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城市轨道交通车辆构造
城市轨道交通车辆构造
第四章 车门
课题一 车门的特点、类型及编号
一、城市轨道交通车辆车门的特点
根据城轨交通运载客流量大，乘客上下车频繁的特点，为了方便乘客，缩短乘客上下车时间，城轨车辆车门一般具有以下几个特点 ：
(1)有足够的有效宽度(1300mm-1400mm) ;
(2)均匀对称布置，以便站台乘客均匀分配，上下车方便迅速;
(3)要有足够数量的车门(A型车5对，B型车4对或3对);
(4)车门附近有足够的空间，缓和上下车的拥挤;
(5)能确保车辆运行安全和乘客的安全。
第四章 车门
目前国内外的车辆门系统的厂家包括：
德国BODE，
奥地利IFE，
日本Nabco、
法国Faiveley
南京康尼
这些厂家的车门技术代表了目前车门系统的最高技术 。
第四章 车门
课题一 车门的特点、类型及编号
二、城市轨道交通车辆车门的类型
1、按驱动方式不同分类
电控风动门：风动式车门由压缩空气驱动传动气缸，再通过机械传动系统和电气控制系统完成车门的开关动作。机械传动系统的作用是将传动气缸活塞杆的运动传递至车门，使车门动作。电气控制系统的作用是为了保证车门动作
电传动车门
电传动门以电气驱动车门由电动机，传动装置、控制器、闭锁装置和紧急开门装置组成。一种电气驱动装置为电机驱动，使齿带饶着齿带轮做旋转运动，同时带动左右门页做相反方向的运动实现。另一种电气驱动装置为电动机通过一根左右同步的丝杆和球形螺母驱动滚珠摆动导向件来实现。
广州地铁二号线车辆
第四章 车门
第四章 车门
2、按开启方式及结构形式的不同分类：
内藏嵌入式滑动移门：内藏嵌入式滑动移门简称内藏门，车辆开关门时，门叶在车辆侧墙的外墙板与内饰板之间的夹层内移动，传动机构设于车厢内侧车门的顶部，装有导轮的门叶可在导轨上移动，传动机构的钢丝绳、皮带或丝杠与门叶连接，气缸或电动机驱动传动机构，从而使钢丝绳或皮带带动门页动作。
第四章 车门
外挂式滑动移门
外挂式滑动门与上述内藏嵌入式滑动门的驱动结构和工作原理相同，主要区别在于开关门时，门页和悬挂机构始终位于侧墙的外侧
第四章 车门
塞拉门
塞拉门借助车门上端的传动机构和导轨，启动状态时，门页贴靠在侧墙外侧，关闭状态时，门页外表面与车体外墙成一平面，这不仅使车辆外观美观，而且有利于在列车高速行驶时减小空气阻力，车门不会因空气旋流产生噪声，也便于自动洗车装置对车体的清洗。
第四章 车门
车门的形式种类虽然各不相同，但实现功能却大同小异，性能参数也差不多。三种类型车门的性能对比如下：
序号 项目 外挂门 内藏门 塞拉门
1 气密性 密封比较简单，车门的密封部件直接暴露于气流中，而且车门与车体的密封只有一对密封条。 密封性能较外挂门好，主要是由于以下原因：
1.车门并不直接暴露于气流中。
2.从车体外到车厢内部有两组密封，因此气流不容易进入客室。 气密性好，但是容易过压。
2 关门时间 关门时间较短，实际关门时间的长短主要依赖于车门的净开度，通常≥2.5s。 和外挂门一样，关门时间较短，实际关门时间的长短主要依赖于车门的净开度，通常≥2.5s 关门时间较移动门时间长，由两个时间组成即关和塞的时间，通常来说至少比移动门长1s。
3 外观 车门位于车辆侧墙外侧。 门页藏于车辆侧墙的外墙与内护板之间的夹层内。 当门完全关好后与车体外墙成一平面。
