crh3動車組側門系統(tǒng)分析研究

厲呈臣摘要本文主要對CRH3型350km/h動車組側門系統(tǒng)結構、工作原理進行分析研究，希望對國內高速動車組制造技術起到一定的借鑒作用。關鍵詞CRH3型動車組；控制系統(tǒng)0引言CRH3型動車組側門采用單扇、密封的水平向外打開的電動塞拉門，當門關閉時，門扇與車體外側墻相平，并沿車體轉向架方向打開。車門設計成能夠承受6KPa的壓力，所有的外門四周都用鋁合金型材密封，確保具有良好的防塵、防水性能，同時減少列車運行時外部壓力對車門的影響.CRH3型動車組車門配置如圖1所示，全列車共22扇門，其中端車和一等車兩側各配置一扇門，餐車沒有門，其余車輛為乘客上下方便兩側各設置兩扇門，門結構如圖2所示。每節(jié)車內部的所有車門門控器都通過CAN接口連接在一起，并且其中的主門控單元還通過NVB接口與列車控制單元相連。所有門控器從列車控制單元接受信號和指令，主門控器將有關的所有車門的各種狀態(tài)和診斷信號的信息傳送給列車控制單元。②②',西'圖1動車組車門配置圖側門的主要技術參數(shù)：關門時間：5.0±1秒；壓縮空氣最小壓力4.5巴，最大壓力6巴：門系統(tǒng)平均功率：≤110W。CRH3型動車組門組成部件如圖3所示，主要由門框組成、門驅動裝置、鎖閉裝置支撐架、門扇組成門驅動裝置主要由驅動單元、門控器、絲杠、導向滑道、門扇托架等組成，門扇組成主要由門扇、防夾保護橡膠和門玻璃和導軌等組成，鎖閉裝置支撐架主要由氣動鎖閉壓力頭(上、下)、機械鎖閉裝置、限位開關和解鎖電機等組成.站臺間隙補償器主要由氣缸、踏板、限位開關、鉸鏈、電磁閥、止擋等組成。1門框組成2門驅動裝置3鎖閉裝置支撐架4門扇5站臺間隙補償器圖3門部件組成側門關閉和打開時上部驅動裝置的狀態(tài)如圖4所示，門扇在滾動觸輪(件號3)的引導下，沿著一個導向軌運動(件號1),滾動觸輪(件號5)經(jīng)由一個導向控制系統(tǒng)(件號4、6)安全地與門扇連接。導向控制系統(tǒng)產(chǎn)生一個使門沿軌道向外搖擺的運動。未上鎖的門被打開時，滾動觸輪沿著導軌和旋轉臂向前擺動，旋轉臂使門平穩(wěn)。導向控制系統(tǒng)的驅動由絲杠(件號7)控制，絲杠與滾動觸輪相連，滾動觸輪沿導軌運行。當導向控制系統(tǒng)運動到導向軌的直線部分時，旋轉動作結束。滾動觸輪就沿著導向管運動，并帶動門扇沿打開方向平行于車體的側墻運動。整個驅動裝置預調整后固定在面板上，這樣就可以2.1關門過程按壓控制面板上的紅色關門按鈕，觸發(fā)了蜂鳴器發(fā)出響聲，DCU發(fā)出關門指令，門扇在電機轉動下，開始關閉，在整個關閉過程中，蜂鳴器響聲一直存在，直到門完全關閉，門在關閉過程中，在即將到達關閉位置時，觸動一個“門98%關閉”限位開關B8的動作和門位置信號給XL一個信號，在門關閉時，B8的信號一直存在。當門已經(jīng)到達正確關閉位置時，會觸動一個機械裝置，借助機械裝置的白動運行，使得機械主鎖的鎖舌被咬入門扇的凹口中且被鎖閉，當門關緊并鎖閉時，由機械鎖裝置：鎖閉凸頭旋轉軸判斷：當供應空氣壓力值大于4.5bar時，壓力開關B5閉合，再由DCU控制電磁閥K3閥門打開，向兩個2.2開門過程按壓內部操作面板上的綠色開門按鈕，蜂鳴器發(fā)出響聲，DCU發(fā)出命令，斷開上下兩個氣缸中的空氣供應，使得氣鎖解鎖，且向解鎖電機M2發(fā)出一解鎖信號，使解鎖電機軸端凸輪的轉動轉動60度，借助凸輪使得機械裝置鎖閉凸頭旋轉軸的下凸輪盤向相反方向轉動，將門的機械主鎖解鎖，解鎖電機轉動60度時斷電，由解鎖電機限位開關B9探測位置。