对于保障广大乘客安全舒适出行具有重要意义。文章针对西安地铁6号线电客车客室车门系统在二期筹备及试运行阶段频发的防挤压故障，通过全面分析车门机械结构及防挤压原理，提出运营管理中针对性的预防及整改措施，较好地提升了客室车门系统运营的可靠性和稳定性。关键词电客车；客室车门；防挤压；预防中图分类号U279.2 文献标志码A西安地铁6号线电客车客室车门 防挤压原因分析及预防对策王冀东（西安市轨道交通集团有限公司运营分公司，陕西西安710016）外紧急解锁组成内紧急解锁组成承重导轨紧急解锁装置从驱动箱机构锁组成端子排组成主驱动箱左门扇右门扇关门 关门开门开门门控器隔离锁组成齿带图1 客室车门结构运行与维护 Running and Maintenance 2023.6 今日制造与升级 105电机齿带轮，电机齿带轮旋转带动齿带动作，从而使齿带在齿带轮之间进行直线运动，开门时，电机先施加关门力，从而使得车门锁闭撞栓与锁勾分开一定的间隙，此时电磁铁得电吸合，将锁勾拉至解锁位。锁钩转动从而释放出锁闭撞轴，车门打开；车门关闭时，电机持续施加关门力，待车门关闭到位后电磁铁失电，由复位气缸将锁勾拉动至锁闭位，锁钩落入撞栓。1.2 门控器作用门控器是整套门机构的大脑，负责根据开启或关闭指令来控制车门开启与关闭。在运动过程中，负责监视门板的关闭与开启动作，控制开关门的速度、方向4，通过监视电机电流和电机编码器的脉冲数（门控器接收后实时提供门板动作位置），提供防夹和缓冲功能。门控器还能够识别某些待确定的故障，并且通过 MVB 通信网络将故障信息提供给列车控制及监控系统。1.3 行程开关作用行程开关是实现电客车客室车门系统电气功能的重要部件之一，客室车门系统共配置有5组行程开关，车门门板动作会触发不同行程开关触点动作，使触点导通或者断开，触点动作给出的电信号用以提供给门控器判定车门机构此时所处的位置。各行程开关主要的功能见表1。表1 各行程开关功能代号名称形式及用途S1锁到位行程开关检测中央锁钩是否锁到位。常闭触点给门控器提供锁到位信号，常开触点连入门关好环路S2左门板到位行程开关检测左门板是否到位。常闭触点给门控器提供左门板到位信号，常开触点连入门关好环路S3右门板到位行程开关检测右门板是否到位。常闭触点给门控器提供右门板到位信号，常开触点连入门关好环路S4隔离锁行程开关隔离锁操作后触发此行程开关。其中一个常闭触点给门控器提供隔离信号及隔离指示灯信号，一个常开触点连入门关好环路S5紧急解锁行程开关紧急解锁操作后触发此行程开关。其中一个常开触点给门控器提供紧急解锁信号，一个常闭触点连入门关好环路2 车门防挤压问题分析2.1 防挤压调查思路分析防挤压功能是一种保护机制，当车门在关门时夹到物体（能够检知的障碍物最小尺寸为25mm60mm）之后，出于安全考虑会自动弹开一定距离（200mm 左右），之后再次进行关门动作，如果这次关门正常完成，即完成一次正常的防夹保护，门控器不会判定为故障。6号线的防挤压触发逻辑：在关门时，门控器检测车门超过应该关闭的时间（3s0.5s）时，仍没有收到 s1、s2、s3中任意一个行程开关动作信号（常闭触点断开），门控器即判定为障碍物检测，报出防挤压过程。在排除障碍物触发车门防挤压功能后，仍然报出此故障，则需要分析相关部件及机构的状态。而除正常保护机制（夹人夹物或下导轨异物）外，造成此类故障的其他原因如下。（1）中央锁钩与锁闭撞栓间隙、s1与连杆间隙不标准。电客车客室车门机构检修标准明确：在车门自然锁闭状态下，中央锁钩与锁闭撞轴间隙为0 1mm，在车门挤压状态下，中央锁钩与锁闭撞轴间隙为0.5 1.5mm。而当在挤压状态下，二者的间隙值小于0.5mm 时，会直接造成电磁铁在释放锁钩后，锁钩无法完全落入撞栓，s1无法触发，如图2所示；另外，s1在关门状态下与解锁锁闭结构连杆之间的间隙在1 2mm，若不在标准范围内，存在无法及时触发的可能，均会导致3s 后报出防挤压故障。解锁锁闭机构S1行程开关中央锁钩撞栓图2 中央锁钩无法完全落入撞栓状态（2）解锁锁闭机构卡滞。解锁锁闭机构如图3所示，在关门时电磁铁得电带动解锁锁闭机构动作，若在动作过程中，解锁锁闭机构卡滞，均会造成动作不顺畅。