4 车辆限界及对限界的影响 由于车门是悬挂于侧墙的外侧，为满足车辆限界要求，在一定的程度上减少了车体的宽度。然而车门之间有效空间是最大的。 由于藏于侧墙内，因此在一定的程度上减少了车辆内部的宽度，同时也会减少载客量。 车辆内部宽度最大，但是由于塞拉门有立柱，因此站立面积没有外挂门大。
第四章 车门
5 维修 结构简单，维修工作量和维修时间较少。可以快速更换门页，而且可以从外部进行维修。 结构简单，维修工作量和维修时间较少。门页更换较外挂门复杂，可以从车辆内部对车门进行维修和调整。 结构复杂，维修量较多，维修时间长。可以从车辆内部对车门进行调整和维护。
6 隔噪能力 隔噪能力主要取决于门页与车体得接口面。 隔噪能力较外挂门好。 由于塞拉门密封性能好，因此具有较好得隔噪能力。
7 关门过程中可能出现得问题 由于关门过程为直线运动，且关门时间较短，因此，关门受阻得可能性较小。 由于关门过程为直线运动，且关门时间较短，因此，关门受阻得可能性较小。 由于内部过压，最后一个门在关门得时候可能较难关上。门在塞得过程中也可能由于乘客堵在车门关闭得方向而受阻，尤其是在大客流得情况下。
8 开门过程中可能会遇到的
问题 开门时车门可能会碰到靠近列车得乘客从而进入障碍物探测状态。但如果站台安装了屏蔽门后不会出现这种问题。 如果门槛中有碎片或其他异物，可能在开门的时候会受阻塞。 开门时车门可能会碰到靠近列车得乘客从而进入障碍物探测状态。但如果站台安装了屏蔽门后不会出现这种问题。
第四章 车门
9 可靠性 外挂门和内藏门部件少，可靠性高。 外挂门和内藏门部件少，可靠性高。 部件数量多，而且机构的运动较复杂，因此可靠性较外挂门和内藏门低。
10 重量 较塞拉门轻。 较塞拉门轻。 较重（加上车体接口等重量要比外挂门或内藏门重约40～50kg/门）。
11 窗 与客室窗无干涉，窗户的宽度可以达到最大。 由于内藏门需要在侧墙内滑动，因此，客室窗的宽度将受到影响。 与客室窗无干涉，客室窗的宽度可以达到最大。
12 费用 较塞拉门低很多，和内藏门差不多。 较塞拉门低很多，和外挂门差不多。 较外挂门和内藏门造价高很多。
13 操作环境 适用于大客流环境，不适用于高速车辆。 适用于大客流环境，不适用于高速车辆。 不适用于大客流环境，适用于高速车辆（＞120～140km/h）。
14 国内外应用经验 广州地铁二号线、上海地铁一号线增购车、北京地铁 广州地铁一号线、上海地铁一、二号线 上海地铁三号线、深圳地铁一号线、广州地铁三四、五号线
第四章 车门
3、按用途不同分类
对城市轨道交通车辆而言，按照功能的不同，车门可分为客室侧门、驾驶室侧门、驾驶室端门和紧急疏散门四类 。
（1）驾驶室侧门
驾驶室侧门多采用一扇单叶车门，在驾驶驾驶室两侧墙上分别设置，驾驶室侧门由人工控制，没有气动或电动驱动装置，以供乘务人员上下车。城轨车辆驾驶室车门一般有内藏门、塞拉门及折页门三种类型。
第四章 车门
（2）驾驶室端门
驾驶室端门是在其后端墙中间设
有一个与客室相通的通道门，司机
可以由后端门进入客室车厢，并通
过客室车厢、后端门，进入另一端
驾驶室。在客室一侧没有开门把手
，但设置了紧急开门装置，正常情
况下不允许乘客开启，当乘客发现
危险性事故的特殊情况时，可以起
用紧急拉手，开启后端门。
第四章 车门
（3）客室端门
