覃海春

（廈門軌道交通集團(tuán)有限公司運(yùn)營(yíng)分公司，福建 廈門 361021）

0 引言

作為城市軌道交通車輛重要部件的客室車門在車輛的運(yùn)營(yíng)中扮演著重要的角色，車輛客室車門結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、安裝形式、運(yùn)營(yíng)維護(hù)等都將直接影響著城市軌道交通車輛在正線上運(yùn)行的安全可靠性。因此車門的重要地位也是其他任何系統(tǒng)所不能取代的[1]。

1 客室車門分類

1.1 按動(dòng)力形式分為電動(dòng)門和氣動(dòng)門

電動(dòng)門是由電氣控制電動(dòng)機(jī)，再通過(guò)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)裝置完成車門開關(guān)動(dòng)作的各種門。氣動(dòng)門是由壓縮空氣驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)風(fēng)缸，再通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)完成車門開關(guān)動(dòng)作的各種門。

1.2 按開啟方式分：外掛門、內(nèi)藏門、塞拉門、微動(dòng)塞拉門

外掛門的門體懸掛于車體外側(cè)，與車體形成凹凸外表面。內(nèi)藏嵌入式側(cè)移門簡(jiǎn)稱為內(nèi)藏門，在車門打開時(shí)，門體隱藏于車體結(jié)構(gòu)內(nèi)。塞拉門的門扇在車門打開時(shí)貼靠在車體外側(cè)，在車門關(guān)閉時(shí)，門扇與車體平齊。微動(dòng)塞拉門兼有塞拉門與外掛門的主要特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)門扇與車體門框平面的緊密貼合，確保車門具有良好的密封性能。目前國(guó)內(nèi)地鐵公司多采用塞拉門和微動(dòng)塞拉門[2]。

1.3 按傳動(dòng)方式分

車門的傳動(dòng)方式分為齒帶傳動(dòng)和螺桿傳動(dòng)。

2 客室車門主要功能

開/關(guān)門功能、障礙物探測(cè)重開門功能、開/關(guān)車門的二次緩沖功能、隔離故障車門功能、車內(nèi)緊急解鎖功能、車外緊急開門功能、自診斷功能、故障指示和記錄功能、通過(guò)PTU讀出記錄數(shù)據(jù)功能、零速保護(hù)功能。

3 客室車門主要技術(shù)參數(shù)

車門數(shù)量：每輛車每側(cè)4對(duì)門扇

凈開寬度：≥1300mm

凈開高度：≥1860mm

供電電壓：DC110V（波動(dòng)范圍：77～137.5V）

開門時(shí)間：3．0±0.5 s（可調(diào)節(jié)）

關(guān)門時(shí)間：3．0±0.5 s（可調(diào)節(jié)）

開、關(guān)門延時(shí)時(shí)間：0～3.0s（可調(diào)節(jié)）

車門關(guān)緊力：≤150N

探測(cè)最小障礙物：25×60mm

車門隔聲量為：≥31dB（A）

隔熱性能：＜5W/m2K

4 客室車門比較

4.1 按開啟方式的比較

4.1.1 門扇重量?jī)?nèi)藏門、外掛門、微動(dòng)塞拉門門扇重量均差不多，塞拉門重量最重達(dá)180kg。

4.1.2 門機(jī)構(gòu)橫截面內(nèi)藏門、外掛門、微動(dòng)塞拉門機(jī)構(gòu)橫截面均差不多，塞拉門機(jī)構(gòu)橫截面最大達(dá)325*230mm。

4.1.3 占用車外空間

內(nèi)藏門不占用；外掛門和塞拉門在開啟時(shí)占用車外空間，門扇外表面距車體表面約56mm；微動(dòng)塞拉門在開啟時(shí)占用車外空間，外表面距車體表面約44mm，在關(guān)閉時(shí)門扇外表面距車體表面約32mm。

