摘 要：內(nèi)藏門(mén)通過(guò)中央控制閥來(lái)控制壓縮空氣的流向和流量, 實(shí)現(xiàn)雙作用驅(qū)動(dòng)氣缸的前進(jìn)和后退, 再通過(guò)鋼絲繩、繩輪和驅(qū)動(dòng)支架等組成的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)完成車(chē)門(mén)的開(kāi) /關(guān)動(dòng)作。機(jī)械鎖閉機(jī)構(gòu)可以使車(chē)門(mén)可靠地實(shí)現(xiàn)在關(guān)閉位置上鎖閉。電氣控制系統(tǒng)控制中央控制閥來(lái)實(shí)現(xiàn)車(chē)門(mén)的開(kāi) /關(guān)和解鎖。調(diào)節(jié)中央控制閥上的調(diào)節(jié)旋鈕可調(diào)整開(kāi) /關(guān)門(mén)速度及緩沖速度。

　　關(guān)鍵詞：地鐵車(chē)輛,客室車(chē)門(mén),故障原因,整改措施

　　0 引言

　　上海地鐵 1, 2 號(hào)線 DC01, AC01/02 型電動(dòng)列車(chē)的客室車(chē)門(mén)采用氣動(dòng)內(nèi)藏對(duì)開(kāi)式滑門(mén), 3 號(hào)線 AC03 型電動(dòng)列車(chē)采用電動(dòng)式塞拉門(mén), 1 號(hào)線 AC04 型電動(dòng)列車(chē)的客室車(chē)門(mén)采用電動(dòng)外掛式移門(mén)。由于上海地鐵客流較大, 使得列車(chē)客室車(chē)門(mén)故障率較高, 客室車(chē)門(mén)的可靠性成為制約列車(chē)安全、正點(diǎn)運(yùn)營(yíng)的瓶頸之一。為了確保列車(chē)的正常運(yùn)營(yíng), 有效地降低客室車(chē)門(mén)的故障, 本文就上海地鐵車(chē)輛客室車(chē)門(mén)存在的設(shè)計(jì)缺陷和故障進(jìn)行分析, 并對(duì)所采取的整改措施進(jìn)行說(shuō)明。

　　1 客室車(chē)門(mén)簡(jiǎn)介

　　1.1 內(nèi)藏門(mén)

　　內(nèi)藏對(duì)開(kāi)式滑門(mén)簡(jiǎn)稱(chēng)內(nèi)藏門(mén)。車(chē)門(mén)開(kāi) /關(guān)時(shí), 門(mén)葉在車(chē)輛側(cè)墻的外墻板與內(nèi)飾板之間的夾層內(nèi)移動(dòng)。內(nèi)藏門(mén)主要由門(mén)葉、車(chē)門(mén)導(dǎo)軌、傳動(dòng)組件、門(mén)機(jī)械鎖閉機(jī)構(gòu)、緊急解鎖機(jī)構(gòu)、氣動(dòng)控制系統(tǒng)以及電氣控制系統(tǒng)等組成。門(mén)葉由鋼絲繩連接, 左側(cè)門(mén)葉與驅(qū)動(dòng)風(fēng)缸直接連接, 并通過(guò)安裝在左門(mén)葉上方鋼絲繩夾緊機(jī)構(gòu)與鋼絲繩相連; 右側(cè)門(mén)葉與鋼絲繩調(diào)整裝置連接, 通過(guò)調(diào)整鋼絲繩使其保持一定的張緊力。門(mén)葉上方設(shè)有一個(gè)鎖鉤, 車(chē)門(mén)關(guān)閉后, 鎖閉系統(tǒng)動(dòng)作, 鎖鉤鉤住兩扇門(mén)葉上的鎖銷(xiāo), 保證車(chē)門(mén)安全可靠地鎖閉。此外, 車(chē)門(mén)系統(tǒng)裝有車(chē)門(mén)鎖閉行程開(kāi)關(guān) S1、車(chē)門(mén)關(guān)閉行程開(kāi)關(guān) S2、車(chē)門(mén)切除開(kāi)關(guān) S3、緊急解鎖行程開(kāi)關(guān) S4, 實(shí)現(xiàn)車(chē)門(mén)的電氣控制。

　　1.2 塞拉門(mén)

　　塞拉門(mén)在開(kāi)啟狀態(tài)時(shí), 車(chē)門(mén)移動(dòng)到側(cè)墻的外側(cè); 在關(guān)閉狀態(tài)時(shí)車(chē)門(mén)外表面與車(chē)體外墻成一平面, 這不僅使車(chē)輛外觀美觀, 而且有利于減小列車(chē)在高速行駛時(shí)的空氣阻力和降低空氣渦流產(chǎn)生的噪聲。塞拉門(mén)主要由門(mén)葉、支承桿、托架組件、車(chē)門(mén)導(dǎo)軌、傳動(dòng)組件、制動(dòng)組件、緊急解鎖機(jī)構(gòu)、車(chē)門(mén)旁路系統(tǒng)以及 電子 門(mén)控單元( 以下簡(jiǎn)稱(chēng)EDCU) 等組成。車(chē)門(mén)還裝有鎖閉行程開(kāi)關(guān) S1、切除開(kāi)關(guān)S2、緊急解鎖開(kāi)關(guān) S3 和 EDCU 復(fù)位開(kāi)關(guān) S4, 實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)門(mén)的電氣控制。作為車(chē)門(mén)的控制部件, EDCU 起著監(jiān)控車(chē)門(mén)狀態(tài)、驅(qū)動(dòng)門(mén)機(jī)構(gòu)和與控制門(mén)單元通信的作用。

