城軌車輛車門-車門的工作原理及操作

項目二城軌交通車輛車體與車門任務(wù)七車門的工作原理及操作任務(wù)七城軌交通車輛的客室車門，按照驅(qū)動系統(tǒng)和動力源分為電控氣動門和電控電動門。電控氣動門的動力是傳動氣缸，電控電動門的動力是直流或者交流牽引電機(jī)。電控氣動門是由壓縮空氣驅(qū)動傳動氣缸，再通過機(jī)械傳動系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)完成車門的開關(guān)動作。機(jī)械傳動系統(tǒng)的作用是將傳動氣缸活塞桿的運動傳遞至車門，使車門動作。電氣控制系統(tǒng)包括氣動門控制、再開門控制、車門動作監(jiān)視和列車控制電路連鎖等內(nèi)容，其作用是保證車門動作可靠和行車安全。車門的電氣控制系統(tǒng)一般采用電子控制技術(shù)，可根據(jù)乘客和司機(jī)的不同要求編制程序，修改操作過程，自動監(jiān)控裝置具有全方位監(jiān)控車門系統(tǒng)、自動故障報警和記錄等功能。為了防止車門夾傷乘客，現(xiàn)代自動車門還具有防夾功能。根據(jù)歐洲標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在關(guān)門時最大擠夾力應(yīng)小于200N，在開門時最大擠夾力應(yīng)小于250N。任務(wù)七電控電動門由電機(jī)、傳動裝置（軸、磁性離合器、皮帶輪和齒形皮帶）、控制器、閉鎖裝置和緊急開門裝置組成。齒形皮帶與兩個門翼相固定，閉鎖和解鎖所需的扭矩由電機(jī)提供。還有一種電氣驅(qū)動裝置，其電機(jī)通過一根左右同步的螺桿和球面支承螺母驅(qū)動滾珠擺動導(dǎo)向件和與其固定的門翼。任務(wù)七一、客室電控氣動門如圖

2-251.客室側(cè)門結(jié)構(gòu)客室車門控制機(jī)構(gòu)圖2-25所示為廣州地鐵1號線車輛客室側(cè)門結(jié)構(gòu)，主要由左、右門頁，上、下部導(dǎo)軌，安裝支架，門切除裝置、緊急解鎖裝置、解鎖鋼繩等組成。任務(wù)七如圖

2-262.客室側(cè)門的空氣驅(qū)動系統(tǒng)及工作原理圖2-26所示為廣州地鐵1號線客室側(cè)門的電控氣動原理，車門的控制是通過電控制壓縮空氣，再由壓縮空氣驅(qū)動車門的驅(qū)動風(fēng)缸，通過機(jī)械傳動系統(tǒng)完成車門的開、關(guān)動作。任務(wù)七如圖

2-27（1）組成部件。①中央控制閥。圖2-27所示為車門的中央控制閥裝置，集成安裝了MV1、MV2、MV33個電磁閥及車門開關(guān)門速度節(jié)流閥、開關(guān)門緩沖節(jié)流閥和快速排氣閥等部件。任務(wù)七②驅(qū)動風(fēng)缸。每個車門都設(shè)有一個單向作用的驅(qū)動風(fēng)缸，用于實現(xiàn)門頁的開、關(guān)動作。該風(fēng)缸在一個行程末端有緩沖作用。驅(qū)動風(fēng)缸活塞桿用活塞桿托架連接在左門頁上。開門行程受安裝在導(dǎo)軌上的止擋的限制。風(fēng)缸和中央控制閥之間用尼龍管連接。③解鉤氣缸。解鉤氣缸用來執(zhí)行門鎖解鉤動作。④車門行程開關(guān)。一、客室電控氣動門任務(wù)七如圖

2-28圖2-28所示為鎖閉行程開關(guān)S1。鎖閉行程開關(guān)S1用于檢測車門是否正確鎖閉，S1位于車門控制機(jī)構(gòu)的中央，從車內(nèi)觀察，該開關(guān)位于緊急開門手柄的后面，通過鎖鉤上的凸輪操縱。當(dāng)車門鎖鉤被頂開時，凸輪旋轉(zhuǎn)使S1動作。任務(wù)七如圖

2-29圖2-29所示為車門關(guān)閉行程開關(guān)S2的示意圖，主要用于檢測車門門頁是否關(guān)閉到位，通過安裝在右門頁上的碰塊觸發(fā)該行程開關(guān)的動作。任務(wù)七如圖

2-30圖2-30所示為車門切除行程開關(guān)S3的結(jié)構(gòu)示意圖，用于檢測車門是否切除。當(dāng)單個車門發(fā)生電路檢測故障時，可以通過方孔鑰匙切除該車門。任務(wù)七如圖

