电控气动塞拉门的电气控制机电与车辆工程学院车辆工程（卓越）2013-1张国勇李津电控气动塞拉门的电气控制张国勇（车辆工程13级-卓越班）摘要:针对铁路客车用气动塞拉门的电气控制要求,介绍了该车门电气控制的有关工作流程及工作原理。

关键词:客车;车门;塞拉门;控制前言：近10年来,随着铁路机车车辆工业的发展,机车车辆的运营速度不断提高。

运营速度的提高,必然对客车密封性能及安全性能提出更高的要求。

1997年以来,25K型新型铁路客车以及部分动车组已逐渐采用电控气动塞拉门,以提高客车的密封性和安全性。

该车门通常由铝型材拼焊而成,内部填充隔热阻燃蜂窝材料,周边镶嵌特制的密封橡胶条,不仅具有较好的强度和刚度,且密封性及安全性均优于传统的折页门。

1.电控气动塞拉门的优点2.1.1安全可靠门锁下固定锁舌与门板的下滚柱啮合同时一b锁舌随门板的上滚柱转动并啮合，从两个方向锁定门板，具有较高的安全性，丽投为防止万一，门板上还装有一个故障隔离锁(保险锁)，当正常开关门出现故障时可关断气源，用手动锁把门关闭，镆上隔离锁，实行机械锁定，在各项技术状态正常情凝时，对不需要集控的车门也可用隔离锁锁闭，以确保安全。

更为先进的是，门的各种状态由微动开关检测，由控制单元实时监控。

1.2节省势力由于塞拉门具有集控功能，又有5Km／h自动关门功能，在各方面条件备时可像地铁一样无需由列车员一人一门站立岗位。

1.3密封性能良好门扇本身采用铝蜂窝复合结构，其优点是重量轻、强度高、密封性能好，再加上由门框前压条、后压条、上压条、上防护罩和胶条等组成的密封件，使得车门关闭时门页与车体紧闭密封，从而很好地达到了隔音隔热的目的。

1.4美观、节省空闰由于采用了塞拉门保证门在开启和关闭时始终与车体平行，节省了车内空间，使车门内看起来更加整洁、宽敞、美观，提高了旅客在旅行途中的舒适度。

2.车门组成及控制要求电控气动塞拉门主要由电气系统、气动系统、驱动机构、门板、锁闭机构及翻转脚蹬等组成,其主要工作过程如下:当发出关门信号后,关门电磁阀动作,由无杠汽缸推动驱动机构执行关门动作,同时脚蹬翻转收起(脚蹬为方便旅客上下车之用,但考虑到机车车辆限界,车辆运行时脚蹬应翻转收起)。

关门到位时,锁闭机构将门锁闭。

当发出开门信号时,锁闭机构打开,开门电磁阀动作,由无杠汽缸推动驱动机构执行开门动作,同时脚蹬翻转落下。

由此可见,电控气动塞拉门电气控制系统的主要任务是开关门信号的处理和控制。

其具体内容如下: (1)车内外均具有电控及手动开关每扇车门的功能;整列车到站后应具有集中统一开同侧车门的功能;列车启动前应具有关所有车门的功能。

(2)当列车速度超过5km/h 时,为保证乘车安全,处于开启状态的车门应自动执行电控气动关门。

(3)电控气动关门过程中,若碰到障碍物,应自动转换为开门状态,延时一定时间后,再次将门自动关闭。

(4)执行关门命令后,为防止车门未完全关闭及脚蹬未收起到位,应自动对其进行检测,并具有故障报警显示。

(5)紧急情况下,可以手动将车门打开。

车门的工作流程图见图1。

3.电气控制工作原理每节车厢共有4扇门,车厢两端各设1个门控单元控制对应端的2个侧门。

“新曙光”号动车组的门控单元采用BODE公司专用门控制器,“先锋”号动车组门控单元采用SIEMENSSIMATICS7—200PLC(包括CPU224及16点输入、16点输出的EM223数字量扩展模块)进行控制。

