地铁车辆车门结构的控制原理与改进方案分析

地铁车辆车门结构的控制原理与改进方案分析

秦龙昌

南京地铁运营有限责任公司江苏南京210012

【摘要】本文针对地铁车辆车门的基本结构进行了详细的分析，并对其控制原理做了详细的阐述，从而提出了一些改进的意见和方案，仅供参考。

【关键词】地铁；车门结构；控制原理；改进方案

一、地铁车辆车门的基本结构

一般地铁车辆车门的基本结构包括悬挂机构、左右门页、驱动装置、解锁装置、钥匙开关以及一套密封型材等，另外还包括电子车门控制单元、车门电气连接装置以及显示灯等电气装置。地铁客室车门的系统框图如图1所示。1~9依次为右门页、左门页、车门悬挂机构、右侧密封件、左侧密封件、紧急解锁手柄、门控单元EDCU、车门电机、丝杆以及螺母机构。

1、车门悬挂机构。地铁车辆车门的悬挂机构一般为滑块型，且依靠的是滚珠轴承来进行运作。悬挂机构由三个部件组成，一是“U”型钢轨，二是铝型材质构件，三是一对钢制滑块。悬挂机构简图如图2所示。

2、驱动装置。地铁车辆车门所安装的驱动装置主要有四个部件组成，一是驱动电机，二是丝杆及螺母机构，三是连接电机与丝杆的皮带，四是一对滑轮。驱动电机一般为永磁直流式的驱动电机，它主要包括了一个齿联轴节以及一对安装座。驱动电机的结构图如图3所示。

3、门页。地铁车辆车门的门页是一个比较复杂的复合结构，主要是由铝型蜂窝和铝型框架的夹心结构组成。铝板运用固热化的方式粘接到铝型框架上，这样能够使其表面更加的平整光滑，同时还能有效的增强其刚性。另外每个门页的颜色要与地铁车辆的整体颜色相适应。

4、车门密封。地铁车辆车门的密封性主要是为了能够给乘客们提供一个舒适的乘车环境，并防止发生窜风现象，因此地铁车辆对密封性的要求非常的严格。一般车门的密封结构主要是一个环形的唇形胶条与铝型框架组成一个密封结构。密封结构的简图如图4所示。

5、控制单元EDCU。控制单元是整个地铁车辆车门结构中最为重要的电气部件，它的作用就是控制地铁车门，通常安装在客室的内侧，且安装时还应注意防水保护。

6、检测开关。一般地铁车辆的车门结构中主要设置了四个检测开关，一是“关门”开关、“锁门”开关、“门解锁”开关、“门切除”开关等。这些开关主要是用于检测车门的位置行程。

二、地铁车辆车门的控制原理与改进方案分析

一般地铁车门的门控单元主要是通过一个可以编程的控制装置来完成，且地铁车门上还设置有一个安全联锁以及零速保护的电路，同时车门上还针对开门与关门两个指令设置了报警装置。地铁车辆车门的控制原理框图如图5所示。

（一）开关门

地铁车辆车门整个系统的运行都是通过门控单元来进行控制的，并依靠驱动电机来实现驱动。驱动电机利用传动装置来使丝杆及螺母机构运作；当铰链与车门的门页相互连接时，丝杆及螺母就会驱动车门完成开关指令。因此丝杆及螺母能够确保车门门页具有较好的同步性。一般开关门主要是依靠设置在司机驾驶室的开关按钮来完成相应指令的，当司机启动主控台时，开关通电。

（二）零速保护

当地铁的车速为零时，车门控制单元就能够接收到零速度这一信号，然后开门功能就会起作用；而当地铁的车速大于每小时5千米时，如果车门仍然处于开门状态，车门就会开启自动关门功能。

（三）安全回路

当车门上的锁闭开关探测到车门已经全部关闭的信号以后，它的常开触点就会发生闭合，而同一节车厢的同一侧车门就会串联常开触点，然后构成联锁电路，即安全回路。地铁在关门状态时的联锁电路会转变成环形电路，当车门全部关闭以后，司机驾驶室内的“门已锁闭”的显示灯就会亮起，这时地铁就可以启动了。

（四）车门切除

当单一的车门发生故障时，为了确保地铁正常运行，就可以通过专门的钥匙将故障车门进行切除，即电隔离。当故障车门切除以后，就不会继续受到开关门功能的控制，这样就能够利用专用钥匙进行复位。

（五）探测障碍物

探测障碍物时，主要是通过门控单元来进行设定，并利用测定电机的装置来测定电流值，且关门状态时任意时序的规定电流都能进行储存和调整，如果电流超过了规定值，探测障碍物的指令就会启动。

（六）改进方案

首先，地铁车辆的车门控制结构中，其驱动电机必须要具有较高的可靠性，这样才能保证控制单元中的每一个部件能够正常的运行。因此在施工的过程中，应选择可靠性高，质量较好的驱动电机，从而有效的确保地铁车门的正常运作。其次是由于车门的控制单元对于车门的尺寸具有较高的要求，再加上丝杆自身的伸缩性，因此可以运用丝杆传动方式，这样能够增加丝杆检修时的调整量。最后是由于车门的开关动作非常的频繁，因此可以使用光电开关来代替普通的开关，这样能够提高开关门的灵活定与可靠性。另外提高车门结构的控制设计标准也非常重要，特别是客流量较大的站乘，在设计时尽量保证其结构的优化，且要尽量减少控制环节，并选用品质较高的控制部件，从而保证车门的安全性和可靠性。

参考文献：

[1]刘晶.改进模糊Petri网在城轨列车客室车门系统故障诊断中的应用研究[D].北京交通大学，2014.