造成机构卡滞的原因有：电磁铁、中央锁钩、复位气缸安装存在误差，导致中央锁钩在转动过程中，电磁铁关节与连杆间连接的轴套轴向窜动，关节尖点与锁钩平面剐蹭，造成锁钩卡滞；锁钩回转轴与关节安装面不垂直，锁钩与气缸关节、电磁铁关节形成夹角，锁钩转动过程中，轴套轴向窜动，关节尖点与锁钩平面剐蹭，造成锁钩卡滞，如图4所示，超过防挤压的3s 判断时间，会报出此故障。电磁铁关节复位气缸气缸关节电磁铁图3 解锁锁闭机构图4 电磁铁关节和复位气缸关节局部图运行与维护 Running and Maintenance 106 今日制造与升级 2023.6（3）s1故障。s1的主要作用是在门关好后提供锁钩到位信号。s1本身触点出现卡滞或者故障时，即使车门关到位，仍然无法准确给门控器锁钩到位信号，超过3s 判断时间，会报出此故障。（4）编码器故障。编码器的主要作用是实时提供给门控器车门门板的动作位置，开关门过程中，每个周期（10ms）移动的编码小于等于1，持续时间大于0.5s；开关门过程中，每个周期（200ms）期间编码移动小于等于10，持续时间大于0.5s；开关门过程中，编码大于30，电机电流大于1.0a，持续时间大于0.5s，门控器均会判定车门处于防挤压过程，会报出防挤压信息。（5）门控器内部故障。当门控器自身出现本体故障时，则无法准确判定车门的状态，导致误报出防挤压信息。2.2 分析统计情况通过先机械调查后电气调查的思路，对6号线二期试运行阶段发生的防挤压故障进行分析，排除正常夹人夹物原因导致的问题，共计报出防挤压故障13起。统计故障原因见表2。表2 防挤压故障原因统计序号故障原因故障次数1中央锁钩与锁闭撞轴、S1 与连杆间隙不标准42解锁及锁闭机构卡滞53S1 行程开关故障14编码器故障15门控器故障23 预防整改措施通过表2的总结分析，机械结构的标准偏离、解锁锁闭结构卡滞是导致车门多次报出防挤压故障的主因，占比达到69%。为确保运营质量，在检修维护中，针对性地开展以下整治措施。3.1 加强机械结构标准检查针对电磁铁的动作状态、中央锁钩及连杆机构的动作状态、中央锁钩与撞栓的配合间隙、s1与连杆机构的配合间隙开展覆盖所有列车的检查。3.2 解锁及锁闭机构润滑车门的解锁及锁闭装置（电磁铁、连杆机构、锁钩及撞栓、复位气缸等）是一个相互配合的动作机构。统计发现，机构的动作卡滞是造成防挤压的最主要原因，故在新车到段后的调试阶段，必须要对解锁及锁闭机构采用 WD-40等润滑剂润滑。同时重点检查图3标记的电磁铁关节和复位气缸关节的装配关系，发现卡滞及时进行调整，如有必要对其轴套拆解打磨。3.3 试运行前开展千次开关门测试此项测试的目的：一是为了验证车门状态，二是磨合新造车的车门机械结构。经过整改措施的执行，6号线车辆在试运营后客室车门系统防挤压报出的故障基本消失。4 结束语文章依据西安地铁6号线电客车客室车门系统，系统性分析了客室车门防挤压故障的原理和调查思路，指出客室车门系统机械结构装配标准不达标、磨合不到位是导致客室车门频发防挤压故障的主要原因。车辆专业检修时须有针对性地制定客室车门检修标准，严格组织排查。其中，做好锁钩及解锁锁闭机构部件润滑、检查电磁铁关节及复位气缸关节与连杆的装配关系，确保各部件处于最佳状态、检查车门解锁锁闭机构的配合关系确保在标准范围、提早磨合新造车车门机构机械状态，做好千次开关门磨合试验，可以极大程度避免防挤压故障发生，使电客车的试运行质量得到较好改善，从根本上提升客室车门系统的可靠性。参考文献1 蒋艾伶，凌彬，刘渭涛.地铁车客室车门运营常见故障及解决方案J.机电工程技术，2021，50（9）：242-244.2 周俊龙，王建兵.上海地铁车辆车门客室车门可靠性和安全性技术研究J.电力机车与城轨车辆，2006，29（4）：7-10.3 王建兵，朱小娟，浦汉亮.上海地铁车辆客室车门故障原因及整改措施J.电力机车与城轨车辆，2006，29（1）：46-484 毛开楠，王玉鑫，张迪，等.全自动运行地铁线路的列车车门防挤压功能误触发故障及应对策略J.城市轨道交通研究，2022（4）：25.作者简介王冀东（1991），男，河北阜城人，硕士研究生，工程师，主要研究方向为城轨车辆运营检修管理。