2-31圖2-31所示為車門解鎖行程開關(guān)S4，安裝在車門控制機(jī)構(gòu)中央的緊急開門手柄上方，由緊急開門手柄上的凸輪操縱。緊急情況下拉下緊急解鎖手柄后，S4的觸點斷開，使中央控制閥的MV2電磁閥失電，驅(qū)動風(fēng)缸左腔的壓力空氣排往大氣，這時可以通過雙手把門頁打開。任務(wù)七（2）工作原理。①開門：MV1、MV3得電，而MV2失電。氣路的動作過程如下：進(jìn)氣：ａ．壓縮空氣—MV1（得電）—MV3（得電）—節(jié)流閥—解鉤氣缸—頂開鎖鉤。b.壓縮空氣—開門節(jié)流閥—門控氣缸進(jìn)氣口A1—活塞桿外伸。一、客室電控氣動門任務(wù)七（2）工作原理。排氣：活塞左移—門控氣缸排氣、A2—開門緩沖節(jié)流閥—快速排氣閥—大氣。當(dāng)活塞的左端頭進(jìn)入氣缸左端的小直徑處，則A2出口被封堵，大氣缸內(nèi)的氣體只能從出氣口02經(jīng)過開門緩沖節(jié)流閥到快速排氣閥最終排至大氣。由于A2出口被堵，整個排氣速度大大降低，從而使開門的速度有了一個極大的緩沖。一、客室電控氣動門任務(wù)七（2）工作原理。②關(guān)門：MV2得電，而MV1、MV3失電。氣路的動作過程如下：MV3（失電）—解鉤氣缸排氣活塞縮回—鎖鉤落鎖復(fù)位。進(jìn)氣：壓縮空氣—MV2（得電）—關(guān)門速度控制節(jié)流閥—門控氣缸進(jìn)氣口A2—活塞桿縮回。一、客室電控氣動門任務(wù)七（2）工作原理。排氣：活塞桿右移—門控氣缸排氣口A1—關(guān)門緩沖節(jié)流閥—快速排氣閥—大氣。關(guān)門緩沖的原理與開門緩沖的原理相同。由于活塞桿的端頭與左門門頁及鋼絲繩的一端相連接，而右門頁與成環(huán)形繞接的下層鋼絲繩相連接，故左、右門頁在活塞桿運動時能同步反向移動。而運動的速度則是先快后慢，最后使門頁完全關(guān)閉或打開。一、客室電控氣動門任務(wù)七廣州地鐵1號線車輛的車門為電控氣動門，其控制電路為110V電路。車門作為關(guān)系到行車安全的重要部件，采取了必要的保護(hù)措施確保當(dāng)車門沒有關(guān)閉到位時，列車無法啟動。車門既可在列車自動運行（automatictrainoperation,ATO）模式下自動打開，也可以由司機(jī)進(jìn)行手動開關(guān)?？紤]到安全的需要，有兩種不同的門控信號，即“開門”指令和“重開門”指令。3.客室側(cè)門的電氣控制一、客室電控氣動門任務(wù)七在通常的操作中車門打開可以由列車自動保護(hù)（automatictrainprotection,ATP）系統(tǒng)控制。門的電氣控制命令操縱一個單向作用的氣缸使鎖鉤打開。這些操作都是在開門過程中通過中央控制閥來進(jìn)行控制的。只有當(dāng)列車靜止且在站臺正確的位置時，ATP系統(tǒng)才能給出門使能信號。在URM模式下操作，可以通過司機(jī)室的按鈕來實現(xiàn)開門使能。在這種情況下，車門使能與牽引控制單元的0km/h信號互鎖。用乘務(wù)員鑰匙也可以單獨打開某扇門。3.客室側(cè)門的電氣控制一、客室電控氣動門任務(wù)七門只有在司機(jī)操縱臺的啟動下才能打開。當(dāng)列車控制只連接ATP系統(tǒng)時，中央開門及關(guān)門是不可能的。(1）車門控制的主要電路。（2）車門狀態(tài)顯示。（3）控制車門開關(guān)按鈕的作用及使用。（4）城軌列車管理系統(tǒng)的開門連鎖功能。3.客室側(cè)門的電氣控制一、客室電控氣動門任務(wù)七如圖

2-32圖2-32所示為廣州地鐵3號線電動雙頁塞拉門。在客室車廂的每一側(cè)有4個車門。每個車門配有兩個電動塞拉門頁。由于塞拉門與車體在同一平面內(nèi)，能保持列車較好的流線型，所以具有密封性好、空氣阻力小等特點。但塞拉門的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且造價較高。二、客室電控電動門任務(wù)七如圖