门控单元设有RS232通讯接口。

整列车通常设1个车门集中控制单元(“新曙光”号动车组采用继电器有触点电路,“先锋”号动车组采用微机控制单元XDU),由此实现开关整列车的车门,并检测车门及翻转脚蹬故障。

车辆风缸可直接提供400kPa～900kPa的风源,经过调压阀调整为较平稳的450kPa～600kPa气压,供气路系统使用。

车辆可直接提供48V(或110V)直流电源,经直2直变换为24V直流电源后供控制电路使用。

车门电气控制示图2车门电气控制示意图1、车外(车内)开门信号; 2.车内(车外)关门信号; 3.屏蔽防挤压信号;4.门完全关闭信号;5.门未关到位信号;6.脚蹬故障信号;7.紧急开门信号3.1 主要功能3.1.1 单车、整列车开关门整列车车门集中控制单元通过集控线向每节车厢的门控单元发出开某侧车门或关闭所有车门的信号,实现整列车的电控气动开关门。

每节车厢均可通过车内外的开关门锁开关向本车门控单元发出开关门信号,实现对应车门的开或关。

集中控制单元发出的信号优先于本车开关锁发出的信号,当门控单元收到关门信号后,蜂鸣器报警提示,两位三通关门电磁阀动作,无杠汽缸驱动机构驱动车门进行关门操作,同时脚蹬汽缸通过机械连杆机构实现脚蹬翻转。

门关闭到位时,锁闭汽缸连同锁闭机构将门锁闭。

当门控单元收到开门信号后,蜂鸣器报警提示,锁闭汽缸连同锁闭机构将门解锁,两位三通开门电磁阀动作,无杠汽缸驱动机构将车门打开。

车门开关过程中单向行程约为730mm,运行时间约3s～6s,车门开关速度可通过气路系统中的单向节流阀进行调节。

3.1.2 车速超过5km/h时的自动关门为保证乘车安全,当列车速度超过5km/h时,处于开启状态的车门应能自动执行关门操作。

通常在车辆的车轴端部设置永磁式磁电传感器。

感应齿轮随同车轴同步旋转,齿顶齿谷交替通过距离该齿轮(110±012)mm处的传感器,通过切割磁力线,传感器即感应出相应的脉冲信号。

速度传感器将速度信息传至车内防滑器(速度信号处理单元),由防滑器速度信息分析处理后向门控单元发出车辆速度超过5km/h的关门信号,门控单元自动执行关门操作。

在车速超过5km/h时,除紧急锁信号外,其他电动及手动方式均不能将车门打开。

3.1.3 防挤压功能通常采用在门板关闭侧密封橡胶条内设置气囊以检测压力冲击信号或关门时无杠汽缸工作压力的变化来实现车门防挤压的功能。

当电控气动关门遇到障碍物时,胶条遇到突然的冲击挤压,气囊内将产生突变压力,该突变压力将使相应开关动作,从而向门控单元发出挤压信号;同样,当无杠汽缸工作压力超过设定值(通常为100N～150N)时,相应的压力感应装置将向门控单元发出挤压信号,门控单元收到挤压信号后,将门转换为自动开启状态,然后延时2s～5s,再将门重新自动关闭。

