城市軌道交通車輛基礎(chǔ)課件：車門

車門第二節(jié)車門的結(jié)構(gòu)

第一節(jié)車門的類型及編號1第三節(jié)車門的控制掌握車門的類型和結(jié)構(gòu)。了解車體的特點及編號。了解客室車門的控制原理。2學(xué)習(xí)目標(biāo)城市軌道交通車門系統(tǒng)在城市軌道交通車輛中扮演著極其重要的角色，既是與行車安全密切相關(guān)的關(guān)鍵系統(tǒng)，也是與乘客安全緊密關(guān)聯(lián)的關(guān)鍵部件。提升車門系統(tǒng)的可靠性對于保障城市軌道交通運輸安全和乘客生命安全都有重要意義，對協(xié)調(diào)列車的整體造型也起著重要的作用。3車門的類型及編號第一節(jié)4一、車門應(yīng)具備的基本要求世界各國城市軌道交通車輛的車門結(jié)構(gòu)和類型多種多樣，但無論結(jié)構(gòu)形式如何變化，客室車門都應(yīng)滿足城市軌道交通的基本要求：1．有足夠的有效寬度（一般為1300-1400mm）。2．均勻?qū)ΨQ布置，以便站臺乘客均勻分配，上、下車方便迅速。3．要有足夠數(shù)量的車門（一般A型車5對，B型車3對或4對）。4．車門附近有足夠的空間，緩和上、下車的擁擠。5．能確保車輛運行安全和乘客安全。561．按功能分類車門按功能不同，可分為客室側(cè)門、司機室側(cè)門、司機室后端門和緊急疏散門四類。各類車門位置如圖所示。二、車門的類型各類車門位置7（1）客室側(cè)門以南京地鐵1號線車輛為例，其客室側(cè)門為雙葉式電動塞拉門，其中門葉由鋁框架、鋁板、層壓板、雙層玻璃等組成，門葉邊用橡膠條壓嵌而成。門葉上方設(shè)有一套電動驅(qū)動機構(gòu)，由電子門控單元、絲桿、制動單元、壓輪、導(dǎo)軌、驅(qū)動電動機、滾輪擺臂等組成。開關(guān)門的速度及壓力可以通過調(diào)節(jié)車門控制單元來改變。每扇客室車門設(shè)有一套機械解鎖機構(gòu)（每節(jié)車的5A和1B門設(shè)有兩套機械解鎖機構(gòu)）和一套門切除機構(gòu)，以便在緊急情況下，能從客室內(nèi)或外直接打開或切除車門?？褪覀?cè)門由于使用頻率高以及安全可靠性要求高，一直是城市軌道交通車輛的重要研究領(lǐng)域。8（2）司機室側(cè)門司機室側(cè)門多采用一扇單頁車門，在司機室兩側(cè)墻上分別設(shè)置。一般有內(nèi)藏門、塞拉門及折頁門三種類型。司機室側(cè)門由人工控制，沒有氣動或電動驅(qū)動裝置，供乘務(wù)人員上、下車之用。9（3）司機室后端門司機室后端門是設(shè)在司機室后端墻中間的一個與客室相通的通道門，司機可以由司機室后端門進入客室車廂，并通過客室車廂、司機室后端門進入另一端司機室。司機室后端門在客室側(cè)沒有開門把手，但設(shè)置了緊急開門裝置，正常情況下不允許乘客開啟。當(dāng)乘客發(fā)現(xiàn)危險性事故等特殊情況時，可以使用緊急拉手開啟司機室后端門。10（4）緊急疏散門緊急疏散門設(shè)置在帶司機室車廂的前端墻上，如圖所示。列車在隧道內(nèi)運行時，一旦發(fā)生火災(zāi)等危險事故，司機可打開緊急疏散門，釋放緊急疏散梯，引導(dǎo)乘客通過緊急疏散梯走向路基中央，然后向兩端的車站疏散。緊急疏散門11二、車門的類型2．按車門運動軌跡及安裝方式分類按照車門運動軌跡及安裝方式不同，客室車門可分為內(nèi)藏嵌入式滑動移門、外掛式滑動移門和塞拉門。12（1）內(nèi)藏嵌入式滑動移門內(nèi)藏嵌入式滑動移門簡稱內(nèi)藏門，車輛開關(guān)時，門頁在車輛側(cè)墻的外墻板與內(nèi)飾板之間的夾層內(nèi)移動，如圖所示。傳動機構(gòu)設(shè)于車廂內(nèi)側(cè)車門的頂部，裝有導(dǎo)輪的門頁可在導(dǎo)軌上移動，傳動機構(gòu)的鋼絲繩或齒形帶與門頁連接，氣缸或電動機驅(qū)動傳動機構(gòu)，從而使鋼絲繩或齒形帶帶動門頁移動。