车门系统常见故障处理

【项目描述】城轨交通车辆车门系统在城轨运营中有着非常重要的作用，车门系统出现故障会直接影响乘客的上下车，进而影响运营过程。从各大城市地铁运营情况来看，车门系统的故障率一直在车辆各系统中占据较高地位，本项目主要对车门系统的组成原理、常见故障的原因分析、处理方法作了详细的阐述，使大家能很快熟悉并能解决车门系统的常见故障。另外，在日常维护中也应当对车门系统多加关注，对于状态不良的部位应及时调整，从而降低故障率。

【学习目标】学习掌握轨道交通车辆的车门系统结构及各部分功能；客室车门的常见故障现象和发生原因；熟练掌握客室车门的故障预防和常见故障的处理方法。

【技能目标】熟悉客室车门的常见故障现象，能对故障原因进行分析；能对客室车门的常见故障进行处理，并作出必要的预防措施。

【活动场景】在城轨车辆检修车间对车门系统的组成结构的认知（或使用多媒体展示城轨车辆车门系统的组成）。

【任务要求】

（1）掌握城轨车辆车门系统的分类及结构形式。

（2）了解城轨车辆车门系统的基本工作原理。

【知识准备】

（1）车门系统的分类

车门是城市轨道车辆的一个重要组成部件，对车体强度及车辆整体形象影响甚大，且与运营安全有直接的关系。同时，由于地铁车辆具有运载客流量大、乘客上下车频繁等特点，一般每辆列车的车门数量较多、开度大，开关门动作也比较频繁。

城市轨道车辆车门包括客室车门、司机室侧门以及司机室与客室间的通道门，如图3．1和图3．2所示。出于保障乘客安全的考虑，有的城市轨道车辆会在列车两端司机室的前端设有紧急下车的安全疏散斜梯，如图3．3所示。在紧急情况下，可以向前放下至路基上，作为通向地面的踏板，用于列车发生火灾或紧急事故时疏散乘客。

图3．1　客室车门

图3．2　司机室侧门

图3．3　安全疏散门

车门按驱动方式可分为以压缩空气作为开关动力的气动门和采用电机驱动的电动门两种。从实际应用中得到，电动门与气动门相比，具有结构简单、易于控制、故障率低、维修少等优点，目前电动门普遍用于各城市轨道车辆中。

车门系统按照其开启及结构形式主要可分为内藏门、外挂门、塞拉门和外摆门。

1）内藏门

车辆在开关门时，门页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，装有导轮的门页可在导轨上移动并与传动装置的钢丝绳、皮带或丝杠相连，借助风缸或电机驱动传动机构，从而实现车门的往复开关动作。

2）外挂门

车门驱动结构工作原理与内藏门相同，外挂门的门页和悬架机构均位于车辆侧墙的外侧，外挂门的结构较简单。

3）塞拉门

借助于车门上端的传动机构和导轨，车门开启时，门页贴靠在侧墙的外侧，车门在关闭时，门页外表面与车体外墙成一平面。

4）外摆门

外摆门在开门时，通过转轴和摆杆使门页向外摆出，并贴靠在车体的外墙板上，门关闭后门页外表面与车体成一平面。这种车门结构特点为当门在开启的过程中，门页需要较大的摆动空间。

以上类型的车门各具自身特点，从安全可靠性来讲，列车在隧道中运行，随着速度的提高，其空气的阻塞比大大增加，对外吊的悬挂门产生较大的压力，车门会产生小的晃动等不稳定因素，影响车门的安全可靠性。塞拉门由于与车体在同一平面内，保持列车较好的流线型，所以具有密封性好、空气阻力小等特点，但塞拉门的结构较移动门复杂，且造价较高。车门的形式种类虽然各不相同，但实现的功能却大同小异，性能参数也差不多。

