和諧號CRH6A型城際高鐵車門系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計及其控制性能分析

王 毅 王梅佳

(1.IFE-威奧軌道車輛門系統(tǒng)（青島）有限公司，山東 青島 266108；2.青島出版集團(tuán)，山東 青島 266000)

1 DET型車門系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與特點

1.1 DET型車門系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

DET型單扇電動驅(qū)動+氣動鎖閉滑動塞拉門主要由電機(jī)驅(qū)動絲桿螺母傳動機(jī)構(gòu)，門攜架，車門控制面板，單門扇，緊急解鎖裝置，門隔離裝置以及部件支架等組成。其中在部件支架中裝有主鎖門關(guān)到位鎖到位限位開關(guān)，輔助鎖，98%限位開關(guān)，下門關(guān)到位限位開關(guān)，門隔離限位開關(guān)組，門緊急裝置激活限位開關(guān)緊急裝置離合器，電源開關(guān)等以實現(xiàn)對車門的電氣監(jiān)控與控制；而控制面板則包含有電子門控器（EDCU）和列車控制回路接口。每節(jié)車廂左右各有4對門扇，呈對稱分布，同時車輛編組可以靈活配置，無需進(jìn)行額外設(shè)置。

1.2 DET型車門系統(tǒng)特點

門扇采用鋁蜂窩泡沫復(fù)合結(jié)構(gòu)，具有重量輕、強(qiáng)度高、密封性能好，隔音、隔熱等特點；主門鎖為雙重閉鎖，同時輔以氣動輔助鎖輔以密封鎖閉；采用塞拉門結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點是列車運行時可減小空氣阻力，同時具有良好的車廂密封性，能有效降低噪音及客室空調(diào)的損耗；絲桿/螺母傳動方式，具有維護(hù)工作量小，阻力小，噪音低等特點；獨立的EDCU車門控制單元設(shè)計，具有可編程性，模塊化結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)整列車門系統(tǒng)的集中控制，同時EDCU還具有自我診斷和狀態(tài)顯示功能，確保隨車維護(hù)人員以最快的速度對車門故障進(jìn)行診斷，排查；多種障礙物檢測方式；單點故障導(dǎo)向安全功能。

2 DET型車門系統(tǒng)功能及控制分析

2.1 基本功能

2.1.1 開關(guān)門基本操作。DET車門系統(tǒng)開關(guān)操作主要為集控電動開關(guān)。列車停站到位后，司機(jī)室人員可以通過硬線集控開/關(guān)門命令來打開/關(guān)閉列車一側(cè)所有的車門，車門單程開關(guān)時間3～6秒，通過電機(jī)調(diào)節(jié)速度，開關(guān)門時含有預(yù)告警功能，伴有蜂鳴器和指示燈指示以提醒乘客注意。同時，開關(guān)門過程具有緩沖以減少開關(guān)門瞬時的沖擊，提高車門壽命。

2.1.2 緊急解鎖。遇到緊急情況車門無法正常打開的情況下，乘客或營救人員可通過內(nèi)部或外部的緊急解鎖裝置，通過解鎖閘線激活反向鎖閉裝置并觸發(fā)該限位開關(guān)，同時手動打開車門；

2.1.3 車門隔離。當(dāng)列車在運行過程中車門故障，司機(jī)可到故障車門處手動將門隔離，通過車門內(nèi)外手動鎖用鑰匙實現(xiàn)機(jī)械隔離，彈出的鎖舌壓住門框，并觸發(fā)側(cè)門框上的隔離鎖開關(guān)，此時所有車門功能都會被切斷，所有故障不再記錄，同時車門隔離指示燈常亮。

2.1.4 車門電源切除。每扇門的部件支架上安裝有車門電源切除開關(guān)，可通過該開關(guān)切除該扇門的供電電源，以便維護(hù)人員對車門進(jìn)行維護(hù)與檢修。

2.2 防擠壓功能

DET塞拉門系統(tǒng)具有更嚴(yán)格檢測標(biāo)準(zhǔn)的防擠壓功能，通過電機(jī)電流檢測和位置/時間檢測方式以及在門扇內(nèi)外各增加一個敏感膠條用于檢測障礙物。在電動關(guān)門過程中，如遇到障礙物，就會擠壓門扇邊緣的敏感膠條，其內(nèi)部阻值的變化轉(zhuǎn)換為電信號至EDCU，ECU控制車門在關(guān)門方向運動停止并重打開，延時3秒后繼續(xù)實施關(guān)門動作，當(dāng)障礙物探測達(dá)到一定次數(shù)時（默認(rèn)3次），車門會自動打開并斷開列車的安全關(guān)門回路同時向司機(jī)室報警。DET塞拉門系統(tǒng)檢測障礙物的尺寸可以達(dá)到10*50mm，首次障礙物擠壓力的大小不超過150牛，能夠有效的保證在關(guān)門過程中乘客不被夾傷。