为防止因挤压导致车门关闭后重新开启,特设屏蔽开关。

当列车运行至全行程90%～98%的位置时,该开关将向门控单元发出屏蔽防挤压功能的信号,从而保证当车门关闭到位时不会重新开启。

3.1.4 门关到位(脚蹬翻转)检测为保证列车运行安全,防止因各种原因造成的门未关到位故障,各车门在锁闭机构上均设置有“门关到位”开关。

该开关具有常开、常闭触点,分别对应“门完全关好”信号和“门未关好”信号。

“门未关好”状态时,对应车门及集中控制单元具有相应故障指示。

车门关闭时,脚蹬汽缸推动机械连杆机构将脚蹬翻转收起。

脚蹬翻转到位处常设行程开关检测脚蹬是否翻转到位。

3.1.5 紧急手动开门车辆运行速度超过5km/h时,因开门信号被5km/h速度信号屏蔽,此时电控及手动直接开门均不能将门打开,故设置“紧急锁”。

紧急情况时可旋转此锁,此锁触发对应开关,向门控单元发出紧急状态信号。

门控单元使关门电磁阀断电,同时锁闭汽缸推动锁闭机构解锁,此时可实现手动开门。

3.1.6 冬季防冻功能由于铁路客车运营范围遍布全国,在我国东北及西北地区,冬季环境温度有低于-30℃的情况。

为解决因冰霜造成的开关门故障,在车门下方易结冰部位加装了防冻装置。

该装置内部为PTC 正电阻温度发热材料,可以随外界温度变化自动调节自身功率,具有节约电能、发热均匀的优点。

4.电控气动塞拉门的常见故障及检修4.1常见故障该塞拉门是由塞拉门门控器、机械结构、气动元件及电气元件组成的一体纯产品，其性能优劣将直接关系到行车及人身安全。

故确保车门的状态良好有其很大的必要性，下面笔者将多年客车运用中发现的常见故障现象主要归纳为以下四个方面，(1)在有电有气的情况下操作开关门时，蜂鸣器发生三声报警提示，但门没有动作。

(2)在关门过程中，无防挤压功能，状态指示灯闪烁5次。

(3)在关门时，门关上后自动打开，经延时以后又再次关上，关上后又自动打开，如此反复。

(4)关门时门锁不能达到二级锁闭。

状态指示灯闪烁6次，蜂鸣器报警一声。

4.2措施首先确认紧急解锁开关的状态是否在解锁状态，①应把紧急解锁装置复位或调整紧急解锁开关的位置；②检查气路系统的气管有无折弯的现象，应把气路系统的气管接好理顺；③检查门控器的输出口上开关门信号的电压是否正常，如不正常更换门控器；④开关门信号都正常，而门还不动作，则是开门或者关门电磁阀损坏，这时可将开门电磁阀与关门电磁阀输出口气管互换(互换前需关闭空气过滤减压阀上的气路开关，互换完了后再打开，原不能开门的能开而不能关门了或原不能关门的能关而不能开门了，说明对应的电磁阀损坏，更换开门电磁阀或关门电磁阀。

(2)98％开关的位置离关门到位端太远，过早的失去了防挤压信号，发现此类故障时，①应首先打开口顶棚上的检修盖板，仔细检查98％开关的位置是否正确，如98％开关的位置不正确，离关门侧较远，应调整98％开关的位置，具体调整的方法如下：旋开98％开关上的紧圆螺丝，将98％开关向关门侧移动，直至98％开关上的指示灯亮，然后再将98％开关向开门侧缓慢移动，指示灯一旦不亮了，即可将紧固螺丝旋紧；5.总结按1列车连挂10节车厢,每节车厢4扇车门计算,则整列车共有40扇车门。

由此可见,车门及其控制系统的可靠性尤其重要。

经过几年的运行实践,证明目前采用的电控气动塞拉门系统工作稳定,运行良好,能够较好地适应目前铁路客车速度不断提高的需要参考文献:[1] 焉桂珍,宋正飞.铁路客车用自动塞拉门[J].铁道车辆,2000,38 (3):34—36.[2] 西门子公司.SIMATICS7-200可编程序控制器系统手册[Z]. 2000.[3] TFX1D型防滑器装置使用说明书[Z].铁道部科学研究院,1999.[4] 李春明，程志刚.微动塞拉门与电动塞拉门选型研究. 北京：机械工业出版社，2002.[5] 侯文军. 地铁车辆客室车门监控功能的优化设计. 西安：西安交通大学出版社，1999.[6] 宓群恩. 城市轨道交通车辆电动塞拉门死机故障和应对措施.北京：北京交通大学出版.。