（2）客室车门系统的组成及工作原理

本节以双扇电控电动内藏门系统为例，简单介绍客室车门系统的组成及工作原理。

双扇电控电动内藏门主要结构由门板总成（左、右）、驱动机构组成、内／外紧急解锁装置、内／外紧急解锁钢丝绳、指示灯、密封毛刷组成，如图3．4和图3．5所示。

驱动机构包括安装底板组成、左／右侧门吊板组成、传动装置以及驱动机构锁组成。安装底板组成又包括安装底板、定位止挡、附件组成、端子排组成、行程开关组成、门控器组成等元件。

图3．4　双扇电控电动内藏门结构

图3．5　双扇电控电动内藏门部分实物图

门控器组成主要包括门控器（EDCU）以及门控器支架，门控器是整个客室门系统的“大脑”，所有的控制命令均由门控器控制。在动作过程中，负责监视门扇的关闭与开启动作，控制开关门的速度、方向，并且有障碍物探测功能，从而能可靠地避免夹人。门控器还能够识别出某些待确定的故障，通过网络将故障信息提供给TMS。门控器EDCU其控制原理如图3．6所示。

图3．6　门控器EDCU其控制原理简图

客室车门传动装置的原理为：门控器得到开、关门指令，驱动电机得电旋转，旋转通过锥齿轮减速箱变向及减速，输出到电机齿带轮，电机齿带轮旋转带动齿带动作，从而使齿带在齿带轮之间进行直线运动。齿带在作直线运动的过程中，通过齿带夹带动左、右两个门吊板组成在安装底板的导轨中作方向相反且同步的运动，进而门吊板组成将运动传递给左、右门板，使其在门框范围内做开、关动作。

【任务实施】

进行双扇电控电动内藏门的各部件拆装，掌握客室车门系统的组成，认识双扇电控电动内藏门的门板总成（左、右）、驱动机构组成、内／外紧急解锁装置、内／外紧急解锁钢丝绳、指示灯、密封毛刷组成等并进行安装维护。

【效果评价】

评价表

【活动场景】在城轨车辆检修车间对车门系统的维修中常见故障现象，如车门机械、车门气路、车门电路等方面进行分析，总结故障原因。

【任务要求】

（1）掌握城轨车辆车门机械系统常见故障及原因；

（2）掌握城轨车辆车门电路系统常见故障及原因；

（3）掌握城轨车辆车门气路系统常见故障及原因；

（4）熟悉城轨车辆车门各种故障现象及可能的原因。

【知识准备】

城轨车辆车门系统在运营中起着重要的作用，客室车门数量多，开关频繁，一旦车门发生故障，将会给地铁运营带来较大影响，车门故障是困扰运营的一大因素。从广州、深圳、西安等城市地铁运营情况来看，车门系统的故障率一直在车辆各系统中占据较高地位。车门故障表现复杂繁多，其中既有车门气动系统、机械传动方面的问题，也有很多车门电气控制及信息检测系统的故障。因此，在日常维护中应当对此多加关注，对于状态不良的部位及时调整，降低故障率。

车门故障在正线运营中出现的故障主要集中为车门不能打开、车门无法关闭、检测不到车门信号、开关门时动作不良（时快、时慢）等现象。通过调查分析，导致上述故障的原因主要有以下5个方面：

①各种接线端连接不牢，在列车正常运营过程中，容易松脱。如开关门列车线松动从而导致车门不能正常打开或关闭，TMS的连接线路脱开而导致无法检测车门信号，解决办法是重新紧固各接线端子。

②车门在运行中由于频繁操作，将导致一些本来安装调好的门上机构的位置有了变化，使门在开关时动作不良，要注意调节和经常检查一些机构，包括挡销与门槛嵌块的相对位置关系，平衡轮与门页凹槽的相对位置关系等。

③一些机械部件本身存在安装或质量方面的问题。

④一些螺栓等紧固件松动，车门的导轨螺栓松动，会导致开门动作不良，门的下滚轮松脱而不能正常开门等。

⑤车门控制器（EDCU）存在硬件或软件设计方面的问题。

本节主要将从车门机械、车门气路、车门电路等方面对常见的客室车门故障进行阐述及原因分析。

（1）车门机械系统常见故障及原因

车门机械故障主要分两种：一种是零部件损坏故障；另一种是调整不到位故障。

1）机械干涉

机械干涉主要表现在门板运动时与门罩板或侧墙板剐蹭、门机构驱动装置与门罩板剐蹭形成机械性的干涉。一般是由于罩板安装或车门机构调整不到位造成，该问题在新车调试、运营初期经常出现。