客室端门设置在两节车厢之间的贯通道位置，也称为列车贯通门，将列车按编组分成若干个独立空间，现代地铁列车基于列车容量、乘客在各车厢的均匀分布、突发事件疏散等因素的考虑，已经取消了客室端门。
（4）紧急疏散门
紧急疏散门设置在带驾驶室车厢的前端墙上，列车在隧道内运行时一旦发生火灾等危险事故时，司机可打开紧急疏散门，释放紧急疏散梯，引导乘客通过紧急疏散梯走向路基中央，然后向两端的车站疏散。
第四章 车门
第四章 车门
第四章 车门
课题一 车门的特点、类型及编号
三、车门的编号
为便于识别、车门定位、检修、客室车厢设备定位及乘客遗落物品的找寻 ，对车门进行编号
1、车门编号的规则
门页的编号：自1位端到2位端，沿着每辆车的左侧为由小到大的连续奇数；右侧为由小到大的连续偶数。车门的编号则由该车门两个门页的号码合并而成：自1位端到2位端，左侧车门的编号为两门页的连续奇数组成，右侧车门的编号为两门页的连续偶数组成。
第四章 车门
第四章 车门
2、确认客室车门编号的方法
当车门出现故障需要站务人员协助司机处理时，首先必须准确找到并确认故障门的位置。
登上列车前(车外):
在滑动门右侧立柱上方贴有车门、安全门编号，或者通过车身外部印刷的编号来确认
登上列车后(车内):
①乘客报警器下方印有车厢编号和车门编号；
②每个门旁扶手上方印有车门编号；
③车厢内连接处印有车厢编号。
第四章 车门
课题二 车门的子系统部件与结构
一、车门的机构
车门结构都包括车门悬挂及导向机构、车门驱动装置、左右门页、安全装置，车门密封装置等机械部件，以及电子门控单元，电气连接、负责监测的各类行程开关、指示灯等电气或气动部件等。
第四章 车门
1-顶吊架+侧吊架 2-承载驱动机构 3-左门扇 4-摆臂组件 5-嵌块 6-外操作装置
7- 外操作钢丝绳组件8-摆臂组件（右）9-隔离开关组件 10-右门扇 11-内操作装置 12-内操作钢丝绳组件 13-EDCU 14-标准件 15-各种调整垫片
第四章 车门
课题二 车门的子系统部件与结构
二、车门系统子部件
1、车门悬挂导向装置
车门的悬挂装置主要有横向导柱、纵向导柱及携门架组成，导向装置由上滑道和下滑道组成 。
第四章 车门
携门架通过滚珠直线轴承在长导柱上滑动。它将力从机构传送到门扇并且也把力从门页传送到机构。携门架通过螺钉牢牢地安装在门页上。所以携门架将门扇的所有重量和动力传送给纵向导柱。
在携门架与门板连接处，提供了一个偏心调节装置（偏心轮1），该装置用来调节门扇的“V”形。在携门架内部，还提供了一个偏心调节装置（偏心轮2），该装置用来调节门扇与车体之间的平行度。
第四章 车门
2、驱动装置
门的运动由一个带减速器的电机驱动丝杆（对于双页门，丝杆一半是右旋的，一半是左旋的）来实现。螺母与门扇相联，门扇通过携门架实现运动 。
1-电机 2- 丝杆 3-上导轨 4-携门架组件 5-传动螺母
6-横向导柱 7-纵向导柱
第四章 车门
3、锁闭装置
门系统的锁闭原理是制动器允许电机双向自由旋转，而限制丝杆往开门方向旋转。
第四章 车门
电机安装在制动器的主动轴端，丝杆安装在制动器的从动轴端。
门系统正常工作时，电机带动丝杆双向自由旋转，实现门系统的自动开关。
制动器还设置了一个解锁支架，在无电或紧急情况下，操作该解锁支架可解除制动器对丝杆的单向限定作用，可手动开门。
第四章 车门
4、内部紧急解锁装置
为了能够在紧急情况下解锁并打开门，在内侧墙上装有一把手柄。操作该手柄，将会：启动紧急解锁开关，并发出“紧急操作”信号；通过牵拉绳索，门锁被释放 。
