地铁车辆门系统行程开关异常动作原因分析

蒲晨亮, 武 莹, 蒲天昊, 董 俊

(西安市地下铁道有限责任公司 运营分公司， 陕西西安 710016)



地铁车辆门系统行程开关异常动作原因分析

蒲晨亮, 武 莹, 蒲天昊, 董 俊

(西安市地下铁道有限责任公司 运营分公司， 陕西西安 710016)

介绍西安地铁2号线车辆门系统行程开关的功能，通过对影响行程开关触发条件的分析，结合运营过程中发生的典型故障，阐述导致行程开关异常动作的故障原因，并对相关故障提出相应的预防措施及整改方案。

西安地铁； 门系统； 行程开关； 触发条件

西安地铁2号线车辆车门系统采用双扇电控电动齿带传动内藏门。车门系统主要组成包括门板总成和驱动机构组成。驱动机构组成包括机械控制及电气控制两部分，机械控制部分由安装底板组成、门扇吊挂部件、传动装置、锁闭解锁装置等部件组成；电气控制部分由门控器、驱动电机及实现自动门功能的其他附件构成。在安装底板上，安装有5个行程开关，将门系统的机械动作转变为电信号，实时传递给门控器。

在门关闭过程中，位于左、右侧门吊板组成之上的锁闭撞轴进入锁钩中，锁钩通过复位气缸内部的弹簧可以使之自动复位，同时门到位行程开关以及锁到位行程开关被触发，提供门系统锁闭到位信号。电动开门时，通过对电磁铁组成的控制，电磁铁得电吸合，使锁钩转动从而释放出锁闭撞轴，在驱动电机旋转和齿带的直线运动下，带动左右吊板和门扇运动，实现车门打开，同时引起门到位行程开关以及锁到位行程开关动作，提供门系统开门到位信号。在特殊情况下，通过操作紧急解锁装置和隔离装置可以实现车门的紧急解锁和隔离，同时触发紧急解锁行程开关和隔离锁行程开关，提供车门紧急解锁信号和隔离信号。

1 门系统行程开关介绍

1.1 门行程开关安装

西安地铁2号线单个门安装底板上安装有5个行程开关，分别为：

S1：锁到位行程开关。如图1所示，S1行程开关为单联行程开关，有两对触点，一对为动断触点，为门控器提供中央锁动作信号；一对为动合触点，提供门关好信号。行程开关的摆臂滚轮与中央锁顶部接触，在开关门时，门控器控制电磁铁动作，电磁铁拉动中央锁钩转动，触发行程开关动作。

S2、S3：左,右门到位行程开关。如图2所示，S2,S3

图1 S1行程开关安装标准

图2 S2、S3行程开关安装标准

行程开关为单联行程开关，有2对触点，一对为动断触点，为门控器提供门到位信号；一对为动合触点，提供门关好信号。行程开关的摆臂滚轮与安装在左右门吊板上的行程开关碰片接触，当门处于关好状态时，行程开关碰片触发行程开关。

S4：隔离锁行程开关，有4对触点，一对动断触点为门控器提供门隔离信号；两对动合触点，分别提供门关好信号和为隔离指示灯提供110 V电源。隔离锁行程开关只有在手动旋转隔离锁凸轮后才能被触发。

S5：紧急解锁行程开关，有4对触点，一对动断触点为门控器提供门紧急解锁信号；两对动合触点，分别提供门关好信号和为紧急解锁指示灯提供110 V电源。紧急解锁行程开关在进行紧急解锁操作后，由紧急解锁拨片触发。

1.2 门关好线连接方式

为保证乘客安全，在牵引回路中，串接一个门关好继电器常开触点。在列车各门之间，门关好线通过串联方式连接，只有在所有车门关到位的情况下，门关好继电器得电，常开触点闭合，列车才能发出牵引指令。单个车门门关好线连接方式如图3所示，在车门关到位，S1、S2、S3行程开关被触发，动合触点闭合，且没有紧急解锁的情况下，单个门门关好线才能导通。在单个车门故障时，通过操作隔离锁装置，触发S4行程开关，同样可以使门关好线导通，防止因单门故障影响运营。