解鎖的同時之后DCU控制驅動電機反方向轉動，使門得電，轉過剩余的300度，解鎖電機重新處于初始鎖閉狀態(tài)。當列車在運行V>10km/h時，解鎖電機處于斷開狀態(tài)，車門將鎖閉，開門按鈕將不起作用。(1)驅動裝置塞拉門設計成電動，門扇的打開和關閉過程由110V電壓供電的電機M1(如圖5)驅動。電機的正反轉由門控器DCU內部軟件控制電機兩端電壓極性來控制。電機一端安裝一位置傳感器B1,感應門扇的位電機的轉向軸端連接一皮帶，通過皮帶把電機的動力傳給絲杠，根據(jù)絲杠原理，絲杠的轉動帶動導向控制管的水平移動，從而導向控制管通過滾動觸動使(2)緊急開關在緊急情況下，由列車員通過方形鑰匙操作入口緊急開關或由乘客敲碎玻璃，按壓后面的電子緊急開鎖，再拉動緊急扳手，使得機械主鎖解鎖，之后可以手動將門打開。(3)緊急解鎖扳手及其限位開關在內部操作面板和門扇的外側都裝有緊急解鎖扳手，與緊急開關配合一起使用，操作緊急開關后，拉動解鎖扳手，使得與扳手連接的鋼纜拉緊上提，借助機械凸輪結構使得機械裝置鎖閉凸頭旋轉軸的下凸輪盤向相反方向轉動，將門的機械主鎖解鎖。在緊急扳手啟用的同時，機械凸輪結構按壓一個“緊急把圖6“緊急把手起用”限位開關(4)98%限位開關門在即將到達關閉位置時，觸動一個“門98%關閉”限位開關，限位開關的動作和門位置信號給門控器一個信號，在門關閉時，限位開關的信號一直存在。圖798%限位開關圖8“門關閉鎖閉”限位開關(5)“門關團鎖閉”限位開關當在門打開時，“門關閉&鎖閉”限位開關B7(圖8)是擠壓狀態(tài)，當門關緊、并且通過機械主鎖鎖閉后，機械鎖閉裝置上一凸輪結構轉動，使得B7限位開關釋放，即常閉觸點處于閉合，常開觸點打開。(6)隔離鎖及隔離鎖閉限位開關當門在關閉位置出現(xiàn)故障時，使用方形鑰匙旋轉門扇上的隔離鎖(圖9),門扇內部的鎖舌伸出，碰到隔離鎖閉限位開關，使其接通一電信號給DCU,同時接通車上的電源給控制氣動鎖的電磁閥，使氣動鎖一直處于工作狀態(tài)，可以將門鎖閉在關閉位置，即使操作緊急扳手門也無法打開。圖9隔離鎖、隔離鎖閉限位開關(7)解鎖電機及其限位開關開門時，只有當解鎖電機M2(圖10)解鎖之后，通過解鎖電機限位開關(圖11)B9將相應的電信號傳遞給DCU,才能使主電機解鎖將門打開。圖10解鎖電機圖11解鎖電機的限位開關4.1車門中央控制系統(tǒng)發(fā)車釋放(遠程遙控關門)根據(jù)車輪防滑系統(tǒng)發(fā)出的硬件驅動速度信號開展安全閉鎖各車輛門控單元可確保關門功能的可靠性，這一點與高級門控系統(tǒng)無關。關門功能在激活時與高級門控系統(tǒng)發(fā)出的總線信號無關，同時與硬件信號發(fā)出的‘v>5km/h時車門打開’也不存在任何聯(lián)系。如即使車門已由司機釋放。走向如圖12所示：車輛控制單元(列車控制單元)車輛控制單元(列車控制單元)發(fā)送信號或命傳送信號或診斷信號傳速所有口控單元的各種值中發(fā)速信號或命金從(Dcu)終端地綴終確锪閉2008年4月11日第1列國產(chǎn)350km/h動車組在唐山軌道客車有限