電控氣動(dòng)塞拉門的電氣控制

1、畢業(yè)宓祺奸文左己kF*柬大通土尊East China Jiaotong Universityj電控氣動(dòng)塞拉門的電氣控制題 目：學(xué) 院:專業(yè)班級(jí):學(xué)生姓名:指導(dǎo)教師:機(jī)電與車輛工程學(xué)院車輛工程（卓越）2013-1張國(guó)勇李津電控氣動(dòng)塞拉門的電氣控制張國(guó)勇（車輛工程13級(jí)-卓越班）摘 要:針對(duì)鐵路客車用氣動(dòng)塞拉門的電氣控制要求，介紹了該車門電氣控制的有關(guān)工作流程及工作原理。關(guān)鍵詞：客車；車門；塞拉門；控制前言：近10年來(lái)，隨著鐵路機(jī)車車輛工業(yè)的發(fā)展 ，機(jī)車車輛的運(yùn)營(yíng)速度不斷提高。運(yùn)營(yíng)速度的提高，必然對(duì)客車密封性能及安全性能提出更高的要求。1997年以來(lái),25K型新型鐵路客車以及部分動(dòng)車組已逐漸采用電

2、控氣動(dòng)塞拉門，以提高客車的密封性和安全性。該車門通常由鋁型材拼焊而成，內(nèi)部填充隔熱阻燃蜂窩材料，周邊鑲嵌特制的密封橡膠條，不僅具有較好的強(qiáng) 度和剛度，且密封性及安全性均優(yōu)于傳統(tǒng)的折頁(yè)門。.電控氣動(dòng)塞拉門的優(yōu)點(diǎn).1安全可靠門鎖下固定鎖舌與門板的下滾柱嚙合同時(shí)一b鎖舌隨門板的上滾柱轉(zhuǎn)動(dòng)并嚙合，從兩個(gè)方向鎖定門板，具有較高的安全性，麗投為防止萬(wàn)一，門板上還裝有一個(gè)故障隔離鎖（保險(xiǎn)鎖），當(dāng)正常開(kāi)關(guān)門出現(xiàn)故障時(shí)可關(guān)斷氣源，用手動(dòng)鎖把門關(guān)閉，饃上隔離鎖，實(shí)行機(jī)械鎖 定，在各項(xiàng)技術(shù)狀態(tài)正常情凝時(shí)，對(duì)不需要集控的車門也可用隔離鎖鎖閉，以確保安全。更為先進(jìn)的是，門的各種狀態(tài)由微動(dòng)開(kāi)關(guān)檢測(cè)，由控制單元實(shí)時(shí)監(jiān)控。節(jié)

3、省勢(shì)力由于塞拉門具有集控功能，又有5K“h自動(dòng)關(guān)門功能，在各方面條件備時(shí)可像地鐵一樣無(wú)需由列車員一人一門站立崗位。密封性能良好門扇本身采用鋁蜂窩復(fù)合結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點(diǎn)是重量輕、強(qiáng)度高、密封性能好，再加上由門框前壓條、后壓條、上壓條、 上防護(hù)罩和膠條等組成的密封件，使得車門關(guān)閉時(shí)門頁(yè)與車體緊 閉密封，從而很好地達(dá)到了隔音隔熱的目的。美觀、節(jié)省空閏由于采用了塞拉門保證門在開(kāi)啟和關(guān)閉時(shí)始終與車體平行，節(jié)省了車內(nèi)空間，使車門內(nèi)看起來(lái)更加整潔、寬敞、美觀，提高了旅客在旅行途中的舒適度。.車門組成及控制要求電控氣動(dòng)塞拉門主要由電氣系統(tǒng)、氣動(dòng)系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、門板、鎖閉機(jī)構(gòu)及翻轉(zhuǎn)腳蹬等組成，其主要工作過(guò)程如下：當(dāng)發(fā)

4、出關(guān)門信號(hào)后，關(guān)門電磁閥動(dòng)作，由無(wú)杠汽缸推動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)執(zhí)行關(guān)門動(dòng)作，同時(shí)腳蹬翻轉(zhuǎn)收起（腳蹬為方便旅客上下車之用，但考慮到機(jī)車車輛限界，車輛運(yùn)行時(shí)腳蹬應(yīng)翻轉(zhuǎn)收起）。關(guān)門到位時(shí)，鎖閉機(jī)構(gòu)將門鎖閉。當(dāng)發(fā)出開(kāi)門信號(hào)時(shí)，鎖閉機(jī)構(gòu)打開(kāi)，開(kāi)門電磁閥動(dòng)作，由無(wú)杠汽 缸推動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)執(zhí)行開(kāi)門動(dòng)作，同時(shí)腳蹬翻轉(zhuǎn)落下。由此可見(jiàn)，電控氣動(dòng)塞拉門電氣控制系統(tǒng)的主要任務(wù)是開(kāi)關(guān)門信號(hào)的處理和控制。其具體內(nèi)容如下：（1）車內(nèi)外均具有電控及手動(dòng)開(kāi)關(guān)每扇車門的功能；整列車到站后應(yīng)具有集中統(tǒng)一開(kāi)同側(cè)車門的功能；列車啟動(dòng)前應(yīng)具有關(guān)所有車門的功能。（2）當(dāng)列車速度超過(guò) 5km/h時(shí)，為保證乘車安全，處于開(kāi)啟狀態(tài)的車門應(yīng)自動(dòng)執(zhí)行電控氣動(dòng)關(guān)門