2-331.客室側(cè)門結(jié)構(gòu)圖2-33所示為廣州地鐵3號線車輛客室塞拉門，其結(jié)構(gòu)主要由車門驅(qū)動單元、緊急解鎖裝置、車門隔離裝置、止動銷、下部導(dǎo)軌、門頁等組成。任務(wù)七二、客室電控電動門（1）內(nèi)緊急解鎖裝置。圖2-34所示為每個客室門在車內(nèi)門柱蓋板的右側(cè)安裝的內(nèi)緊急解鎖裝置，其有一個帶有鎖定點的扭轉(zhuǎn)手柄，可以手動操作。要操作此扭轉(zhuǎn)手柄，必須首先手動取下透明塑料蓋，然后將扭轉(zhuǎn)手柄轉(zhuǎn)動至其鎖定點（垂直位置）。在緊急情況下，使用扭轉(zhuǎn)手柄啟動相應(yīng)緊急出口裝置后，車門會被解鎖。只有列車完全停穩(wěn)后，車門才可被手動推開。任務(wù)七如圖

2-34圖2-34內(nèi)緊急解鎖裝置1—透明蓋板；2—扭轉(zhuǎn)手柄任務(wù)七二、客室電控電動門（2）外緊急解鎖裝置。每節(jié)車廂在外部配有兩個緊急解鎖裝置，分別位于車廂的左右兩側(cè)，以便在緊急情況下可以使用方孔鑰匙從車廂外部開啟后邊的兩個客室側(cè)門（7號和8號），進(jìn)入列車內(nèi)部。任務(wù)七二、客室電控電動門（3）其他裝置。每個客室門上均安裝有一套手動緊急解鎖系統(tǒng)。此外，每個客室門還包含一個用方孔鑰匙操作的手動隔離裝置，用來將相應(yīng)的客室門鎖定在關(guān)閉位置，并將其EDCU與車廂電源斷開。在車門的蓋板和門頁上分別設(shè)置有鎖閉行程開關(guān)S1、緊急解鎖開關(guān)S2、EDCU電源復(fù)位開關(guān)S3和切除開關(guān)S4。任務(wù)七如圖

2-352.塞拉門的工作原理圖2-35所示為塞拉門的工作原理圖。塞拉門借助于車門上端的傳動機(jī)構(gòu)和導(dǎo)軌，車門開啟狀態(tài)時門頁貼靠在側(cè)墻的外側(cè)，車門在關(guān)閉狀態(tài)時候，門頁外表面與車體外墻成一平面。任務(wù)七（1）車門開、關(guān)過程。①開門：當(dāng)車門EDCU接收到開門信號時，EDCU會輸出電信號驅(qū)動電機(jī)往開門方向工作，電機(jī)通過皮帶把轉(zhuǎn)動力矩傳送給絲桿（一半為左旋，另一半為右旋），絲桿運動將會帶動與之嚙合的螺母運動，螺母通過攜門架與門頁連接，從而帶動門頁同步運動。當(dāng)車門打開到最大開度時，EDCU將會輸出車門制動信號給制動單元，制動單元將會對車門絲桿進(jìn)行制動，使絲桿停止轉(zhuǎn)動。二、客室電控電動門任務(wù)七（1）車門開、關(guān)過程。②關(guān)門：當(dāng)車門EDCU接收到關(guān)門信號時，輸出電信號驅(qū)動電機(jī)往關(guān)門方向工作，電機(jī)通過皮帶把轉(zhuǎn)動力矩傳送給絲桿，絲桿運動將會帶動與之嚙合的螺母運動，螺母通過攜門架與門頁連接，從而帶動門頁同步運動。當(dāng)車門關(guān)好并觸動鎖閉行程開關(guān)S1時，EDCU接收到車門已關(guān)閉信號后，EDCU將會輸出車門制動信號給制動單元，制動單元將會對車門絲桿進(jìn)行制動，使絲桿不能運動。同時關(guān)門止擋進(jìn)入嵌塊的導(dǎo)槽里，以防止門頁在縱向和橫向上的運動，平衡壓輪也會把門頁壓緊在加強點上，以保證門頁在運行過程中不會因為負(fù)壓太大而產(chǎn)生抖動。二、客室電控電動門任務(wù)七如圖

2-36（2）車門控制原理。圖2-36所示為EDCU的工作原理，EDCU是車輛電源和車門機(jī)械操縱機(jī)構(gòu)之間的接口，在它的作用下，車門具有零速保護(hù)和安全聯(lián)鎖電路，開、關(guān)門有報警裝置。任務(wù)七如圖