內(nèi)藏嵌入式滑動移門13（2）外掛式滑動移門外掛式滑動移門簡稱外掛門，與上述內(nèi)藏嵌入式滑動移門的驅(qū)動結(jié)構(gòu)和工作原理相同，主要區(qū)別在于開關(guān)門時，門頁和懸掛機構(gòu)始終位于側(cè)墻的外側(cè)，如圖所示。外掛式滑動移門14（3）塞拉門塞拉門借助車門上端的傳動機構(gòu)和導(dǎo)軌，啟動狀態(tài)時，門頁貼靠在側(cè)墻外側(cè)，關(guān)閉狀態(tài)時，門頁外表面與車體外墻成一平面，如圖所示。這不僅使車輛外觀美觀，而且有利于在列車高速行駛時減小空氣阻力，車門不會因空氣旋流產(chǎn)生噪聲，也便于自動洗車裝置對車體進行清洗。塞拉門15（3）塞拉門塞拉門的機械工作原理分為三個步驟：1）平移移動。電動機軸轉(zhuǎn)動驅(qū)動齒輪轉(zhuǎn)動，齒輪帶動齒帶運動，齒帶的運動通過連接齒帶和門葉的連接件驅(qū)動門葉作平移運動。2）塞拉運動。傳動系統(tǒng)裝在伸縮導(dǎo)軌兩端，由電動機驅(qū)動車門門葉作塞拉運動。3）門的鎖閉?？刂茥U件塞拉運動達到驅(qū)動機構(gòu)的死點，桿件鎖定，使門鎖閉。16車門的形式、種類雖然各不相同，但實現(xiàn)功能卻大同小異。三種類型車門的性能對比見下表。171819三、車門編號的確認(rèn)為便于識別、車門定位、檢修、客室車廂設(shè)備定位及乘客遺落物品的找尋，城市軌道交通車輛的每個客室側(cè)門均有編號，雖然不同地鐵線路車輛車門編號具有差異性，但均按照相應(yīng)的規(guī)則進行編號。1．客室車門編號的規(guī)則門頁的編號：自1位端到2位端，沿著每輛車的左側(cè)為由小到大的連續(xù)奇數(shù)；右側(cè)為由小到大的連續(xù)偶數(shù)。車門的編號則由該車門兩個門頁的號碼合并而成：自1位端到2位端，左側(cè)車門的編號由兩門頁的連續(xù)奇數(shù)組成，右側(cè)車門的編號由兩門頁的連續(xù)偶數(shù)組成。20一組列車的車門編號212．識別客室車門編號的方法當(dāng)車門出現(xiàn)故障，站務(wù)人員需要協(xié)助司機處理時，首先必須準(zhǔn)確找到并確認(rèn)故障門的位置。（1）登上列車前（車外）在滑動門右側(cè)立柱上方貼有車門、安全門編號，或者通過車身外部印刷的編號進行確認(rèn)。（2）登上列車后（車內(nèi)）1）乘客報警器下方印刷有車廂編號和車門編號。2）每個門旁扶手上方印刷有車門編號。3）車廂內(nèi)連接處印刷有車廂編號。車門的結(jié)構(gòu)第二節(jié)2223一、車門的基本組成不同類型的車門，其組成略有不同，但都包括車門懸掛導(dǎo)向裝置、車門驅(qū)動裝置、左右門葉、內(nèi)部緊急解鎖裝置、乘務(wù)員鑰匙開關(guān)（或稱為外部緊急解鎖開關(guān)、緊急入口裝置）、一套安裝在車體上的密封型材（上、左和右）等機械部件，以及電子門控單元、電氣連接部件、各類行程開關(guān)、指示燈等電氣或氣動部件。24客室車門的組成25二、車門的子系統(tǒng)部件

1．車門懸掛導(dǎo)向裝置車門懸掛導(dǎo)向裝置主要由橫向?qū)е?、縱向?qū)е皵y門架組成，導(dǎo)向裝置由上滑道和下滑道組成。車門懸掛導(dǎo)向裝置262．驅(qū)動裝置門的運動由一個帶減速器的電動機驅(qū)動絲桿（對于雙頁門，絲桿一半是右旋的，一半是左旋的）來實現(xiàn)。螺母與門扇相連，門扇通過攜門架實現(xiàn)運動。驅(qū)動裝置273．鎖閉裝置車門系統(tǒng)的鎖閉原理是制動器允許電動機雙向自由旋轉(zhuǎn)，而限制絲桿往開門方向旋轉(zhuǎn)。電動機安裝在制動器的主動軸端，絲桿安裝在制動器的從動軸端。門系統(tǒng)正常工作時，電動機帶動絲桿雙向自由旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)門系統(tǒng)的自動開關(guān)。284．