如果此时车辆门释放列车线有效，可以手动开门；如果车辆门释放列车线无效，电机将施加在关门方向上一个力，以阻止门被打开。
紧急手柄可复位。在紧急手柄复位后，门的开关回到正常操作状态。
第四章 车门
5、外部紧急解锁装
从外侧看，每节车厢每侧面各设置1 个紧急入口装置，用四方钥匙（7×7）操作。该装置被激活，其作用与内部紧急解锁装置所描述的功能相同。
第四章 车门
6、退出服务装置
在车门的右侧门柱上（从内往外看）装有一隔离锁装置，以实现门的机械隔离。在门出现故障不能进行正常服务时，可以手动将门移至关闭且锁紧的位置并隔离门。
第四章 车门
7、平衡轮装置
在每扇门板上部的后沿，与一个安装在门柱上的平衡轮装置在关门位置上啮合，以防止由于任何可能的垂直向上力使门扇偏移。
8、门页
为铝蜂窝复合结构，具有铝框架，铝蒙板和铝蜂窝芯，采用热固化。
门扇内表面是平的。窗玻璃粘接到门扇上并与门扇的外表面平齐。门扇周边装有胶条，以实现门的周边密封。
第四章 车门
9、电子门控单元EDCU
电子门控单元（EDCU）包括门系统操作指示单元、EDCU、电源模块、接线端子及连接线束等组成。为了维护需要，EDCU还有一个RS232接口，用于实现PC到EDCU的局部连接。
第四章 车门
课题三 车门的控制
一、车门工作原理
当门完全关闭时，门页与车辆的外表面平齐。开门时，门页一开始就进行横向+纵向的复合运动，然后沿着车体侧面滑动直到完全打开的位置。
第四章 车门
二、车门电气控制原理
电子门控单元EDCU是车辆电气和车门机械操纵机构之间的接口，电子门控单元对车门的控制由可编程序控制器实现 。
第四章 车门
二、车门电气控制原理
1、开关门
整个车门系统的运动是由电子门控单元来控制的，电机驱动。电机通过驱动丝杆/螺母系统；丝杆上的螺母通过铰链与门页相连，因此驱动门页开关。
车门开门条件：
1、电源
2、开门指令
3、零速信号
第四章 车门
1、开关门
整个车门系统的运动是由电子门控单元来控制的，电机驱动。电机通过驱动丝杆/螺母系统；丝杆上的螺母通过铰链与门页相连，因此驱动门页开关。
车门开门条件：
1、电源
2、开门指令
3、零速信号
第四章 车门
车门既可以在ATO模式下自动打开也可以由司机进行开关。门的开启和关闭状态是由门释放列车线（零速列车线）、开门列车线、关门列车线决定的，在门的整个关闭过程中内/外侧车门指示灯闪烁。
门释放列车线 开门列车线 关门列车线 门的状态
0 0/1 0/1 关
1 0 0 保持
1 0 1 关
1 1 1 关
1 1 0 开
第四章 车门
2、零速度保护
车速为“0”时，车门控制器得到“零速”信号后开门功能才能作用。当列车速度大于零，车门仍然处于开启状态时，将启动自动关门功能。
3、安全联锁电路（安全回路）
锁闭开关检测到车门完全关闭后其常开触点闭合，同一节车同侧所有车门的锁闭开关常开触点串联，形成关门安全联锁电路。
思考：车门安全回路是怎样保护乘客安全的？
第四章 车门
4、障碍检测
关门障碍解锁
如果障碍检测被激活，将会施加一个持续 0.5秒的最大关门力。之后门自动打开 200mm左右，停止 2 秒后，再次关闭，以便清除障碍物。这个循环将重复 3 次，且在 3 次连续关门顺序中如果障碍检测都被激活，门将运动到开门终点位置并停留在这一位置，这扇门将由内侧车门指示灯和外侧车门指示灯指示以引导司机注意这个故障。