2）机械尺寸变化引起的故障

车辆运行中，在客流大集中时，由于车体挠度等因素影响，造成车门相关部件与车体等部位尺寸变化，引起车门打开或关闭不良等故障。

3）紧固件松动

车辆在线路运行中，受震动冲击，长时间会造成部分紧固件松动，从而导致车门机械尺寸发生变化，引起车门故障。

4）部件裂纹、折断

在运行中，客室车门要频繁开关动作，有些受力部件因材质、设计缺陷以及安装不规范经常会出现部件裂纹或折断的情况，如车门复位汽缸安装螺丝断、承载轮破裂、车门导柱挂架断、车门皮带断裂等故障，如图3．7所示。

图3．7　常见部件断裂、裂纹故障

5）车门电机皮带断裂

列车在运行4～5年后，车门电机皮带由于疲劳原因，会出现皮带裂纹、断裂的故障，造成开关门时车门处于自由状态，车门电机空转的现象。目前，车门皮带大多采用内衬张力钢丝的具有高强度、高抗疲劳性的产品。皮带安装后具有一定的张紧力，可通过调整驱动机构的皮带轮来达到标准的张紧力要求，皮带表面如果出现裂痕、断裂、半圆齿形破损等缺陷时必须进行更换。

（2）车门电路常见故障及原因

车门电路故障主要有继电器卡滞、烧损，行程开关内部弹簧老化造成触头接触不到位、车门电机故障、门控器故障以及车门状态指示灯的故障。这类故障均可通过对相关车门电路的分析查出故障点并处理。

1）门控器（EDCU）故障

门控器故障主要表现在门控器软件设计缺陷、门控器硬件故障，导致车门部分功能缺失或开关门故障等问题。一般情况下，门控器都设有LED状态指示装置，通过代码来判断故障。

2）车门电机故障

车门电机故障主要表现在车门不动作或动作后突然停止等现象。一般情况下为电机本身的故障，电机线圈烧损或电机接线的问题。

3）车门行程开关故障

行程开关主要是对客室门系统的各种状态给予信号（见图3．8），包括门关好信号、门开好信号、隔离信号、紧急解锁信号等，需要定期对外观进行检查，如果发现行程开关塑料外壳碎裂或行程开关触点烧损以及动作不灵活的现象时都要对其更换。

图3．8　车门行程开关

（3）车门气路常见故障及原因

车门气路故障主要表现在气动元件调节功能失效、漏气等，可通过用新件替换查找故障件。比如：驱动风缸漏气、中央控制阀漏气、中央控制阀速度及缓冲调节失效、单向节流阀调节功能失效、解锁风缸动作不灵活等故障。

通常情况下，驱动风缸漏气情况较为普遍，可采取先更换驱动风缸的处理方法进行检查，故障一般为密封件损坏或安装松动造成。

（4）常见车门故障现象及原因一览表

客室车门故障现象及原因分析和司机室侧门故障现象及原因分析分别见表3．1和表3．2。

表3．1　客室车门故障现象及原因分析

续表

表3．2　司机室侧门故障现象及原因分析

【任务实施】

1．对城轨车辆客室车门的各种常见故障现象进行分类分析并找出原因。

（1）对车门机械系统故障现象进行分析；

（2）对车门电路系统故障现象进行分析；

（3）对车门气路系统故障现象进行分析。

2．根据城轨车辆客室车门检修时出现的故障现象，分析可能的故障原因。

【效果评价】

评价表

续表

【活动场景】在城轨车辆检修车间对车门进行日检，有针对性地进行相关部件检查，对检出的问题进行处理。

【任务要求】掌握城轨车辆车门系统的常见故障处理方法及预防措施。

（1）掌握城轨车辆车门日常预防性检查的要点。

（2）掌握城轨车辆车门故障的检查方法及处理。

（3）熟悉城轨车辆车门各种故障现象的可能原因。

【知识准备】

车门零部件损坏一般通过更换新件解决，但如果同一类零部件损坏率较大，则应当检查是否存在系统设计问题或调整上的失误，通过专项技术整改来解决存在的问题。如针对现场存在的车门复位汽缸安装螺丝经常断裂的故障，经分析属结构问题，从而进行更换，如图3．9所示。司机室侧门经常在关门过程出现下摆臂脱出门板导轨的情况，在门板上粘接一段防脱条的整改，如图3．10所示。