5、。（3）電控氣動(dòng)關(guān)門過(guò)程中，若碰到障礙物，應(yīng)自動(dòng)轉(zhuǎn)換為開(kāi)門狀態(tài)，延時(shí)一定時(shí)間后，再次將門自動(dòng)關(guān)閉。（4）執(zhí)行關(guān) 門命令后，為防止車門未完全關(guān)閉及腳蹬未收起到位，應(yīng)自動(dòng)對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，并具有故障報(bào)警顯示。（5）緊急情況下，可以手動(dòng)將車門打開(kāi)。 車門的工作流程圖見(jiàn)圖1。.電氣控制工作原理每節(jié)車廂共有4扇門，車廂兩端各設(shè)1個(gè)門控單元控制對(duì)應(yīng)端的 2個(gè)側(cè)門。“新曙光” 號(hào)動(dòng)車組的門控單元采用BODE公司專用門控制器，“先鋒”號(hào)動(dòng)車組門控單元采用SIEMENSSIMATICS7200PLC（包括CPU224M 16點(diǎn)輸入、16點(diǎn)輸出的 EM22徵字量擴(kuò)展模塊） 進(jìn)行控制。門控單元設(shè)有 RS232通訊接口。

6、整列車通常設(shè)1個(gè)車門集中控制單元（“新曙光” 號(hào)動(dòng)車組采用繼電器有觸點(diǎn)電路，“先鋒”號(hào)動(dòng)車組采用微機(jī)控制單元XDU）,由此實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)整列車的車門，并檢測(cè)車門及翻轉(zhuǎn)腳蹬故障。車輛風(fēng)缸可直接提供400kPa900kPa的風(fēng)源，經(jīng)過(guò)調(diào)壓閥調(diào)整為較平穩(wěn)的450kPa600kPa氣壓，供氣路系統(tǒng)使用。車輛可直接提供48V（或110V）直流電源，經(jīng)直2直變換為24V直流電源后供控制電路使用。車門電氣控制示 意圖見(jiàn)圖2DCK自Lr皿|控瞿也左門黃門innri占門網(wǎng)立及第美門智單元工/： 中鼎及開(kāi)關(guān)集中怛啦地T圖2車門電氣控制示意圖1、車外（車內(nèi)）開(kāi)門信號(hào)；2.車內(nèi)（車外）關(guān)門信號(hào)；3.屏蔽防擠壓信號(hào)；4.門完

7、全關(guān)閉信號(hào)；5.門未關(guān)到位信號(hào)；6.腳蹬故障信號(hào)；7.緊急開(kāi)門信號(hào)主要功能單車、整列車開(kāi)關(guān)門整列車車門集中控制單元通過(guò)集控線向每節(jié)車廂的門控單元發(fā)出開(kāi)某側(cè)車門或關(guān)閉所有車門的信號(hào)，實(shí)現(xiàn)整列車的電控氣動(dòng)開(kāi)關(guān)門。每節(jié)車廂均可通過(guò)車內(nèi)外的開(kāi)關(guān)門鎖開(kāi)關(guān)向 本車門控單元發(fā)出開(kāi)關(guān)門信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)車門的開(kāi)或關(guān)。集中控制單元發(fā)出的信號(hào)優(yōu)先于本車開(kāi)關(guān)鎖發(fā)出的信號(hào)，當(dāng)門控單元收到關(guān)門信號(hào)后，蜂鳴器報(bào)警提示，兩位三通關(guān)門電磁閥動(dòng)作，無(wú)杠汽缸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)車門進(jìn)行關(guān)門操作，同時(shí)腳蹬汽缸通過(guò)機(jī)械連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)腳蹬翻轉(zhuǎn)。門關(guān)閉到位時(shí)，鎖閉汽缸連同鎖閉機(jī)構(gòu)將門鎖閉。當(dāng)門控單元收到開(kāi)門信號(hào)后 ，蜂鳴器報(bào)警提示，鎖閉汽缸連同鎖閉機(jī)

