摘要：近年来，地铁车门系统故障的诊断与维修问题得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。本文结合天津地铁运营14年来的经验，通过各条线路的对比。分析了天津地铁2号线车门系统的常见故障，并结合相关实际经验，分别从车门机械调整、门控器检修等多个方面，阐述了天津地2号线对于解决车门问题的一些探索。
关键词： 地铁车辆、车门系统、常见故障
1、引言
轨道交通是很多人出行必不可少的交通方式，为人们提供了便利，缓解交通拥堵，为城市的发展做出了重大贡献。车门系统作为城市轨道车辆的重要部分在车辆的运营中扮演着非常关键的角色。地铁车门具有数量多、开关门频率高的特点。因此，车门系统的稳定一直受到广泛的重视。
2、天津地铁2号线车门系统机械部件概述
2、1城市轨道车辆的车门种类较多，按照开启方式区分主要有内藏门、外挂门、塞拉门三种形式；按照驱动方式区分又有电气风动门和电控驱动门两种类型；按照传动方式区分也可分为齿带传动和丝杆传动两种形式。天津地铁2号线客室侧门采用双扇电动塞拉门齿带传动的形式。
2、2天津地铁2号线由门板、驱动机构、旋转立柱三大部分组成。车门的电控电动装置采用微处理器控制的电动机驱动装置。双扇电动塞拉门的中央电气驱动通过一个直流电机来实现。
2.3驱动装置
目前天津地铁2号线采用齿带传动方式。齿带传动是采用左右两扇门板分别通过齿带夹板与齿带两侧连接，两端有齿带固定结构齿带轮架，使齿带能够形成一个闭环。电机在齿带结构的中间位置，通过自身的转动，使齿带带动齿带轮做旋转运动，而齿带的传动带动滑车继而带动门板做相反方向的运动，达到了开关车门的功能。
从加工工艺方面开看，丝杆传动为了精确地完成开关门动作，丝杆与螺母副之间的配合要非常精确，这样就带来了加工难度，导致车门系统制造成本的上升。
从机构运行方面来看，齿带传动具有传动准确、平稳、传动噪声低、承载能力高、寿命长等特点，并且其容易制造、定位精度要求不高，结构紧凑，具有耐油、耐潮、不需润滑等优点，能够适应较为恶劣的运行环境。
在实际使用方面，天津地铁其他线路的丝杆传动需要频繁的维护，在月修及以上修程中，需要对丝杆进行清洁、润滑，在架修中发现部分丝杆存在弯曲的状况，而在丝杆传动中，一旦密封被破坏，灰尘会进入螺母副，造成丝杆与螺母副的相互损耗，导致噪声加大、门系统运动不平稳等问题，齿带传动的日常维护要简单许多，除定期测量和调整齿带张力外没有明显的周期性维护要求。
2、4锁闭装置
天津地铁2号线车门采用的锁闭装置是通过反映力矩来实现的。在驱动电机和锁闭装置之间有机械连接件，这样可以将反应力矩直接传递给锁闭装置。而锁闭装置通过锁闭杆和副连杆与旋转立柱的摆动臂相连接并在辅助关闭边缘卡入门扇内装导轨中，从而实现锁闭。
锁闭装置由锁闭转杆、锁闭弯连杆及旋转立柱组成。利用连杆系统的“死点”所闭门系统。在开关门时，当连杆系统的锁闭转杆与锁闭弯连杆重合，此时铰链位置即为“死点”。
3、天津地铁2号线门控器的基本构成及试探性维修
3、1 门控器功能简介
天津2号线地铁列车最高运行速度80 km/h ，平均技术速度 ≥50km/h 。在每节车厢内的对应每扇车门驱动装置均配备一独立门控器，实现对每一车门的单独控制。门控器在整个列车门控系统中，起着承上启下的关键作用，一方面接收、检测来自TMS的控制信号和命令，根据当前状态条件执行相应的动作控制流程，完成后汇报当前门机构的状态；一方面控制电机执行动作，指示该动作状态流程，同时还要检测门板机械结构状态，及时更新、汇报门机构状态。
门控器按照结构可分为电源供电模块、电机驱动模块、通信模块、输出指示灯模块、控制模块、信号输入模块6部分。