图3 单个车门门关好线连接方式

2 行程开关异常动作的原因

2.1 行程开关自身故障，不能给门控器提供稳定的门状态信号

(1)行程开关制造工艺达不到设计要求，开关触点接触不彻底，接触面积小，导致触点高温打火，行程开关有拉弧现象或烧毁触点，影响行程开关的使用寿命和导电能力。

(2)维护保养不当，行程开关触点污染或腐蚀，影响行程开关导电性能。

(3)安装紧固力过大，行程开关轻微变形或破裂，导致行程开关卡滞，下摆臂折损。

(4)安装设计缺陷。西安地铁二号线门系统行程开关安装支架只能使行程开关左右移动，不能上下移动。如图1～图2所示，行程开关的安装要求为开关触点圆柱面与碰片顶部之间有1.5～2.5 mm的空行程，但在实际检修中发现，行程开关触发后间隙达不到安装要求，造成行程开关复位弹簧疲劳失效。

(5)维修其他设备时损坏行程开关。从门系统故障统计分析，承载轮故障最高，在更换承载轮时，要将门吊板拆下，因此需对行程开关进行防护。但由于作业不熟练或防护不到位，常常造成行程开关摆臂折断损坏。

2.2 电磁铁组成故障

如图4所示，开门时，门控器控制电磁铁动作，电磁铁拉动中央锁钩旋转，锁钩释放锁闭撞轴，同时触发锁到位行程开关，开关动断触点将开门信号传送给门控器。电磁铁组成故障时，电磁铁无法拉动中央锁钩，行程开关无法将开门信号传递给门控器，此时车门报3 s不释放故障。

(1)电磁铁故障。门控器对电磁铁输出正常，但电磁铁内部线圈损坏，无法动作。

(2)电磁铁内部或拉杆上有油污等杂质，导致电磁铁动作不灵活，行程开关触发异常。

(3)电磁铁与中央锁钩连接处开口销断裂，销轴从锁钩球关节处脱出，电磁铁无法带动中央锁旋转。此故障已多次发生，其原因如下：

①设计缺陷，开口销安装处无垫片。当开口销连接处球关节转动时，开口销两端受力不平衡，受剪切力的作用。

②开口销规格小，易断裂。

图4 中央锁闭机构

2.3 复位气缸组成故障

如图4所示，在门关闭过程中，4个位于门吊板之上的锁闭撞轴进入锁钩中，锁钩通过复位气缸内部的弹簧可以使之自动复位，门系统以这种方式被锁闭。同时S1、S2、S3行程开关的动开触点同时将门关到位信号传递给门控器。当复位气缸故障时，锁钩不能落下，S1行程开关不能被触发，无法将门关到位信号传递给门控器，根据程序设计，车门将自动进行3次防夹开关门，最后车门处于打开至200 mm状态，门控器报车门3次以上检测到障碍物故障。导致复位气缸组成动作异常的原因如下：

(1)复位气缸故障

①复位气缸内部复位弹簧失效，复位力不足。

②复位气缸内部或复位气杆附着油污等杂质，造成气缸内部卡滞，阻碍复位气杆弹出。

(2)复位气缸安装支座断裂

①车门复位气缸行程不足，内部弹簧没有压缩余量。车辆在开门时气缸内部弹簧被压缩到极限，使冲击力直接传递到复位气缸后端部，对复位气缸安装支座产生刚性冲击力。

②支座设计缺陷。如图5所示，支座根部为直角过度，导致支座根部应力集中，容易断裂；此外，安装底板与复位气缸安装支座之间无垫片，由于底板安装面不平整，安装紧固后支座受到轴向力的作用。同时，支座横截面偏小，不能把冲击力有效的分散到安装底板的四周面上。

③复位气缸与中央锁连接处开口销断裂，销轴从锁钩球关节处脱出，复位气缸无法带动锁钩旋转。

图5 复位气缸支座改造前后对比

2.4 门系统下导轨中夹有异物

此故障在正线已发生多次，主要原因是客流量大，乘客不小心将物品掉落到下导轨中。西安地铁门系统防夹功能最小检测障碍物大小为25 mm×60 mm(宽×高)，按照下导轨中所夹异物的大小，导致的故障主要有以下两种：