2-37圖2-37所示為廣州地鐵3號線車門控制單元結(jié)構(gòu)，主要有兩種結(jié)構(gòu)：一種是車門主控制器，另一種是車門本地控制器。任務(wù)七（3）開、關(guān)門的電氣控制。車門的開、關(guān)是通過安裝在司機(jī)室內(nèi)的開、關(guān)門按鈕來實現(xiàn)的，司機(jī)室內(nèi)每側(cè)安裝一套開、關(guān)門按鈕，共有4個按鈕：強行開門按鈕、開門按鈕、關(guān)門按鈕和重開門按鈕。其中強行開門信號、開門信號和關(guān)門信號都分別能通過硬件與軟件傳送至各車門控制單元，只有重開門功能是通過軟件實現(xiàn)的，通過按壓“重開門”按鈕把重開門信號傳送至VCU，再由VCU向各EDCU觸發(fā)該功能。當(dāng)司機(jī)用主控鑰匙啟動司機(jī)臺時，開關(guān)門按鈕得電，可以操作車門開關(guān)動作。當(dāng)所有車門被關(guān)閉和鎖閉時，關(guān)門按鈕燈亮。如果有任何一個車門保持打開狀態(tài)，則所有車門按鈕燈都不會亮。二、客室電控電動門任務(wù)七（3）開、關(guān)門的電氣控制。3號線車門存在兩種操作模式：一種是自動模式，另一種是手動模式。在ATO模式下，當(dāng)車門在手動模式時，列車到站后可以實現(xiàn)自動開門，但必須手動關(guān)門；如果車門在自動模式下，列車到站后可以實現(xiàn)自動開、關(guān)門控制。車門既可以在ATO模式下自動打開，也可以由司機(jī)進(jìn)行手動開關(guān)。實現(xiàn)開門需要以下三個條件：開門使能、開門指令、零速信號。這三個條件都具備后才能實現(xiàn)開門。當(dāng)司機(jī)按下關(guān)門按鈕后，關(guān)門信號通過列車線向每個車門發(fā)出。每個車門的車門控制單元收到關(guān)門信號后將控制電機(jī)驅(qū)動絲桿從而使門頁關(guān)閉并鎖好。二、客室電控電動門任務(wù)七（4）車門狀態(tài)顯示。①當(dāng)列車所有車門均已關(guān)閉，司機(jī)操縱臺上所有車門關(guān)閉綠色指示燈將會點亮。②車門狀態(tài)紅色指示燈功能：如果相應(yīng)客室門被停用（切除），則紅燈穩(wěn)定點亮。③車門狀態(tài)橙色指示燈功能：如果車門開啟，則穩(wěn)定點亮；從發(fā)出關(guān)門命令到客室門關(guān)閉期間以1Hz的頻率閃爍，同時蜂鳴器報警，直至客室側(cè)門完全關(guān)閉為止。車門狀態(tài)顯示在司機(jī)室內(nèi)的司機(jī)顯示屏上。如果某個客室門故障或已被隔離，則相關(guān)信息會被保存在相應(yīng)的EDCU中。同時，該信息也會被傳輸至VCU并呈現(xiàn)在司機(jī)顯示屏上。二、客室電控電動門任務(wù)七3號線車門是通過檢測電機(jī)電流和車門的移動位置來實現(xiàn)防夾功能的。在車門的關(guān)閉過程中，可能有障礙物阻礙其完全關(guān)閉并鎖定。在這種情況下，車門會啟動自動防夾功能，并進(jìn)行三次連續(xù)的關(guān)門嘗試。如果車門在關(guān)閉過程中遇到障礙物且在連續(xù)三次嘗試關(guān)門之后仍然不能關(guān)閉，車門將會完全打開，并保持此狀態(tài)直到再次收到關(guān)門指令。車門的狀態(tài)和位置在司機(jī)顯示屏上顯示車門開啟且故障。此時，應(yīng)檢查車門工作不正常的原因，并清除障礙物，然后按“關(guān)門”按鈕。如果無效，則應(yīng)手動關(guān)閉車門，并且將該車門切除。（5）障礙物檢測。二、客室電控電動門任務(wù)七三、車門的操作(1）司機(jī)室左側(cè)墻上有三個按鈕，分別是：左開門、左關(guān)門、重開門。(2）司機(jī)室右側(cè)墻上有三個按鈕，分別是：右開門、右關(guān)門、重開門。(3）司機(jī)臺操作臺上設(shè)置有“強行開門”按鈕、“開門”按鈕。任務(wù)七三、車門的操作(4）司機(jī)操作臺上設(shè)置有車門開門操作選擇開關(guān)，有“自動”和“手動”擋。(5）車載ATP系統(tǒng)。ATP系統(tǒng)具有停車保護(hù)、速度監(jiān)督和超速防護(hù)、列車間隔控制、測速與測距、車門監(jiān)督控制、緊急停車和列車倒退控制等功能。(6）車載ATO系統(tǒng)。ATO系統(tǒng)具有停車點目標(biāo)控制、打開車門、從車站發(fā)車、