內(nèi)部緊急解鎖裝置為了能夠在緊急情況下解鎖并打開車門，在車門內(nèi)側(cè)墻上裝有一把緊急手柄。操作該手柄，將會啟動緊急解鎖開關(guān)，并發(fā)出“緊急操作”信號，通過牽拉繩索，門鎖被釋放。如果此時車輛門釋放列車線有效，可以手動開門；如果車輛門釋放列車線無效，電動機將在關(guān)門方向上施加一個力，阻止門被打開。緊急手柄可復(fù)位，復(fù)位后，門的開關(guān)回到正常操作狀態(tài)。內(nèi)部緊急解鎖裝置295．外部緊急解鎖裝置每節(jié)車廂每側(cè)面各設(shè)置一個外部緊急解鎖裝置，用方孔鑰匙操作。該裝置被激活后，其功能與內(nèi)部緊急解鎖裝置相同。外部緊急解鎖裝置306．門隔離裝置車門的右側(cè)門柱上（從內(nèi)往外看）裝有門隔離裝置，實現(xiàn)門的機械隔離。在門出現(xiàn)故障不能進行正常服務(wù)時，可以手動將門移至關(guān)閉且鎖緊的位置，用乘務(wù)員鑰匙實現(xiàn)隔離。門隔離裝置317．門頁門頁為鋁蜂窩復(fù)合結(jié)構(gòu)，具有鋁框架、鋁蒙板和鋁蜂窩芯，采用熱固化工藝制作。門頁內(nèi)表面是平的。窗玻璃黏結(jié)到門頁上并與門頁的外表面平齊。門頁周邊裝有膠條，實現(xiàn)門的周邊密封。門頁328．電子門控單元電子門控單元（EDCU）包括門系統(tǒng)操作指示單元、電子門控單元、電源模塊、接線端子及連接線束等。為了維護方便，電子門控單元還設(shè)有一個RS232接口，用于實現(xiàn)計算機到電子門控單元的局部連接。車門的控制第三節(jié)3334一、車門的工作原理下面以塞拉門為例，介紹車門的工作原理。當(dāng)車門完全關(guān)閉時，門頁與車輛的外表面平齊。開門時，塞拉電動機帶動機構(gòu)解鎖并使門系統(tǒng)90°方向塞出后，驅(qū)動裝置帶動門頁平行于車體側(cè)面滑動到完全打開位置。關(guān)門時，驅(qū)動裝置帶動門頁平行于車體側(cè)面反向滑動至關(guān)門位置后，塞拉電動機帶動門系統(tǒng)90°方向塞入并實現(xiàn)過死點鎖閉。35塞拉門工作原理36二、車門的電氣控制原理電子門控單元是車輛電氣部分和車門機械操縱機構(gòu)之間的接口，它對車門的控制由可編程序控制器實現(xiàn)。當(dāng)零速信號有開門使能信號時，電子門控單元接收到開門指令后，將控制車門電動機朝開門方向動作，并將車門的相關(guān)狀態(tài)傳送給列車控制及診斷系統(tǒng)。關(guān)門是一個相反的過程。同時，車門具有零速保護和安全聯(lián)鎖電路，開、關(guān)門有報警裝置、障礙物監(jiān)測等安全保護措施。37車門電氣控制原理381．開、關(guān)門整個車門系統(tǒng)的運動是由電子門控單元控制車門電動機驅(qū)動的。車門電動機通過傳動系統(tǒng)驅(qū)動絲桿或螺母運動，絲桿上的螺母通過鉸鏈與門頁相連，驅(qū)動門頁開、關(guān)。通常開、關(guān)門是通過安裝在司機室內(nèi)的開、關(guān)門按鈕來實現(xiàn)的。開、關(guān)門按鈕安裝在司機室內(nèi)，每側(cè)設(shè)有一套。當(dāng)司機用主控鑰匙啟動駕駛臺時，開關(guān)得電。當(dāng)所有車門被關(guān)閉和鎖閉時，關(guān)門按鈕燈亮，如果有任何門保持在打開狀態(tài)，所有關(guān)門按鈕燈都不會亮。這樣是為司機提供了車門的狀態(tài)指示。司機通過每側(cè)的開、關(guān)按鈕操縱車門，每側(cè)都有單獨的電路。391．開、關(guān)門車門既可以在自動駕駛模式下自動打開，也可以由司機進行開、關(guān)。門的開啟和關(guān)閉狀態(tài)是由門釋放列車線（零速列車線）、開門列車線、關(guān)門列車線決定的，在門的整個關(guān)閉過程中內(nèi)/外側(cè)車門指示燈閃爍。只有門釋放列車線有效才有可能打開門。