(1)当下导轨中障碍物尺寸大于25 mm×60 mm时，车门将自动进行3次防夹开关门，最后车门处于打开至200 mm状态，由于S2,S3行程开关没有被触发，动开触点没有断开，不能将门关到位信号传递给门控器，门控器报车门3次以上检测到障碍物故障。

(2)当下导轨中障碍物尺寸小于25 mm×60 mm时，车门将正常关闭，但由于下导轨中夹有物体，导致门缝间隙过大，中央锁钩与锁闭撞轴间隙过小，开门时锁钩无法抬起释放锁闭撞轴。同时，S1行程开关动开触点无法闭合，不能给门控器提供中央锁动作信号，门控器报3 s不释放故障。

3 行程开关异常动作的应对措施

3.1 行程开关故障的处理方法

(1)在各级修程中，对外观破损、复位弹簧失效、触点腐蚀或内部有拉弧痕迹的行程开关，直接进行更换，在安装时，注意力矩校核。

(2)对外观正常，出现卡滞或复位力不足的行程开关，进行清洁，并将紧固螺钉松开，对安装力矩进行重新校核。

(3)针对行程开关无法上下调整，紧固螺钉扭矩不易控制的问题。在2号线增购车上，修改开关支架结构，方便开关上下调整；紧固螺钉由标准件改为机加工件，结构为台阶螺钉，如图6所示。

图6 改造后的行程开关支架及螺钉

3.2 电磁铁组成故障的处理方法

(1)在检修作业时，对电磁铁拉杆表面的油污杂质进行清洁；对门控器输出正常，电磁铁失效的，直接进行更换。

(2)针对中央锁闭机构连接处开口销易断裂的问题，在2号线增购车上，增大开口销规格，由φ1.6×12 mm改为φ2.0×14 mm，同时增加垫片。并对现有车的开口销故障进行跟踪，根据故障情况进行整改。

3.3 复位气缸组成故障的处理方法

(1)如图5所示，对复位气缸支座杆进行改造，其尺寸由原有的8 mm增加到14 mm；在气缸支座根部与安装底板之间增加1个3 mm金属平垫，使支座受到复位气缸的径向弹性作用力时，能够把冲击力均匀地分散在平垫周围；安装支座杆根部由直角过度变为圆角过度，避免支座根部应力集中。

(2)如图7所示，气缸行程由10 mm改为15 mm，增加调节余量，保证锁钩抬起时复位气缸内部仍然有空行程，不会对气缸支座造成刚性冲击。

当正线列车发生3 s不释放和车门3次以上检测到障碍物故障，车门无法正常打开或关闭时，首先检查车门下导轨中是否夹有异物，避免不必要的下线。

图7 增加气缸行程

4 结束语

车门系统结构复杂，使用频率高，在列车运行过程中，受外界干扰大。从目前运营和维修情况分析，相对

于车辆其他系统，故障率较高。通过对影响行程开关异常动作的典型故障进行梳理，系统的分析故障原因和掌握故障规律，提高作业人员对门系统相关设备故障的判断和维修处理能力。同时，通过备件消耗量的统计和维修经验的积累，为各级修程及普查作业提供数据支撑，为进一步的技术改造积累经验。

[1] 罗映红．电工技术[M]．北京：中国电力出版社，2010．

[2] 濮良贵,纪名刚．机械设计[M]．北京：高等教育出版社，2006．

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更 正

2015年第2期，第102页“高速动车组牵引电机轴承电蚀及对策

相阿峰， 郭秀违”

更改为： “高速动车组牵引电机轴承电蚀及对策

相阿峰， 郭秀文”

Cause Analysis of Travel Switch Abnormal Action of Metro Vehicle Door System

PUChenliang,WUYing,PUTianhao,DONGJun

(Operating Company, Xi'an Metro Operation Co., Ltd., Xi'an 710016 Shaanxi, China)

The function of vehicle door system's travel switch for Xi'an Metro Line 2 is introduction. Through analysis on the trigger condition of travel switch, combining with the typical faults occurred during operation, this paper explains the fault causes of travel switch abnormal action, and proposes the appropriate preventive measures and corrective solutions.

Xi'an metro; door system; travel switch; trigger condition

1008-7842 (2015) 03-0120-04

��)男，助理工程师(

2014-12-01)

U239.5

A

10.3969/j.issn.1008-7842.2015.03.29