3、2故障集中点
运营7年来总结出门控器的典型故障因素。
一是电源供电模块
（1）电源变换模块DC110V-5V故障，故障现象：开关门缓慢，且车门无法开到位；TMS显示红色，开关门车门无动作。
通信模块故障现象：
（1）串行通信控制器故障、RS-485接口电平转换器故障、通信接口故障、地址输入端电阻故障，故障现象：TMS显示白色或红色，开关门车门无动作、开关门动作正常、空开跳开。
（2）串行通信控制器故障、RS-485接口电平转换器故障，故障现象：TMS显示白色。
二是电机驱动部分
（1）电流检测器故障、电机驱动芯片故障，故障现象：TMS显示红色，车门误起防挤压（或者车门起防挤压后无法正常关闭）。
（2）电机驱动芯片故障，故障现象：TMS显示红色，车门无法打开。
（3）MOS管故障，故障现象：TMS显示白色或红色，开关门车门无动作、开关门动作正常、空开跳开。
三是输出指示灯模块
故障现象：TMS显示白色或红色，开关门车门无动作、开关门动作正常、空开跳开。
四是输出指示灯模块
光耦故障，故障现象：紧急解锁后，车门无法正常关闭，黄灯常亮。
五是控制模块
（1）驱动芯片故障，故障现象：紧急解锁后，车门无法正常关闭，黄灯常亮。
（2）光耦1故障，故障现象：TMS显示红色（或粉色），开关门车门无动作。
（3）光耦2故障，故障现象：TMS显示红色开关门车门无动作。
六是信号输入电路部分
（1）输入接口故障，故障现象：TMS显示红色开关门车门无动作。
（2）地址输入端电阻故障，故障现象：TMS显示白色或红色，开关门车门无动作、开关门动作正常、空开跳开。
3、3 运营中遇到的问题
2号线运营以来，发现门控器导致的车门故障现象包括：车门未打开（TMS显示3S不释放）、车门未关闭、TMS显示未知（TMS显示通信错误，无响应超时）、误起防挤压（TMS显示开关门三次以上检测障碍物）、关门力有效值超过150N、无零速紧急解锁关门力过小，车门安全线无监控、车门无法正常开关（人为强制开关门后）、门控器内部短路等。这些故障会造成列车下线、晚点、清客等影响。故障集中点如图所示。其中主要故障点有四个，电源模块故障、通信模块故障、电机驱动部分、输出指示灯模块。
3、4 门控器的预防性维修
根据门控器故障统计情况及实际运行情况，门控器的预防性维修主要更换部件为电源转换模块、电容、电阻、连接器等部件。通过对门控器的预防性维修，可将门控器的故障率恢复到运营3至4年的水平。
4、结论
天津铁2号线车辆车门系统在运营7年来，难点主要机械调整与门控器方面。旋转立柱上下摆臂尺寸调整不到位很容易造成磕碰，门板两个偏心轮对车门的V形、密封性能等都有影响。锁闭装置在实际运用中也需要格外的注意，齿带传动方式总体稳定，其主要难点在于车门部件加工精度不高的情况下，对车门机械部分的调整带来困难，从而增加工作量与工作难度。总体来说，天津2号线车门系统的主要工作在于机械部件的调整，而随着维修技能水平的提升，主要困难在于门控器的故障。随着预防性维修工作的不断深入推进，将积累更多的维修经验，以致能够做到门控器拥有自主维修的能力。
参考文献：
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【2】许帅帅.地铁车辆故障信息统计分析及检修策略优化.西南交通大学.2013-11-01
【3】夏军，任金宝.地铁车门故障模式的可靠性评估.机械制造与自动化.2014（05）
论文作者:冯跃
论文发表刊物:《防护工程》2019年第1期
论文发表时间:2019/5/9
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