在這種情況下，內(nèi)部安全繼電器（位于電子門控器中）直接由此信號（硬連線）激活。安全繼電器的電流消耗約為10mA。激活的安全繼電器將接通電動機電源的接線，從而使軟件在開門方向上驅(qū)動門機構(gòu)。門釋放列車線無效時，開啟的門將立即開始關(guān)閉。門釋放列車線有效是開門的前提條件，可以由自動控制（ATC）系統(tǒng)自動給出，也可通過按相應(yīng)側(cè)的強制開門按鈕給出。40車門狀態(tài)的邏輯關(guān)系見表3-2。其中“1”表示有效，“0”表示無效，“*”表示0或1。車門狀態(tài)邏輯關(guān)系412．零速度保護車速為零時，車門控制器得到“零速”信號后開門功能才能起作用。當(dāng)列車速度大于零，車門仍然處于開啟狀態(tài)時，將啟動自動關(guān)門功能。423．安全聯(lián)鎖電路（安全回路）鎖閉開關(guān)檢測到車門完全關(guān)閉后，常開觸點閉合，同一節(jié)車同側(cè)所有車門的鎖閉開關(guān)常開觸點串聯(lián)，形成關(guān)門安全聯(lián)鎖電路。一輛列車的關(guān)門安全聯(lián)鎖電路形成環(huán)路，所有車門都關(guān)好后，司機室內(nèi)“門已鎖閉”指示燈亮，列車方可啟動。列車左、右側(cè)安全聯(lián)鎖電路完全隔離，無共用元件。由于車門的狀態(tài)關(guān)系到乘客及運營安全，為確保列車運行過程中車門正確鎖閉，只要檢測到某個車門沒有正確鎖閉，列車將無法啟動；在運行過程中，如果有乘客將緊急解鎖手柄拉下，安全回路斷開，列車將觸發(fā)緊急制動并停車。434．障礙物檢測功能如果關(guān)門時碰到障礙物，最大關(guān)門力最多持續(xù)0.5s，然后車門可以打開一段距離，再重新關(guān)閉；或保持這個位置進行一段時間的調(diào)節(jié)，再完全關(guān)上。如果障礙物一直存在，經(jīng)過幾次探測后，門將處于打開狀態(tài)。障礙物探測的次數(shù)與障礙物的大小可以通過電子門控單元進行設(shè)定。445．門隔離司機可使用方孔鑰匙觸動隔離開關(guān)，使車門處于關(guān)閉和鎖緊位置。隔離開關(guān)的NC觸點向電子門控單元發(fā)出一個信號，隔離開關(guān)的NO觸點優(yōu)先于安全互鎖回路。此時，門已被機械鎖住，不能操作被隔離門上的緊急解鎖裝置。45三、車門控制的操作方式1．緊急疏散門的操作方法地鐵車輛緊急疏散門主要由門扇、鉸鏈部分、折疊坡道、開門機構(gòu)和防護裝置等組成。門扇通過鉸鏈和空氣彈簧與車體連接，門扇上帶有玻璃視窗，門扇內(nèi)部為密封框架，通過雙層密封達到隔音隔熱、防水滲漏等要求。坡道安裝在主副司機臺之間，坡道折疊后的高度為1020mm，不影響門扇上方的玻璃視窗。坡道上設(shè)有防護罩，不僅能保證司機室美觀，其阻尼裝置還可以緩沖展開時的重力沖擊。坡道必須在解鎖的狀態(tài)下才能被展開，保證列車在運行過程中遇到緊急制動時，坡道不會展開。46緊急疏散門結(jié)構(gòu)（展開狀態(tài)）1——鉸鏈；2——空氣彈簧；3——門扇；4——門鎖；5——密封框架；6——折疊坡道；7——防護罩；8——承載機構(gòu)；47緊急疏散門操作簡單，開啟、閉合是完全手工操作，整個門機構(gòu)無須外部電氣動力即可完成展開，種類和形式可根據(jù)實際情況選擇。緊急疏散門的種類和形式見下表。48緊急疏散門系統(tǒng)開門過程只需要以下三步：利用三角鑰匙將緊急疏散門鎖閉裝置打到釋放準(zhǔn)備位置；推動緊急疏散門上的門鎖，門扇必須推動到約20°時再松開把手，如提前松開把手，門扇有可能往回運動；及時松開把手，釋放緊急疏散梯，扣住緊急疏散梯上的四個安全扣件，進行乘客緊急疏散。車上的乘客疏散完畢后，需有司機或站務(wù)人員配合收回緊急疏散梯。492．車門緊急解鎖功能（內(nèi)部）每套車門在客室內(nèi)均設(shè)有車門緊急解鎖裝置，在緊急情況下可由乘務(wù)人員或站務(wù)人員通過專用三角鑰匙進行解鎖操作，如圖3-17所示。緊急