　　塞拉門(mén)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲杠和螺母機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu), 絲桿和螺母?jìng)鲃?dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)門(mén)葉移動(dòng), 實(shí)現(xiàn)車(chē)門(mén)的關(guān)閉。門(mén)葉托架上的滾輪在導(dǎo)軌內(nèi)滑動(dòng), 上導(dǎo)軌的端部有一定的彎曲以保證門(mén)葉最后的關(guān)閉( 塞閉) , 下導(dǎo)軌安裝在門(mén)葉下部,與安裝在車(chē)體上的滾輪嚙合, 從而保證車(chē)門(mén)與側(cè)墻的平行度。在門(mén)關(guān)閉狀態(tài), 制動(dòng)裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)能防止門(mén)打開(kāi), 開(kāi)門(mén)動(dòng)作時(shí), 它由電磁閥控制松開(kāi)。

　　1.3 外掛門(mén)

　　外掛門(mén)采用模塊化設(shè)計(jì)和安裝,門(mén)頁(yè)、車(chē)門(mén)懸掛機(jī)構(gòu)以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的部分部件安裝于車(chē)體側(cè)墻外側(cè), 電子門(mén)控單元和驅(qū)動(dòng)電機(jī)裝于車(chē)體側(cè)墻的內(nèi)側(cè)。外掛門(mén)主要由門(mén)頁(yè)、直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)、車(chē)門(mén)懸掛機(jī)構(gòu)、絲桿 /螺母機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和 EDCU 等組成。此外, 車(chē)門(mén)還裝有車(chē)門(mén)關(guān)閉行程開(kāi)關(guān)( DCS) S2、鎖閉行程開(kāi)關(guān)( DLS) S1、切除開(kāi)關(guān)( LOS) S3以及緊急解鎖開(kāi)關(guān)( EES) S4。

　　外掛門(mén)由電機(jī)帶動(dòng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng), 絲套在絲桿上的橫向移動(dòng)帶動(dòng)門(mén)葉在導(dǎo)軌上滑動(dòng)。EDCU 是車(chē)門(mén)的控制部件,具有監(jiān)視、控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)和與控制單元通信的功能。

　　2 車(chē)門(mén)故障

　　由于地鐵列車(chē)運(yùn)營(yíng)線路站距短, 客室車(chē)門(mén)頻繁地開(kāi)啟和關(guān)閉, 因而易導(dǎo)致客室車(chē)門(mén)的門(mén)控電氣元件和機(jī)械零部件損壞, 造成正線運(yùn)營(yíng)列車(chē)的客室車(chē)門(mén)故障頻發(fā)。故障較輕則該車(chē)門(mén)被切除, 故障較重則列車(chē)發(fā)生掉線、清客或救援。據(jù)統(tǒng)計(jì)分析, 上海地鐵 2003 年三條軌道 交通 線車(chē)輛客室車(chē)門(mén)故障的原因主要是:( 1) 地鐵 1 號(hào)線內(nèi)藏門(mén)發(fā)生故障的主要因素集中在尺寸配合、門(mén)檻條、驅(qū)動(dòng)氣缸、鎖閉開(kāi)關(guān) S1、S 鉤、解鎖氣缸、關(guān)門(mén)限位開(kāi)關(guān) S2 以及繼電器等方面;( 2) 地鐵 2 號(hào)線內(nèi)藏門(mén)發(fā)生故障的主要因素集中在解鎖氣缸、S 鉤、尺寸配合、驅(qū)動(dòng)氣缸、門(mén)檻條、鎖閉開(kāi)關(guān) S1 以及關(guān)門(mén)限位開(kāi)關(guān) S2 等方面;( 3) 對(duì)地鐵 3號(hào)線塞拉門(mén)而言, 由于投入運(yùn)營(yíng)時(shí)間不長(zhǎng), 除 EDCU 故障引起較多的車(chē)門(mén)故障外, 其他引起車(chē)門(mén)故障的原因具有很強(qiáng)的隨機(jī)性。