8、構(gòu)將門解鎖，兩位三通開(kāi)門電磁閥動(dòng)作，無(wú)杠汽缸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)將車門打開(kāi)。車門開(kāi)關(guān)過(guò)程中單向行程約為730mm運(yùn)行時(shí)間約3s6s,車門開(kāi)關(guān)速度可通過(guò)氣路系統(tǒng)中的單向節(jié)流閥進(jìn)行調(diào)節(jié)。車速超過(guò)5km/h時(shí)的自動(dòng)關(guān)門為保證乘車安全，當(dāng)列車速度超過(guò) 5km/h時(shí)，處于開(kāi)啟狀態(tài)的車門應(yīng)能自動(dòng)執(zhí)行關(guān)門操作。通常在車輛的車軸端部設(shè)置永磁式磁電傳感器。感應(yīng)齒輪隨同車軸同步旋轉(zhuǎn)，齒頂齒谷交替通過(guò)距離該齒輪（110 土 012）mm處的傳感器，通過(guò)切割磁力線，傳感器即感應(yīng)出相應(yīng)的脈 沖信號(hào)。速度傳感器將速度信息傳至車內(nèi)防滑器（速度信號(hào)處理單元）,由防滑器速度信息分析處理后向門控單元發(fā)出車輛速度超過(guò)5km/h的關(guān)門信號(hào)，門控

9、單元自動(dòng)執(zhí)行關(guān)門操作。在車速超過(guò)5km/h時(shí)，除緊急鎖信號(hào)外，其他電動(dòng)及手動(dòng)方式均不能將車門打開(kāi)。防擠壓功能通常采用在門板關(guān)閉側(cè)密封橡膠條內(nèi)設(shè)置氣囊以檢測(cè)壓力沖擊信號(hào)或關(guān)門時(shí)無(wú)杠汽缸工作壓力的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)車門防擠壓的功能。當(dāng)電控氣動(dòng)關(guān)門遇到障礙物時(shí)，膠條遇到突然的沖擊擠壓，氣囊內(nèi)將產(chǎn)生突變壓力，該突變壓力將使相應(yīng)開(kāi)關(guān)動(dòng)作，從而向門控單元發(fā)出擠壓 信號(hào)；同樣，當(dāng)無(wú)杠汽缸工作壓力超過(guò)設(shè)定值（通常為100N150N）時(shí)，相應(yīng)的壓力感應(yīng)裝置將向門控單元發(fā)出擠壓信號(hào)，門控單元收到擠壓信號(hào)后，將門轉(zhuǎn)換為自動(dòng)開(kāi)啟狀態(tài)，然后延時(shí)2s5s,再將門重新自動(dòng)關(guān)閉。為防止因擠壓導(dǎo)致車門關(guān)閉后重新開(kāi)啟，特設(shè)屏蔽開(kāi)關(guān)。當(dāng)列

10、車運(yùn)行至全行程 90%98%的位置時(shí)，該開(kāi)關(guān)將向門控單元發(fā)出屏蔽防擠壓功能的信號(hào)，從而保證當(dāng)車門關(guān)閉到位時(shí)不會(huì)重新開(kāi)啟。門關(guān)到位（腳蹬翻轉(zhuǎn)）檢測(cè)為保證列車運(yùn)行安全，防止因各種原因造成的門未關(guān)到位故障，各車門在鎖閉機(jī)構(gòu)上均設(shè)置有“門關(guān)到位”開(kāi)關(guān)。該開(kāi)關(guān)具有常開(kāi)、常閉觸點(diǎn)，分別對(duì)應(yīng)“門完全關(guān)好”信號(hào)和“門未關(guān)好”信號(hào)?！伴T未關(guān)好”狀態(tài)時(shí)，對(duì)應(yīng)車門及集中控制單元具有相應(yīng)故障指示。車門關(guān)閉時(shí)，腳蹬汽缸推動(dòng)機(jī)械連桿機(jī)構(gòu)將腳蹬翻轉(zhuǎn)收起。腳蹬翻轉(zhuǎn)到位處常設(shè)行程開(kāi)關(guān)檢測(cè)腳蹬 是否翻轉(zhuǎn)到位。緊急手動(dòng)開(kāi)門車輛運(yùn)行速度超過(guò)5km/h時(shí)，因開(kāi)門信號(hào)被5km/h速度信號(hào)屏蔽，此時(shí)電控及手動(dòng)直接開(kāi) 門均不能將門打開(kāi)，故設(shè)

