CRH380B%28L%29型动车组塞拉门下部闪缝故障研究.pdf

第29卷第3期2023 年 7 月Vol.29 No.3July 2023铁道运营技术Railway Operation Technology摘要：CRH380B（L）型动车组运行途中出现塞拉门闪缝故障，会导致车门闪缝处出现哨音，车门关闭不良，存在安全隐患。通过研究塞拉门工作原理，分析塞拉门辅助锁及98%限位开关尺寸是导致车门闪缝的重要原因，并通过仿真分析证明塞拉门内外压差大也是导致车门闪缝的关键因素，最后针对故障原因提出相应的防控措施，通过试验及运用考核验证该防控措施可有效降低车门下部闪缝故障率。关键词：动车组；塞拉门闪缝；尺寸优化；内外压差中图分类号：U2文献标识码：A文章编号：1006-8686（2023）03-026-4韩志远，鞠锦炜，冯帅，王化新CRH380B（L）型动车组塞拉门下部闪缝故障研究（中国铁路济南局集团有限公司青岛动车段，工程师，山东青岛266000）10.13572/ki.tdyy.2023.03.008HAN Zhiyuan,JU Jinwei,FENG Shuai,WANG HuaxinResearch on the Gap Fault of Door of CRH380B（L）EMU（China Railway Jinan Group Co.,LtdQingdao High-speed railway Section,Engineer,QingdaoShandong,266000,China）0引言动车组塞拉门作为旅客及乘务人员上下车的通道，具有开关门、故障隔离、紧急开门、障碍检测、牵引互锁、网络监控与故障诊断等功能。伴随着我国高速铁路事业的快速发展，塞拉门工作可靠性更是保障动车组安全运行的重要指标1。1故障现象2022年1月至6月，某铁路局集团公司配属的CRH380B（L）型动车组在运行过程中发生多起塞拉门下部闪缝故障，现场检查发现故障时刻下部辅助锁锁舌未正确压入门扇锁扣，门扇下部受到锁舌的干涉，未能完全关闭到位，产生缝隙。故障时刻车门及辅助锁状态如图1所示。Abstract：The failure of sliding plug door flash joint during the operation of CRH380B(L)Multiple unit will lead towhistling sound at the flash joint of the door,poor door closing and potential safety hazard.By studying theworking principle of sliding doors,it is analyzed that the auxiliary lock and 98%limit switch size of slidingdoors are important reasons for causing door flashing,And through simulation analysis,it has been proventhat the large pressure difference between the inside and outside of the sliding door is also a key factorleading to door flashing.Finally,corresponding prevention and control measures are proposed for thecause of the fault.Through experiments and application assessments,it is verified that this prevention andcontrol measure can effectively reduce the failure rate of the lower flashing seam of the car door.Key words：EMU;door gap;size optimization;internal and external pressure difference26图1故障时刻塞拉门下部闪缝及辅助锁状态2故障分析2.1塞拉门工作原理CRH380B（L）型动车组塞拉门采用主、副门控器进行网络控制，车辆与主门控器采用多功能车辆总线连接进行车辆级网络通信，同一辆车副门控器与主门控器采用双绞屏蔽线连接进行网络通信。当车门系统（门控器）收到司机集控关门或本地关门指令时，门控器输出相应电流驱动电机转动，驱动电机通过同步齿形皮带带动丝杆转动2。门扇通过携门架固定在螺母副上，与丝杠配合运动，门扇先沿着导轨做直线运动关闭至触发98%限位开关后，辅助锁电磁阀通电，上、下辅助锁气缸同步动作，气缸驱动辅助锁连杆，锁舌旋转后与门扇锁扣接触，进而将门扇压入主锁二级锁闭位置，通过建立安全互锁回路反馈到司机监视屏表示门正常关闭，具备行车条件，此为关门过程。当车门系统（门控器）收到司机集控开门或本地开门指令时，门控器控制输出辅助锁解锁，主锁解锁，再输出相应电流驱动电机转动，带动门扇打开，通过门位置编码来判断车门是否开到位，此为开门过程。2.2故障分析通过对车门工作原理研究与现场检查统计分析，确认导致车门下部出现闪缝的原因主要有：辅助锁间隙尺寸偏大。辅助锁间隙尺寸指辅助锁滚轮与门扇法兰之间的间隙，正常辅助锁滚轮与门扇法兰之间的间隙标准在0.3mm至1.2mm之间，当辅助锁调整尺寸偏车内方向，即间隙大于1.2mm，则在辅助锁锁闭阶段导致辅助锁锁舌与门扇锁扣的可靠搭接量变小，无法正确压入门扇锁扣，导致车门出现闪缝。