孙朋飞 付云强 段阳春
中国中车集团 唐山机车车辆有限公司服务事业部 河北唐山 063035
摘要
CR400BF动车组为动力分散型动车组，在各车厢设置有车门用于乘客上下。车门采用电动电空单开塞拉门，可以通过MVB总线、以太网总线通信，并且接收硬线信号用于开、关门等，并且设计有专用的车门保护电路，具备完善的保护机制。
关键词：动车组 车门 典型故障 控制原理
动车组在各车厢布置有数量不等的车门，用于旅客登乘列车。动车组车门具有集控开关门、本地开关门、故障自诊断、障碍物检测和牵引连锁等功能。并且在两端司机室均设置有集控开、关门电路和门关闭安全环路。
一、车门功能
门控器通过MVB网络与本单元中央控制单元通信，车辆向门控器发送包括开门信号、关门信号、门释放信号、车速小于5km/h信号、车速大于10km/h信号、MVB生命信号、系统时间等，门控器向车辆发送车门状态：门锁闭到位、门打开、门被隔离、紧急解锁装置激活、门未完全关锁到位、门释放、MVB生命信号、软件版本号等，以及门控器诊断的故障信息，包括辅助锁故障、门位置传感器故障、门地址编码故障等。同时门控器接收来自车辆的硬线信号，包括开门信号、关门信号、门释放信号、车速小于5km/h信号、车速大于10km/h信号。门控器通过插头的编码识别自身所在车厢和位置。
二、车门操作
司机室设置有开门按钮、关门按钮、释放按钮，操作后对应继电器吸合，同时向贯穿全列的信号线供电，各车厢继电器接收该信号，并将信号传递给本车门控器，门控器收到信号后执行对应动作。
从司机室操作释放车门按钮，然后操作打开车门按钮，可以执行开门动作，同时需要满足以下所有条件车门才会打开、否则不会开门。包括：车门没有操作机械隔离、隔离锁开关信号不为低电平、紧急解锁开关信号不为高电平、紧急解锁请求开关信号不为高电平、内部安全继电器得电、车速＜5Km/h列车线为高电平、车速>10km/h 列车线为低电平、门释放信号为有效。当门控器执行开门动作时按以下步骤进行：蜂鸣器激活鸣响；控制指令使得“辅助锁闭锁电磁阀”断电，“主锁解锁电磁阀”通电，进而使辅助锁和主锁解除锁闭状态；电机驱动车门沿轨道打开车门；当门到达开到位位置时，驱动电机停止。
三、车门保护机制
1、紧急解锁保护
开门前，必须由解锁电磁阀解锁机械锁闭装置，解锁后才能通过驱动电机打开车门。当车门处于完全打开状态时，若手动拉门，电机会施加一个逆向的开门阻止门移动，若手动拉门的力加大的话，内部操作装置上的蜂鸣器会鸣响，发生像操作了紧急解锁的声音。若放?开手，将力取消，蜂鸣器会停止鸣响。
2、关门障碍检测
驱动电机电流监控：每次关门过程中电机正常关门电流曲线被存储并自动调整；如果电机的实际电流超过额定值，障碍检测被激活。最大电流值并不是恒定的，由门的位置和前几次关门运动的电流决定。最大电流值存储在门控器中。如果门控器变更安装位置后，需要重新初始化。2、距离／时间监测：通过门位置传感器的检测，将门的运动分成距离段，如果在给定的时间内门未通过这些距离段，障碍检测被激活。3、防挤压胶条：障碍物撞击到设在门边缘的内、外敏感胶条，将产生感应信号，障碍检测即被激活。当门控器检测到车门受到障碍物的阻挡时，立即启动门重新开启。大约延时1秒后，门将自动关闭，这样的循环将被重复执行3次后，门停止在开到位位置，直到障碍物被清除，?在此时允许使用本地关门按钮将门再次关闭。如果“车速V > 10km/h列车线”信号为有效时，门将会关闭而不进行障碍物探测。?为克服机械阻力或风压影响，第3次设定的关门力较大，以保证车门能可靠关闭。在关门障碍物检测过程中，若接收到有效的开门指令，且满足允许开门的条件，则立即执行开门动作至开到位位置。