11、置“緊急鎖”。緊急情況時(shí)可旋轉(zhuǎn)此鎖，此鎖觸發(fā)對(duì)應(yīng)開(kāi)關(guān)，向門控單元發(fā)出緊急狀態(tài)信號(hào)。門控單元使關(guān)門電磁閥斷電，同時(shí)鎖閉汽缸推動(dòng)鎖閉機(jī)構(gòu)解鎖，此時(shí)可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)開(kāi)門。冬季防凍功能由于鐵路客車運(yùn)營(yíng)范圍遍布全國(guó)，在我國(guó)東北及西北地區(qū)，冬季環(huán)境溫度有低于-30 C的情況。為解決因冰霜造成的開(kāi)關(guān)門故障，在車門下方易結(jié)冰部位加裝了防凍裝置。該裝置內(nèi)部為PTC正電阻溫度發(fā)熱材料，可以隨外界溫度變化自動(dòng)調(diào)節(jié)自身功率，具有節(jié)約電能、發(fā)熱均勻的優(yōu)點(diǎn)O.電控氣動(dòng)塞拉門的常見(jiàn)故障及檢修常見(jiàn)故障該塞拉門是由塞拉門門控器、 機(jī)械結(jié)構(gòu)、氣動(dòng)元件及電氣元件組成的一體純產(chǎn)品，其性能優(yōu)劣將直接關(guān)系到行車及人身安全。 故確保車門的狀態(tài)良

12、好有其很大的必要性， 下面筆者 將多年客車運(yùn)用中發(fā)現(xiàn)的常見(jiàn)故障現(xiàn)象主要?dú)w納為以下四個(gè)方面，(1)在有電有氣的情況下操作開(kāi)關(guān)門時(shí)，蜂鳴器發(fā)生三聲報(bào)警提示，但門沒(méi)有動(dòng)作。(2)在關(guān)門過(guò)程中，無(wú)防擠壓功能，狀態(tài)指示燈閃爍5次。(3)在關(guān)門時(shí)，門關(guān)上后自動(dòng)打開(kāi)， 經(jīng)延時(shí)以后又再次關(guān)上， 關(guān)上后又自動(dòng)打開(kāi)，如此反復(fù)。 (4)關(guān)門時(shí)門鎖不能達(dá)到二級(jí)鎖閉。狀態(tài)指示燈閃爍6次，蜂鳴器報(bào)警一聲。措施首先確認(rèn)緊急解鎖開(kāi)關(guān)的狀態(tài)是否在解鎖狀態(tài)，應(yīng)把緊急解鎖裝置復(fù)位或調(diào)整緊急解鎖開(kāi)關(guān)的位置；檢查氣路系統(tǒng)的氣管有無(wú)折彎的現(xiàn)象，應(yīng)把氣路系統(tǒng)的氣管接好理順；檢查門控器的輸出口上開(kāi)關(guān)門信號(hào)的電壓是否正常，如不正常更換門控器；

13、開(kāi)關(guān)門信號(hào)都正常，而門還不動(dòng)作，則是開(kāi)門或者關(guān)門電磁閥損壞，這時(shí)可將開(kāi)門電磁閥與關(guān)門電磁閥輸出口氣管互換(互換前需關(guān)閉空氣過(guò)濾減壓閥上的氣路開(kāi)關(guān)，互換完了后再打開(kāi)，原不能開(kāi) 門的能開(kāi)而不能關(guān)門了或原不能關(guān)門的能關(guān)而不能開(kāi)門了，說(shuō)明對(duì)應(yīng)的電磁閥損壞， 更換開(kāi)門電磁閥或關(guān)門電磁閥。(2)98 %開(kāi)關(guān)的位置離關(guān)門到位端太遠(yuǎn)，過(guò)早的失去了防擠壓信號(hào)， 發(fā)現(xiàn)此類故障時(shí)，應(yīng)首先打開(kāi)口頂棚上的檢修蓋板，仔細(xì)檢查98 %開(kāi)關(guān)的位置是否正確，如98%開(kāi)關(guān)的位置不正確， 離關(guān)門側(cè)較遠(yuǎn)，應(yīng)調(diào)整98%開(kāi)關(guān)的位置，具體調(diào)整的方法如下： 旋開(kāi)98%開(kāi)關(guān)上的緊圓螺絲，將 98%開(kāi)關(guān)向關(guān)門側(cè)移動(dòng)，直至98%開(kāi)關(guān)上的指示燈亮，然后再將98%開(kāi)關(guān)向開(kāi)門側(cè)緩慢移動(dòng)，指示燈一旦不亮了，即可將緊固螺絲旋緊；.總結(jié)按1列車連掛10節(jié)車廂，每節(jié)車廂4扇車門計(jì)算，則整列車共有40扇車門。由此可見(jiàn)， 車門及其控制系統(tǒng)的可靠性尤其重要。經(jīng)過(guò)幾年的運(yùn)行實(shí)踐，證明目前采用的電控氣動(dòng)塞拉門系統(tǒng)工作穩(wěn)定，運(yùn)行良好，能夠較好地適應(yīng)目前鐵路客車速度不斷提高的需要參考文獻(xiàn):1焉桂珍,宋正飛.鐵路客車用自動(dòng)塞拉門J,鐵道車輛