探析城市轨道车辆车门技术的运用

崔榕娜

[摘 要]针对城市轨道车辆车门技术的运用，做了简单的论述。利用锁闭技术和控制技术等，实现车门自动化控制。城市轨道交通客流量较大，加之车辆运行速度较快，车门的性能，直接影响轨道车辆运行的安全性。基于此，深度分析此课题，提出轨道车门车门技术研究建议，有着必要性。

[关键词]城市轨道车辆；车门技术；自动化；智能化

中图分类号：U271 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）31-0388-01

通常情况下，城市轨道车辆设置3套-5套车门系统，便于乘客快速下上。不同于干线线路客车，城市轨道交通车辆启停频繁，而且车门数量比较多，极易引发车门系统故障。为保证车辆行驶的安全性，避免车辆运行途中发生车门误开的情况，需要做好车门系统设计工作。

1 城市轨道车辆车门类型概述

按照动力来源划分，城市轨道车辆车门主要分为以下类型：1）气动门。此类车门利用压缩空气驱动气缸，借助机械传动系统以及电气控制系统，开关车门。其中压缩空气为动力源，机械机构属于执行单元，电气控制系统运行，能够保证车门开关的可靠性。气动门具有缓冲力强的特点，能够承载大载荷。其对气动系统的密封性能，有着较高的要求。2）电动门。电动门运行动力源为电力，车门系统包括控制器和驱动电机等。因为电力系统是门的主要动力源，不仅噪声低，而且故障率低。在节能环保的发展背景下，加之电力驱动技术的发展，使得电动门的广泛应用。

2 城市轨道车辆车门技术的运用

2.1 锁闭技术

城市轨道车辆车门系统中，锁闭机构是主要组成部门，发挥着保障车门紧闭的作用，影响着轨道交通运行的安全性。从锁闭方式来说，包括电磁阀和机械锁等。以IFE公司的车门装置为例，其车门锁闭技术的运用，是利用电磁式闭锁机构，结合运用时接通电磁力，进而实现齿轮结合，形成动力传输，当切断电磁力时，齿轮自动断开。此类闭锁机构具有易控性优势，不过极易发生磨损和打齿问题。再比如康尼公司，其使用的35D和LS闭锁装置，采用的是机械闭锁方式。其中LS闭锁是基于丝杆的螺旋升角小于摩擦角的原理，使用螺旋传动，实现锁闭功能，不需要额外的闭锁机构和动力源，占比空间小，具有较高的可靠性。

2.2 控制技术

城市轨道车辆车门除了能够实现自动开门和关门外，还具有障碍物检测和防挤压等功能。其中EDCU发挥着积极的作用，其能够实现各类信号接收和状态检测等功能。在车门系统中，控制软件为核心，机械部件能够实现故障诊断和现场总线通信功能等。车门控制软件的安全性高低，直接影响着车门系统是否能够安全运行，在实际运行中，负责和列车通信系统进行信息交互。除此之外，还能够维护更新软件，进行数据传输。因为城市轨道车辆运行的环境较为复杂，虽然系统软硬件安全标准较高，但实际运营中电控系统故障所占据的比例仍旧比较大。

2.3 制造技术

车门属于机电一体化产品，在生产制造中，多采用模块化制造技术生产，提高产品的质量，降低产品生产的成本。城市轨道车辆车门的主要零部件包括门页和丝杆等。其中，门页采用铝框架、铝蜂窝及铝蒙板的铝夹层结构制造，热固化成型，铝板边缘卷边包裹在铝骨架上，增强机械附着强度。丝杆作为传动机构，要求较高的精度，传统的螺纹丝杆，可采用车床机加工，结合中频淬火、调质处理等热处理工艺增强表面强度[1]。在制造中，多采取冷挤轧工艺，不仅能够提高生产效率，还能够提高产品质量。

3 城市轨道车辆车门应用现状分析

3.1 案例概述

A机场线使用的是直线电机制式车辆，其具有速度快和爬坡能力强等，对周边的环境影响比较小。门系统为外挂移门，投入使用后，出现了车厢内部噪音大以及车门密封性能差等问题。基于此，需要对其进行设计优化。经过对车门密封结构的多次改进，始终没有改善其密封性。试验数据如下：静止状态和速度<50km/h时，车辆车门的密封性以及隔音性能能夠达标。当超过50km/h时，车门的性能便会下降，甚至门扇会产生变形问题。随着车辆运行速度的提高，则问题就越严重。

3.2 问题分析

通过多次试验论证分析，发现造成车门密封性以及隔音性差的原因如下：1）运行速度高。车辆运行速度最大值达到120km/h，一般来说，地铁车辆运行速度处于80-100km/h。在国内因为地铁站之间的距离比较短，车辆实际运行速度在30-40km/h范围内，低于车辆设计速度。不过此车辆运行线路车站间距较大，车辆运行速度普遍超过100km/h。基于此，车厢内基于产生正压，造成门扇变形。2）设计问题[2]。为了保证车辆的整体重量，在引进车型时，按照原型设计。车门厚度为24mm，强度为1000N。国内惯例设计下门扇厚度为32mm，因此强度能够达到1500N。此车辆由于门扇薄，加之车厢正压大，造成了门扇变形问题。3）受到流靴和三轨之间的摩擦影响，产生巨大的噪音。

3.3 改造措施和效果

针对此车辆车门系统存在的问题，采取以下措施：1）加厚门扇。将其厚度增加到38mm，对于原有的夹层玻璃窗，改造为中空安全玻璃窗，厚度和门扇相同。经过计算以及试验，门扇机械强度达到3500N，使其在高速运行的状态下，不会发生变形。除此之外，提高了隔音系数。2）改造外挂移门，使用微动塞拉门。采取此传动形式，能够保证门扇周围的密封胶条和车体门框平面之间紧密贴合，进而保证其密封性。其12mm微小的塞拉动作行程，为传统塞拉门的20%，所以是微动，不过密封性能能够和传统塞拉门比齐。

3.4 车门技术运用建议

从车门使用现状来说，还存在着诸多问题，为了能够提高城市轨道车辆运行的安全性和质量，需要加大技术改进和创新力度。针对显存的问题，做好技术改造，进而保证其性能水平能够达到实际运行需求。在具体研究中，要从以下方面入手：1）加大门机构动力学的研究。车门系统具有复杂性，为了提高其运行水平，需要从设计源头做好把控，运用机械动力学思维，解决实际问题。2）加大基础制造技术的研究。从当前我国城市轨道车辆车门制造的实际情况来说，车门技术水平相对低下，为了提高产品的质量，需要加大基础制造技术的研究[3]。

4 结束语

综上所述，城市轨道车辆车门技术的运用，保障了车门制造和运行的质量和安全性。不过从城市轨道车辆运行的实际情况来说，还存在各类问题。针对现存的问题，需要结合车辆的具体情况，做好问题分析，进行技术改造，提升其性能。

参考文献

[1] 苏金耀.地铁车辆车门安全联锁回路故障判断方法的探析[J].工程技术：全文版，2016（11）：00091-00091.

[2] 荣昊.自动化技术在城市轨道交通中的应用探析[J].数字化用户，2017，23（44）.

[3] 黄昌兵.浅析城市轨道交通在列车车门与站台门运营管理经验[J].决策与信息旬刊，2016（12）.