4.1.4 密封性、隔熱、隔音

內(nèi)藏門和外掛門的密封性、隔熱、隔音效果相對(duì)差，塞拉門和微動(dòng)塞拉門的密封性、隔熱、隔音效果良好。

4.1.5 維護(hù)性

內(nèi)藏門結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，零部件較少，零件的可接近性較好，門扇在車體的內(nèi)部，不便于拆卸、調(diào)試；外掛門和微動(dòng)塞拉門結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，零部件較少，零件的可接近性較好，門扇在車體的外部，便于拆卸、調(diào)試，可維護(hù)性較好；塞拉門結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零部件較多，零件的可接近性較差[3]。

4.1.6 安裝方式

內(nèi)藏門、塞拉門、微動(dòng)塞拉門所有機(jī)構(gòu)安裝在車體內(nèi)部；外掛門門板承載導(dǎo)向裝置安裝在車體外部，傳動(dòng)裝置安裝在車體內(nèi)部。

4.1.7 運(yùn)營(yíng)應(yīng)用

內(nèi)藏門可靠性較好，但由于下導(dǎo)軌采用凹凸槽式結(jié)構(gòu)，容易卡入異物，密閉性差，乘車舒適度不佳；外掛門可靠性較好，由于下導(dǎo)軌采用凹凸槽式結(jié)構(gòu)，易卡入異物，密閉性差，乘車舒適度差；塞拉門乘車舒適度較好，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可靠性相對(duì)較低；微動(dòng)塞拉門可靠性較好，由于采用較小的塞拉導(dǎo)入角度，有效解決了“關(guān)門難”的問(wèn)題，乘車舒適度較好。

4.1.8 綜合優(yōu)點(diǎn)

內(nèi)藏門結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，故障率較低，全壽命周期費(fèi)用低；外掛門結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占用車體內(nèi)部空間相當(dāng)較少，便于檢修和安裝調(diào)試；塞拉門密封好，乘車舒適度較好，門扇與車體外表面平齊，車輛外形美觀，便于洗車；微動(dòng)塞拉門結(jié)構(gòu)相當(dāng)簡(jiǎn)單，密封好，乘車舒適度俱佳，便于檢修和安裝調(diào)試，可靠性高，與外掛門相比，占用車體外部空間小[4]。

4.1.9 綜合缺點(diǎn)

內(nèi)藏門密封差，門機(jī)構(gòu)占用車內(nèi)空間較大，門扇維護(hù)性差，由于門扇等裝置在車體側(cè)墻內(nèi)，維護(hù)檢修不方便；外掛門密封性差，外部機(jī)構(gòu)需定期清潔和維護(hù)；塞拉門結(jié)構(gòu)復(fù)雜，門機(jī)構(gòu)占用車內(nèi)空間較大，全壽命周期費(fèi)用高；微動(dòng)塞拉門外部結(jié)構(gòu)需要定期清潔維護(hù)，成本較高。

4.2 按傳動(dòng)方式比較

4.2.1 帶傳動(dòng)

優(yōu)點(diǎn)：傳動(dòng)平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、使用維護(hù)方便、有良好的撓性和彈性、過(guò)載打滑。

缺點(diǎn)：傳動(dòng)比不準(zhǔn)確、帶壽命低、軸上載荷較大、傳動(dòng)裝置外部尺寸大、效率低。

4.2.2 螺旋傳動(dòng)

優(yōu)點(diǎn)：小轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生較大的軸向推力，最重要的是能自鎖。

缺點(diǎn)：加工精度高，工作速度差，磨損大，壽命短，還可能出現(xiàn)爬行等現(xiàn)象。

4.3 電動(dòng)塞拉門和微動(dòng)塞拉門方案比較

微動(dòng)塞拉門是在外掛移門的基礎(chǔ)上增加了12mm的微小塞拉動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)了門扇周邊密封膠條與車體門框平面的緊密貼合。該門系統(tǒng)在安裝方式、結(jié)構(gòu)、空間和尺寸等方面與外掛門基本相同。微動(dòng)塞拉門具有外掛門的所有優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)密封性能優(yōu)于外掛門，有取代外掛門的趨勢(shì)。因此以下以微動(dòng)塞拉門為例與電動(dòng)塞拉門進(jìn)行比較。