车门隔离功能。每套客室侧门都设有在客室内、外均可操作的车门隔离锁装置，当车门出现故障时可以?将此门隔离掉而不影响其它门的正常动作。当隔离锁锁闭时，它将门设为一种非使用状态，?在紧急情况下也无法打开车门。
3、标准动车组速度连锁功能
为保证车组运行中不因故障发生意外开门情况，在动车组各车厢设置有速度信号继电器，当车速大于5KM/h时，继电器断开解锁电磁阀电源。车门只有先进行解锁才有可能打开，因此通过硬件断开解锁电机电源后，车门不会因为软件故障等意外打开，保证了车组运行中的安全。
紧急解锁功能的安全设计，当车速大于10km/h的情况下紧急解锁：当硬线速度信号“车速V>10km/h列车线”指示车 速大于10km/h时，不论是否转动“紧急操作请求开关”或按压“紧急操作请求按钮”，紧 急解锁电磁铁均将被通电激活，此时车内紧急解锁装置将无法进行紧急解锁操作。
为了防止在车辆运行过程中，由于紧急解锁电磁铁损坏（不吸合），导致可以通过操作内部紧急解锁来解锁开门的情况发生，通过内部紧急解锁装置开门的操作在下述情况下将被阻止：“车速 V<5km/h 列车线”为低电平、“车速 V>10km/h 列车线”为高电平。
如果在上述条件满足的情况下，“紧急解锁开关”被直接触发（例如操作外部紧急解锁装置或在紧 急解锁电磁铁损坏情况下操作内部紧急解锁装置），辅助锁闭锁将被一直保持激活，以阻止车门被 手动打开。
4、标准动车组车门关闭安全环路
车门关闭安全环路的作用，是为了避免在车门未关闭的情况下启动列车。车门的状态由门控器通过MVB网络向中央控制单元发送，最终人机界面上显示，同时通过贯通全车的车门安全回路来判断车门是否关闭。当任意车门未关闭时，车门安全环路断开，中央控制单元监控环路状态，当环路断开时禁止牵引力输出，从而避免门未关闭情况下运行。
组成方式。车门关闭安全环路由占用端头车空开供电，串联至各车厢安全环路继电器80-K17，本车80-K17线圈与所有车门的关到位开关和锁到位开关串联，当所有车门均关闭时80-K17得电，全列所有车厢的80-K17均得电时，接通车门安全环路，门关闭继电器80-K16得电，同时设置在头车司机台上的“门关闭”状态指示灯亮起，提示司机门关闭环路已建立，可以运行。
优化方案。门关闭安全环路贯穿全车，且没有监控点，当发生故障时不能准确判断故障点，影响应急处置。现有方案为单车车门关闭环路串联后接通继电器，继电器触点串联至门关闭环路。由于继电器串联在单车关闭环路中，因此增加了故障风险。将单车继电器修改为并联在整车门关闭安全环路中，并增加继电器监控，既不增加故障风险，又能通过继电器监控快速锁定故障位置，提高应急处置效率。
四、典型故障：
某动车组关门后，报门关闭环路继电器状态不一致。门关闭指示灯亮起，推牵引后触发牵引连锁，不能开车。经检查确定为门关闭环路继电器触点导通不良，更换后正常。
某动车组关门时，报防挤压触发，车门无法关闭，检查车门外观无异物阻挡，经检查为车门驱动电机传感器故障，更换后正常。
某动车组开门时，3车2-1车门开门比其它门慢10秒左右，检查为解锁气缸动作慢导致，更换后正常。
某动车组关门后，门关闭指示灯不亮，人机界面显示所有车门已关闭，隔离门关闭环路。经查为4车门关闭继电器触点状态异常导致，更换后测试正常。
五、结语
动车组车门是非常重要的系统，关系到旅客出行安全，因此车门系统的安全保护设置至关重要。标准动车组通过设置速度连锁、牵引连锁、门关闭环路等，可以有效的实现运营安全。
参考文献
［1］塞拉门维护手册
［2］孙景辉.高速动车组侧门系统安全性设计［Ｊ］铁道车辆 2013，51（6）；16-17