如图2所示。98%限位开关尺寸偏大。98%限位开关尺寸是指关到位触发与车门完全锁闭之间的距离，如图3所示，即C2与C1的尺寸差值，当尺寸主要控制主锁锁闭时机，主锁锁闭后进而辅助锁动作压紧车门，因此该尺寸直接影响辅助锁锁舌的压紧时机，当98%限位开关的尺寸调节偏大时，车门进入弯道后提前触发98%限位开关，此时辅助锁锁舌与门扇锁扣不能实现可靠搭接，导致空勾情况出现。图2辅助锁锁舌与门扇锁扣搭接量CRH380B（L）型动车组塞拉门下部闪缝故障研究27第29卷第3期2023 年 7 月Vol.29 No.3July 2023铁道运营技术Railway Operation Technology图398%限位开关尺寸示意图上、下辅助锁不同步。上、下辅助锁气缸统一由电磁阀控制，理论情况下，辅助锁气缸的动作是一致的。实际受到上导轨位置（上部摆塞量）、下摆臂的位置（下部摆塞量）、上导轨两端在车内外方向上的调整（是否倾斜）、门扇的V型以及门扇上下进入弯道的同步性等累计，上、下辅助锁锁闭的时机存在不同步情况。同时为保证站台补偿器与下滑道的安全翻转间隙，车门下部的摆塞距离比上部大5mm。一般情况下，上部门扇锁扣距离携门架位置较近，可以产生的扰度变形较小，下部锁扣距离携门架位置较远，且下摆臂自由度较高，可以产生的挠度变形较大3。当上部辅助锁提前锁闭时，下部辅助锁锁舌无法与门扇锁扣可靠搭接，极易导致车门下部产生闪缝的情况。外部环境因素。影响车内外压差的主要因素为动车组空调，正常关门时，车内外压差小于50Pa，空调控制出现故障的情况下，车内外压差超过100Pa（车内为正压，车外为负压）4。CRH380B车门内表面面积约2m2，正常关门时，门扇承受由内往外的载荷约100N，当内外压差值增加时，载荷持续增加。为验证车体内外压差对塞拉门关闭动作的影响，通过现车测量塞拉门尺寸数据建立塞拉门有限元模型，凡是对塞拉门刚度及整体强度有贡献的结构，均予以考虑，为保证计算精度，模型构成以任意四节点薄壳单元为主，三节点薄壳单元为辅。模型中长度单位mm、力的单位N、质量单位t、位移单位mm。根据塞拉门实际工作工程中所受的位移约束，对塞拉门有限元模型施加位移约束及载荷条件，分析塞拉门在不同载荷作用下，塞拉门沿车体宽度方向的位移变化。结果如图4所示，当对车门门扇施加共100N的均布力时，门扇辅助锁位置处沿车宽反向位移为0.305mm；极限情况下，当门扇受到200N的均布力时，车门下部沿车宽反向位移为0.610mm，再加上门扇自身动作存在的位移量，会导致辅助锁滚轮与门扇法兰之间的间隙进一步增加，此时便存在辅助锁锁舌与门扇锁扣不能可靠搭接，出现闪缝。图4不同外力作用下门扇沿车宽方向位移图283防控措施通过以上分析可知，下部辅助锁锁舌和门扇法兰锁扣之间无法可靠搭接时，则容易导致锁舌与门扇之间发生干涉，出现闪缝。因此，保证车门辅助锁锁舌与门扇法兰锁扣之间的可靠搭接，即可避免车门下部出现闪缝。（1）辅助锁在日常检修过程中需要对锁舌进行润滑与清洁，因此若辅助锁锁舌未能正确压入门扇法兰锁扣内，则会在门扇法兰锁扣边缘出现油迹，通过该现象有助于检修作业人员提前发现故障隐患，及早处理。（2）辅助锁滚轮与门扇法兰之间的间隙尺寸大于1.2mm时，便易导致辅助锁出现空勾，车门出现闪缝故障。通过大量试验验证，当辅助锁滚轮与门扇法兰之间的间隙尺寸优化至0.5mm-1mm时，一方面保证门扇法兰与辅助锁滚轮之间不会产生干涉，另一方面保证辅助锁锁舌与门扇法兰锁扣之间的可靠搭接，避免出现车门闪缝。（3）通过现车试验证明，将98%限位开关间隙尺寸13mm-18mm优化至14mm-16mm，调整辅助锁动作时机，可有效避免辅助锁提前动作，防止锁舌与门扇法兰锁扣无法可靠搭接出现闪缝。（4）因门扇运动轨迹影响因素较多，通过调整门扇位置保证门扇运动轨迹相同，辅助锁同步动作的难度较大，因此可通过确认98%限位开关触发后，手动动作上下辅助锁锁舌，确保上下辅助锁锁舌均可可靠与门扇法兰锁扣可靠搭接，即可确保车门下部不会出现闪缝故障。（5）建议结合专项修对空调状态进行监控，确保空调工作正常；同时动车组运行过程中出现某车厢空调故障时，则随车机械师需重点盯控车门状态，发现故障及时处置。4试验验证为验证该防控措施可有效降低车门闪缝的故障率，现取CRH380B型动车组某一车门在调整前后及多种工况下试验车门是否会出现闪缝的故障，调整前在车门下部施加100N外力的情况下，车门在50次开关门试验过程中，出现1次下部闪缝的情况；在200N外力的情况下，出现3次车门下部闪缝。按照防控措施进行调整后，均未出现车门闪缝的情况。同时，选取两列动车组作为考核验证动车组，在经过上述防控措施后，运行60万公里均未出现下部闪缝故障。由此可见，通过上述防控措施，可有效降低车门下部出现闪缝的故障概率。5结论针对近期CRH380B（L）型动车组塞拉门运行过程中多次出现塞拉门下部闪缝故障，通过对塞拉门工作原理进行分析，总结导致塞拉门下部闪缝的故障原因，并提出针对性的防控和检修措施，目前，该防控措施已在该铁路局集团公司车门检修过程中成功应用，且截至2023年6月底，所有车组均未再发生过下部闪缝故障，因此证明该防控措施可有效降低车门下部闪缝故障率，保证动车组安全运行。参考文献1 石拓,张久福,王群.基于ANSYS的高速列车塞拉门可靠性研究 J.山东交通学院学报,2016,24（03）:82-86.2 高爽,路飞.CRH380B型动车组塞拉门常见故障及处理方法 J.铁道机车与动车,2021（02）.3 何岳峰.中国动车组客室侧门密封性研究 J.现代城市轨道交通,2017（12）:10-14.4 陈小真.CRH380BL型动车组塞拉门故障原因分析 J.机车电传动,2019（04）.CRH380B（L）型动车组塞拉门下部闪缝故障研究29