4.3.1 微動(dòng)塞拉門

微動(dòng)塞拉門的結(jié)構(gòu)由承載導(dǎo)向裝置、門扇和下導(dǎo)向裝置依次連接組成，承載導(dǎo)向裝置包括承載導(dǎo)軌、承載輪、導(dǎo)向滑道、承載小車、擺臂、擺臂軸、攜門架和導(dǎo)向輪，它們組成平行四連桿機(jī)構(gòu)；平行四連桿機(jī)構(gòu)中的攜門架與導(dǎo)向輪相連接，承載小車與承載輪相連接，攜門架、擺臂、擺臂軸和承載小車依次相連接，導(dǎo)向輪和導(dǎo)向滑道相連接，承載輪和承載導(dǎo)軌相接。

4.3.2 電動(dòng)塞拉門

電動(dòng)塞拉門在開閉時(shí)有塞拉動(dòng)作，即同時(shí)進(jìn)行直線和外擺的復(fù)合運(yùn)動(dòng)，一般向外完成52～56mm的塞拉動(dòng)作。在關(guān)閉時(shí)，門扇周邊密封膠條與車體門框平面緊密貼合，門扇與車體外表面平齊，整體外觀效果美觀，車門具有良好的密封性能，提高了整車的舒適度。該門系統(tǒng)的上軌道、驅(qū)動(dòng)、懸掛等部件能被整合成整體的門驅(qū)機(jī)構(gòu)，安裝在車內(nèi)門洞正上方。門洞周邊安裝有平衡輪、滾輪擺臂及下?lián)蹁N等附件來(lái)平衡調(diào)整門扇的安裝和運(yùn)動(dòng)位置[5]。

電動(dòng)塞拉門系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)均集成在門驅(qū)系統(tǒng)中，門扇通過(guò)攜門架與門驅(qū)系統(tǒng)相連，攜門架上有滾輪在上導(dǎo)軌中運(yùn)動(dòng)，上軌道的軌跡決定門扇上部的運(yùn)動(dòng)軌跡。門扇下部有下導(dǎo)軌，通過(guò)與滾輪擺臂的嚙合確保完成門扇下部的直線運(yùn)動(dòng)和外擺運(yùn)動(dòng)軌跡。

4.3.3 門控系統(tǒng)

兩種門的門控系統(tǒng)完全相同。

4.3.4 主要性能參數(shù)區(qū)別

下表從使用角度對(duì)微動(dòng)塞拉門和電動(dòng)塞拉門進(jìn)行比較。

表1 基于使用角度的微動(dòng)塞拉門和電動(dòng)塞拉門比較分析表

4.4 客室車門應(yīng)用情況

表2 客室車門運(yùn)用情況分析表

5 結(jié)語(yǔ)

從國(guó)內(nèi)地鐵門系統(tǒng)的應(yīng)用情況看，當(dāng)今地鐵公司對(duì)門系統(tǒng)可靠性要求很高，且由于營(yíng)運(yùn)時(shí)客流量超大，一般會(huì)采用聲學(xué)性能差、不節(jié)能的微動(dòng)塞拉門。如果在營(yíng)運(yùn)時(shí)客流量一般（最多AW3左右），為追求車輛的美觀性，滿足節(jié)能環(huán)保要求，地鐵公司一般會(huì)采用電動(dòng)塞拉門。在AW3以下的客流量時(shí)，電動(dòng)塞拉門可靠性同外掛門相當(dāng)，在客流量超大時(shí)，電動(dòng)塞拉門可靠性略有下降。但電動(dòng)塞拉門具有結(jié)構(gòu)成熟可靠、隔聲性能優(yōu)良、外表美觀、車輛運(yùn)行阻力小、車內(nèi)面積大以及可承載旅客多的特點(diǎn)，而且該系統(tǒng)受周邊灰塵、濕度和溫度的影響較小，還有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、維護(hù)性好、工藝簡(jiǎn)單、使用壽命長(zhǎng)和維護(hù)費(fèi)用低等特點(diǎn)。