福州地铁1号线客室车门系统故障浅析论文_周鹏远,杨超,黄进富

泉州中车唐车轨道车辆有限公司 福建省泉州市

摘要:车门系统是城轨车辆的重要组成部分,本文介绍了福州地铁1号线客室车门系统厂内调试及正线运营过程中的主要故障进行分析并提出解决方案,以便于降低车门系统的故障率和提高产品的质量。

关键词:塞拉门;地铁车辆;原理

一、前言

随着我国经济与社会的发展,城市轨道交通成为许多城市最重要的交通方式之一。城轨车辆与其他交通工具相比具有许多优点,比如运输量大、便捷、舒适、环保等。客室车门作为城轨车辆的重要组成部件,其运行的可靠性决定了城轨车辆运行的安全性,福州地铁1号线客室车门是采用齿带传动的双扇电动塞拉门,其产品结构是已在成都地铁、北京地铁等项目上应用的成熟产品。

二、车门布置

福州地铁1号线客室侧门采用电控电动塞拉门,每辆车布置有8个客室侧门。整列车车门采用不等距布置,每辆车车门采用等间距布置,同一辆车车门间距为4460mm,相邻两辆车的相邻两个车门之间的距离为6140mm。

三、装配流程

塞拉门的结构比较复杂,为了满足车辆安全运行的要求,车门的安装质量以及车辆在运行过程中车门的开关性能的好坏就显得尤为重要,而这些都取决于车门的安装工艺是否正确合理。

四、常见故障

列车在现车调试、正线运行期间,停站进行正常开、关门试验时,客室车门开关出现一些常见故障:

(1)防挤压误启动:控制车门关闭时,在无障碍物情况下车门防挤压功能错误启动、无法关闭等故障频有发生。

(2)显示黄色故障:部分车门电控关闭过程中,实际车门未关闭,且未启动防挤压,司机台人机界面显示屏车门状态显示黄色,影响了车辆的正常开门功能和行车安全。

(3)显示红色故障:部分车门电控开门过程中,司机台人机界面显示屏车门开关状态多次显示为红色,体现为客室车门打不开或机械卡滞,报车门故障。

五、原因分析

1、防挤压误启动

(1)软件逻辑原因:

当关门阻力或锁闭阻力大于电机输出的最大关门力或锁闭力(与设定电流峰值成正比),且持续0.5秒以上,车门将启动防挤压。车辆安装时,每个车门装配情况不同,各部件内部阻力不一致,导致车门阻力不同。线路调试时,部分车门关门阻力较大,超过了电机输出的最大作用力,出现自动防挤压现象。通过读取故障车门的故障记录,车门防挤压误启动位置多在塞拉段和锁闭阶段,塞拉段和锁闭段是机械阻力最大阶段,检测出电机电流值在1.3A至2.2A之间,超过了初始设定的最大电流值1.2A,触发了防挤压功能,车门无法正常关闭。

(2)机械原因:

a、车门调整过紧,导致锁闭时车门阻力过大,启动防挤压后,无法关闭

b、门侧顶板支撑杆固定卡夹与辊式滑车体内六角螺栓干涉,形成机械卡滞,电机过流

c、车门密封框高于地板与门扇发生干涉,导致开、关门阻力增大,触发防挤压。

显示黄色故障

(1)软件逻辑原因:

与防挤压启动逻辑类似,车门锁闭阻力大于电机输出的最大关门力,则电机实时电流超过了初始设定的锁闭电流峰值2.0A,程序判定为有障碍物启动防挤压,电机缓慢释放关门力,在这个过程中电机电流若仍然超过设定峰值,会造成车门无法关闭。

(2)机械原因:

驱动电机附近三个齿带轮中,两个从齿带轮固定螺栓松动,向内偏移,与电机旋转架干涉,车门关闭过程机械卡滞。车门关闭以后无法锁闭,HMI显示黄色。

3、显示红色故障:

软件逻辑原因:

门控器内部详细故障记录显示,车门在解锁过程中,电机电流达到了1.6A至2.0A,超过了设定峰值,当持续时间未达到1秒时不会报故障,否则报故障HMI显红。

(2)机械原因:

a、门扇下部导轨杆与下摆臂产生干涉,部件摩擦阻力增大,关门时无锁闭,HMI显黄。开门时,机械卡滞,阻力大,电机过电流,HMI显示红色。

b、门控器状态插头松动,导致开关门时HMI显示红色,报故障

c、门控器故障、通讯程序程序问题,导致HMI显示红色,报出故障。

六、解决方案

1、软件升级

(1)更改关门电流参数:增大门控程序中车门关门力和锁闭力的最大电流值,参数变化满足:车门关门力峰值不大于300N,修改前后电流参数对比如下表1所示:

表1

更改开门电流参数:增大门控程序中开门解锁电流数值,修改前后电流参数对比如下:

表2

(3)如果对于HMI显黄故障,如果程序检测到有障碍物或机械卡滞后,不在进入2次故障判断,向HMI报防挤压。

2、机械调整

车门机械锁闭阻力较大,常见原因有以下几个方面:

(1)上滑道位置不准确,导轨向门中心移动,门板过挤压,关门阻力增大;

(2)锁闭弯连杆组成螺钉松动,门板不能关闭到位,锁闭开关不触发;

(3)旋转立柱调节螺栓松动,可能造成旋转立柱摆臂与门板导轨干涉,关门阻力增大;

(4)车门调整过紧,各部件之间阻力过大;

(5)紧固螺栓松动,部件位置卡滞,导致阻力过大;

3、部件更换

出现故障无法维修的部件,进行更换,如门控器,电机等。

七、试验验证

(1)库内试验:在空调通风状态下,进行开关门试验,试验次数500次,保证正常功能。整列车门进行防挤压试验,进行防夹作用力测试验,作用力峰值不超过300N;

(2)线路试验:库内试验合格完成后,列车进行线路调试,每站进行开关门试验,验证整改效果。

八、检查及处理方法

如出现车门防挤压误启动,车辆回库,现场人员可按以下方法检测:

(1)将车门断电后手动进行开关门试验,感受车门在开关门过程中阻力是否增大,注意听运行过程中机构是否存在异响。

(2)将车门关闭不锁闭,手动推拉左右拉杆,感受电机在锁闭时力度是否正常。

(3)查看上滑道固定螺栓的防松线是否错位,检查锁闭弯连杆固定螺栓是否松动。上滑道在车长方向移动,可实现门扇沿车体纵向的调整,导向轮的位置与之相适应。

锁闭弯连杆在车宽方向实现门扇的调整。

(4)检查闭锁开关:开关触发后,剩余开关行程3-4mm,用塞尺来检查是否3-4mm的间隙,确保锁闭后行程开关触发正常。通过观察固定开关的螺栓是否松动,进行判断。

(5)检查车门V型,V型调整范围为2-8mm。

(6)检查外摆尺寸,门打开以后,开关门过程中门板与车体有无摩擦。

九、结语

要保证地铁车辆客室车门有高的安全性、可靠性,车门结构及控制的设计是十分重要的,尤其要针对地铁运营大客流量、停站时间短3列车行车间隔小的特点,在满足功能的条件下,尽量采用结构优化、控制环节少、控制元件品质高的车门,以提高车门的可靠性,减少故障率。通过对车门在运行及调试过程中出现的一些常见故障进行分析,对日后车门日常检修业务及提高运营稳定性方面具有重要参考意义。

论文作者:周鹏远,杨超,黄进富

论文发表刊物:《基层建设》2019年第10期

论文发表时间:2019/7/4

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