　　采用可靠性分析方法 FTA 和 FM EA 對(duì)上海地鐵現(xiàn)有車(chē)輛的三種客室車(chē)門(mén)的故障情況進(jìn)行分析, 可以得出車(chē)門(mén)故障的主要因素是:( 1) 從車(chē)門(mén)結(jié)構(gòu)方面分析, 限位開(kāi)關(guān)、繼電器、門(mén)檻條、護(hù)指橡膠條、開(kāi) /關(guān)門(mén)按鈕、橡膠止擋、驅(qū)動(dòng)氣缸 /電機(jī)、解鎖氣缸、S 鉤門(mén)鎖、鋼絲繩是造成車(chē)門(mén)故障的主要因素;( 2) 從車(chē)門(mén)控制軟件方面分析,EDCU 的控制系統(tǒng)軟件是車(chē)門(mén)故障的主要因素;( 3) 從環(huán)境方面分析, 車(chē)體振動(dòng)或局部變形、乘客擠靠車(chē)門(mén)、車(chē)門(mén)運(yùn)行環(huán)境是造成車(chē)門(mén)故障的次要因素;( 4) 從人為因素分析, 司機(jī)誤操作, 乘客擅自隨意啟用緊急設(shè)施, 檢修人員水平的制約等是造成車(chē)門(mén)故障的客觀因素。

　　3 車(chē)門(mén)整改措施

　　我們通過(guò)對(duì)車(chē)門(mén)系統(tǒng)的故障統(tǒng)計(jì)分析和可靠性研究, 針對(duì)車(chē)門(mén)故障的產(chǎn)生原因以及車(chē)門(mén)系統(tǒng)本身的設(shè)計(jì)和制造缺陷系統(tǒng)地實(shí)施了多項(xiàng)整改。因篇幅所限, 本文僅選取具有代表性的整改措施作簡(jiǎn)要介紹。

　　3.1 塞拉門(mén)的整改措施

　　3.1.1 增加門(mén)控旁路開(kāi)關(guān)

　　在 AC03 型列車(chē)的試運(yùn)營(yíng)過(guò)程中, 曾發(fā)生無(wú)法判斷車(chē)門(mén)故障的位置和原因的現(xiàn)象, 也曾發(fā)生無(wú)法切除故障車(chē)門(mén)的情況, 這些均導(dǎo)致了牽引系統(tǒng)自動(dòng)封閉, 使得列車(chē)無(wú)法自行退出運(yùn)營(yíng), 給正線的運(yùn)營(yíng)帶來(lái)很大影響。根據(jù)現(xiàn)有其它列車(chē)的運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn), 司機(jī)室內(nèi)設(shè)有車(chē)門(mén)門(mén)控旁路開(kāi)關(guān),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)客室車(chē)門(mén)的旁路, 從而解除列車(chē)牽引系統(tǒng)的封閉。為此, 在原有設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上通過(guò)改造線路圖增加了門(mén)控旁路開(kāi)關(guān)( DBPS) , 如圖 1 所示。當(dāng) DBPS 動(dòng)作 ,DIR_ A( 列車(chē) A 側(cè)車(chē)門(mén)監(jiān)控繼電器觸點(diǎn)) 和 DIR_ B( 列車(chē) B 側(cè)車(chē)門(mén)監(jiān)控繼電器觸點(diǎn)) 被旁路, 列車(chē)所有車(chē)門(mén)系統(tǒng)對(duì)于牽引系統(tǒng)的影響被旁路。即當(dāng)出現(xiàn)嚴(yán)重車(chē)門(mén)故障時(shí),通過(guò)使用“門(mén)控旁路開(kāi)關(guān)”, 列車(chē)可自行牽引退出正線, 避免救援, 減少故障影響正常運(yùn)營(yíng)的時(shí)間, 有效地降低了列車(chē)車(chē)門(mén)故障對(duì)正常運(yùn)營(yíng)帶來(lái)的不良影響。

　　3.1.2 更改車(chē)門(mén)障礙物探測(cè)次數(shù)

　　障礙物探測(cè)功能是指當(dāng)車(chē)門(mén)探測(cè)到有乘客或障礙物被夾時(shí), 車(chē)門(mén)夾緊力會(huì)在短暫的時(shí)間內(nèi)消失, 給乘客一定的時(shí)間脫身, 然后再繼續(xù)實(shí)施關(guān)門(mén)動(dòng)作。但是該功能的探測(cè)次數(shù)直接影響了車(chē)門(mén)的性能。塞拉門(mén)初始設(shè)計(jì)的障礙物探測(cè)次數(shù)為 3 次, 經(jīng)常發(fā)生障礙物探測(cè) 3 次結(jié)束后車(chē)門(mén)自動(dòng)打開(kāi)現(xiàn)象, 導(dǎo)致更多的乘客涌入車(chē)廂, 車(chē)門(mén)無(wú)法關(guān)閉而使列車(chē)晚點(diǎn)。因此將探測(cè)次數(shù)改為 6 次, 并且減小車(chē)門(mén)探測(cè)后的緩沖反彈幅度。在 6 次探測(cè)時(shí)間之內(nèi), 被夾乘客將通過(guò)該扇門(mén)進(jìn)入車(chē)內(nèi), 進(jìn)行障礙物探測(cè)的車(chē)門(mén)會(huì)在沒(méi)有障礙物的情況下自動(dòng)關(guān)閉, 這樣就減少了車(chē)門(mén)無(wú)法關(guān)閉而帶來(lái)的列車(chē)晚點(diǎn)的影響。