在新车调试或运营初期，车门会经常出现因调整不到位而造成的故障，因此，需要对门的安装尺寸、配合间隙等数据进行校对、调整，满足标准要求。

同时，客车侧门门控器（EDCU）具有故障诊断功能，在客室侧门系统工作时，对门系统进行控制、监视和保护，当车门系统出现故障时门控器进行判定，并通过通信系统传输给TMS。故障诊断功能可用位于门控器表面的LED数码管显示，不同数值和字母代表不同的车门状态、动作、门控器响应的指令及故障现象，见表3．3。通过代码显示，可以方便地查找故障根源，进行针对性的处理。

图3．9　车门复位汽缸安装螺丝整改

图3．10　司机室侧门下摆臂脱出门板的整改

表3．3　门控器LED数值显示列表

另外，使用在线诊断软件，通过RS232口与计算机连接，从而对车门的状态和故障实现在线诊断或对程序进行刷新。对于重要的故障信息包含相应的相关数据，通过相应的分析软件和专门通信线可以将下载的数据还原成可用于分析故障的记录表，分析过程可通过RS232口与计算机连接，从而对车门的状态和故障实现在线诊断。

在实际运营中，造成车门故障的很大一部分属于门控器（EDCU）故障引起。因此，除了日常检修工作中对车门机械部件的检查外，还要加强门控器本身故障的跟踪，在和厂家充分沟通的情况下，对门控器从设计生产上进行改进，才能达到最终解决车门故障或降低车门故障率的目的。表3．4是车门部分故障的处理方法。

表3．4　车门部分故障的处理方法

续表

车门系统部件众多，一般情况日常的预防检查，要有重点、针对性地进行检查，客室车门关键部件检查要求如下：

1）门控器检查要点

门控器的插头容易松动，检查时需特别注意。

2）中央锁机构检查要点

①锁钩转动灵活，复位汽缸活动自如、汽缸无断裂。

②电磁铁工作正常，铁芯移动无卡滞现象。

3）电机、皮带检查要点

①电机轴无变形弯曲、无裂纹。

②皮带松紧适度、无裂纹。

③皮带位置应保持在皮带导向轮的中间位置。

4）导轨、滚轮检查要点

①门扇上、下导轨无异物及变形。

②手动开关门扇时，滚轮滚动自如。

③门扇吊挂螺栓安装紧固。

④门扇底沿与下导轮底面间距离应保持在6～8mm。

5）行程开关检查要点

①行程开关表面无裂纹、安装紧固、位置正确。

②行程开关触点活动灵活，触点滚轮转动自如。

③行程开关接线无松动、内部无拉弧痕迹。

6）紧急解锁装置检查要点

①紧急解锁钢丝绳安装良好、无断裂。

②内、外紧急解锁旋钮及扳手转动自如。

【任务实施】

1．检查中发现车门零部件有裂纹或断裂，应进行相关处理。

2．进行单个车门无法打开（关闭）情况的处理。

3．进行单个车门无法通信情况的处理。

4．进行单个车门开关超时情况的处理。

5．MMI显示单个车门故障物，进行相关处理。

【效果评价】

评价表

通过本章学习，掌握轨道交通车辆的客室车门结构及工作原理；掌握车门常见故障现象和发生原因；掌握车门常见故障的处理方法及预防措施等。

1．举例说明轨道交通车辆客室车门常见的故障现象，并提出对该故障的处理措施。

2．描述车门电机皮带及行程开关的检查要点。