检测到关门方向上有障碍物后，门自动打开的功能，仅当满足下列条件时方可执行：
没有操作机械隔离装置，且；
没有操作紧急解锁装置，且；
“门释放列车线”有效。
第四章 车门
开门过程的障碍检测
在开门过程中有障碍检测功能。障碍检测可被激活3 次。开门时若有障碍会使开门循环停止 1 秒，在 3 次开门动作之后门将会停在此位置并且电子门机控制器 EDCU 会认为此位置是最大可达开门位置，此时任何关门指令都可将门关闭。
第四章 车门
开门过程的障碍检测
在开门过程中有障碍检测功能。障碍检测可被激活3 次。开门时若有障碍会使开门循环停止 1 秒，在 3 次开门动作之后门将会停在此位置并且电子门机控制器 EDCU 会认为此位置是最大可达开门位置，此时任何关门指令都可将门关闭。
第四章 车门
5、门隔离（ 退出服务锁功能 ）
对关闭的门使用乘务员钥匙操作门隔离操作装置（即退出服务锁），装置将发出信号让EDCU 关闭门所有运动功能，保留故障诊断及通讯功能，车门被切除并使指示灯持续明亮，同时门被机械锁住。
已不可能操作被隔离门上的紧急解锁装置，因为门已被机械锁住。
1、判断题
（1）A型车一节车厢配备8套门。（ ）
（2）塞拉门传动系统较内藏式移门和外挂密闭门复杂。（ ）
（3）门占用车体空间大小介于外挂密闭门与内藏式移门之间。（ ）
（4）如果操作了紧急解锁装置，必须在列车重新启动之前将该装置复位以激活门的操作。（ ）
（5）在携门架内部，提供了一个偏心调节装置，该装置用来调节门扇与车体之间的垂直度。
（ ）
（6）连续3次关门过程中均检测到障碍物，指示灯持续点亮，直到开/关门指令重新将门启动。
（ ）
（7）一般城市轨道交通车辆共有四种车门，即客室车门、司机室车门、紧急疏散门、司机室通道门。（ ）
（8）内藏嵌入式车门， 开关车门时门翼在车辆侧墙的外墙与内护板之间的夹层内移动，传动装置设于车厢内侧车门的底部。（ ）
2、选择题（含单选和多选）
（1）当列车速度大于5km/h时，列车上任何与外界联系的车门都不允许正常打开，一旦被强行打开，列车将执行（ ）。
A、停车制动 B、紧急制动 C、保压制动 D、快速制动
（2）地铁自运营以来，（ ）的故障率一直居车辆故障首位。
A、弹簧减振装置系统 B、车门系统
C、牵引连接装置系统 D、传动装置系统
第四章 复习题
（3）每个客室车门上方的内外侧均有一个（C ）指示灯—车门未锁时亮 ；内侧均有一个（ ）指示灯—车门切除时亮。
A、蓝色 橙色 B、红色 橙色 C、橙色 红色 D、绿色 红色
（4）门控器系统支持的网络通讯类型（ CD ）。
A、RS232 B、 RS442 C、 RS485 D、USB
（5）下列关于开门障碍物检测正确的是（ABCD）
A、开门过程中遇到障碍物，障碍物检测可被激活3次
B、开门时若有障碍会使开门循环停止 1 秒
C、在障碍物检测循结束后，门将停止动作，此时门系统会默认此位置为最大可达到位置
D、若障碍物循环检测结束后，任何关门指令都可将门关闭。
（6）轨道交通车辆门系统包括（ ABCD）
A、电动赛拉门门系统 B、 内藏平移电动门系统
C、外挂密闭电动门系统 D、司机室门系统和紧急疏散门系统
3、思考与简答
1、城轨车辆的车门应具有什么特点？
2、车门按照功能分，可分为哪几种类型？
3、客室塞拉门的优缺点有哪些？
第四章 复习题
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