2.3 氣路控制系統(tǒng)

氣路控制系統(tǒng)由列車風(fēng)源、調(diào)壓閥、手動閘閥、快排閥、單向節(jié)流閥、氣路控制電磁閥及空氣管路等組成。其中，車輛風(fēng)源由車下儲風(fēng)缸提供，供氣壓力要求為8bar～10bar，要求無油滴，無雜質(zhì)，在0°以下無冷凝水；調(diào)壓閥的作用是調(diào)整車輛氣源壓力以保證車門氣路系統(tǒng)的空氣壓力穩(wěn)定在6～8bar，手動閘閥則用于通斷氣路供給，同時含有氣壓監(jiān)測開關(guān)，當(dāng)氣源壓力低于4.5bar自動報警；氣路控制電磁閥為雙位電磁閥，通過電控信號控制電磁閥進(jìn)而對氣路進(jìn)行控制，其分別控制主鎖的解鎖裝置和車門上下兩個輔鎖裝置，當(dāng)車門需要打開時，通過氣控解鎖裝置解鎖主鎖，同時上下兩個輔鎖排氣松開，進(jìn)而打開車門；當(dāng)車門關(guān)閉時首先需要激活一次解鎖氣缸，以防車門打開后有人故意撥動解鎖開關(guān)，且當(dāng)車門行至98%開關(guān)位置時激活上下兩個輔鎖，以輔助車門關(guān)閉鎖閉到位同時壓緊車門確保密封。

2.4 安全功能

2.4.1 鎖閉裝置。鎖閉裝置主要由安裝在部件支架上的解鎖風(fēng)缸、旋轉(zhuǎn)鎖舌、鎖定凸輪，門關(guān)到位鎖到位開關(guān)等組成的旋轉(zhuǎn)鎖機(jī)構(gòu)組成。鎖閉裝置包含有兩級以提高安全性，其機(jī)械閉鎖力可防止車門電氣、壓縮空氣發(fā)生故障時車門自動開啟。正常情況通過電控解鎖，緊急情況下，可通過緊急裝置解鎖。另外部件支架上部和下部含有輔助鎖，用于輔助鎖閉車門同時加強(qiáng)車門密封，在列車行駛時如果主鎖出現(xiàn)故障，或者非正常操作，輔鎖也可起到鎖閉作用，防止車門誤打開。

2.4.2 車門安全回路。不同于其他車門系統(tǒng)，在車門控制單元內(nèi)部含有一個專用的安全繼電器，其觸點控制鎖閉裝置的解鎖氣缸和電機(jī)開門方向的電路，當(dāng)該安全繼電器激活的時候，車門才能解鎖并激活相應(yīng)的電機(jī)電路，然后車門向開門方向動作。為了保證安全，可靠，安全繼電器的激活需軟件，硬件使能共同動作才能觸發(fā)，其中硬件使能由相應(yīng)的列車線控制，司機(jī)通過司機(jī)室的開門按鈕，激活相應(yīng)列車控制線，以給與車門控制單元（EDCU）授權(quán)開門，而軟件使能則由車門控制單元自行判斷，當(dāng)車門無故障，無緊急操作，無隔離操作且判斷列車處于靜止?fàn)顟B(tài)下，才能允許激活軟件使能。軟、硬件共同作用，以防止人為或者設(shè)備故障而導(dǎo)致危險發(fā)生。

3 結(jié)束語

據(jù)統(tǒng)計，其故障率占列車總故障的90%左右，而CRH6A型城際車塞拉門通過一系列的設(shè)計改進(jìn)和相應(yīng)的安全保護(hù)，有效確保了車門系統(tǒng)的低故障率和高可靠性。經(jīng)過試驗運行表明，各項技術(shù)性能優(yōu)良。相信在不久的將來，CRH6A型車對于城市之間經(jīng)濟(jì)發(fā)展融合，多地產(chǎn)業(yè)層次的提高以及引領(lǐng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展方面將做出重要的貢獻(xiàn)。

[1]趙立華：城際高鐵，區(qū)域合作的紐帶