CRH3动车组侧门系统分析研究
厉呈臣
摘要 本文主要对CRH3型350 km／h动车组侧门系统结构、工作原理进行分析研究，希望对国内高速动车组制造技术起到一定的借鉴作用。 关键词 CRH3型动车组；控制系统 0 引言
2008年，CRH3型动车 组在中国北车集团唐山轨道客车有限责任公司下线，标志着我国高速列车进入了全新时代，动车组侧门系统作为车辆的一个重要组成部件，对于动车组的安全运行起 着至关重要的作用。 CRH3型动车组侧门采用单扇、密封的水平向外打开的电动塞拉门，当门关闭时，门扇 与车体外侧墙相平，并沿车体转向架方向打开。车门设计成能够承受6KPa的压力, 所有的外门四周都用铝合金型材密封，确保具有良好的防尘、防水性能，同时减少列车运行时外部压力对车门的影 响。CRH3型动车组车门配置如图1所示， 全列车共22扇门，其中端车和一等车两侧各配置一扇门，餐车没有门，其余车辆为乘客上下方便两侧各 设置两扇门，门结构如图2所示。每节车内部的所有车门门控器都通过CAN接口连接在一起，并且其中的主门控单元还通过MVB接 口与列车控制单元相连。所有门控器从列车控制单元接受信号和指令，主门控器将有关的所有车门的各种状态和诊断信号的信息传送给列车控制单元。
图1动车 组车门配置图
侧门的主要技术参数：
门口的高度×宽度 2050mm×900mm； 开门时间：5.0±1秒； 关门时间：5.0±1秒； 电源 DC110V +25%/-30%；
压缩空气 最小压力4.5巴，最大压力6巴； 门系统平均功率：≤110W。
图2外门 图
1 侧门组成
CRH3型动车组门组成部件如图3所 示，主要由门框组成、门驱动装置、锁闭装置支撑架、门扇组成和站台间隙补偿器组成。
门驱动装置主要由驱动单元、门控器、丝杠、导向滑道、门扇托架等组成，门扇组成主要由门扇、防夹保护橡胶和门玻璃和 导轨等组成，锁闭装置支撑架主要由气动锁闭压力头（上、下）、机械锁闭装置、限位开关和解锁电机等组成。
站台间隙补偿器主要由气缸、踏板、限位开关、铰链、电磁阀、止挡等组成。
1门框组成 2 门驱动装置 3 锁闭装置支撑架 4门扇 5站台间隙补偿器 图3门部件组成
2 门功能简介
侧门关闭和打开时上部驱动装置的状态如图4所示，门扇在滚动 触轮（件号3）的引导下，沿着一个导向轨运动（件号1）， 滚动触轮（件号5）经由一个导向控制系统（件号4、6）安全地与门扇连接。导向控制系统产生一个使门沿轨道向外摇摆的运动。未上锁的门被打开时，滚动触轮沿着导 轨和旋转臂向前
摆动，旋转臂使门平稳。导向控制系统的驱动由丝杠（件号7）控制，丝杠与滚动触轮相 连，滚动触轮沿导轨运行。当导向控制系统运动到导向轨的直线部分时，旋转动作结束。滚动触轮就沿着导向管运动，并带动门扇沿打开方向平行于车体的侧墙运 动。整个驱动装置预调整后固定在面板上，这样就可以确保快速更换，并可减少进行精调的费用和时间。
图4 门 关闭（A）与打开（B）时驱动装置状态
2.1关门过程
按压控制面板上的红色关门按钮，触发了蜂鸣器发出响声，DCU发 出关门指令，门扇在电机转动下，开始关闭，在整个关闭过程中，蜂鸣器响声一直存在，直到门完全关闭。门在关闭过程中，在即将到达关闭位置时，触动一个“门98%关闭”限位开关B8的动作和门位置信号给DCU一个信号，在门关闭时，B8的信号一直存在。当 门已经到达正确关闭位置时，会触动一个机械装置，借助机械装置的自动运行，使得机械主锁的锁舌被咬入门扇的凹口中且被锁闭，当门关紧并锁闭时，由机械锁装 置：锁闭凸头旋转轴的上凸轮盘触动“门已关闭并锁闭”限位开关B7.1，B7.2将门已经关闭且锁闭信号送给DCU。同时由DCU判断：当供应空气压力值大于4.5bar时，压 力开关B5闭合，再由DCU控制电磁阀K3阀门打开，向两个气锁的气缸供气，气锁将门锁闭在关紧状态。 2.2开门过程
按压内部操作面板上的绿色开门按钮，蜂鸣器发出响声，DCU发 出命令，断开上下两个气缸中的空气供应，使得气锁解锁，且向解锁电机M2发出一解锁信号，使解锁电 机轴端凸轮的转动转动60度，借助凸轮使得机械装置锁闭凸头旋转轴的下凸轮盘向相反方向转动，将门 的机械主锁解锁，解锁电机转动60度时断电，由解锁电机限位开关 B9 探测位置。解锁的同时之后DCU控制驱动电机反 方向转动，使门扇向打开方向运动，在门刚离开关闭位置时，B8“98%限位开关”信号消失，DCU使得解锁电机再次重新 得电，
转过剩余的300度，解锁电机重新处于初始锁闭状态。当列车在运行V>10km/h时，解锁电机处于断开状态，车门将锁闭，开门按钮将不起作用。 3 关键部件的原理 (1) 驱动装置
塞拉门设计成电动，门扇的打开和关闭过程由110V电压供电 的电机M1（如图5）驱动。电机的正反转由 门控器DCU内部软件控制电机两端电压极性来控制。电机一端安装一位置传感器B1，感应门扇的位置。
图5 门驱动装置图
电机的转向轴端连接一皮 带，通过皮带把电机的动力传给丝杠，根据丝杠原理，丝杠的转动带动导向控制管的水平移动，从而导向控制管通过滚动触动使门扇沿导向管打开或关闭。 (2) 紧急开关
在紧急情况下，由列车员通过方形钥匙操作入口紧急开关或由乘客敲碎玻璃，按压后面的电子紧急开关，将接通一电信号， 可以将门解锁，前提必须是在车速<10km/h,操作电子紧急开关后，气动锁断气解锁，再 拉动紧急扳手，使得机械主锁解锁，之后可以手动将门打开。 （3）紧急解锁扳手及其限位开关
在内部操作面板和门扇的外侧都装有紧急解锁扳手，与紧急开关配合一起使用，操作紧急开关后，拉动解锁扳手，使得与扳 手连接的钢缆拉紧上提，借助机械凸轮结构使得机械装置锁闭凸头旋转轴的下凸轮盘向相反方向转动，将门的机械主锁解锁。在紧急扳手启用的同时，机械凸轮结构 按压一个“紧急把手起用”限位开关B4（图6） 接通，给DCU一电信号。
