动车组塞拉门故障的原理分析

自铁路第六次大提速以来，新型高速动车组大量上线运行，若要保证动车组高质量上线运行，为旅客出行提供了便捷、优质、高效的服务，提高动车组检修质量是目前首要问题。

在根据动车组国内运行的实际情况，对动车组塞拉门系统进行分析，对运行中出现的故障进行详细研究探索后，从运行安全、维修质量和检修效率出发，对实际检修作业过程中的各个难题进行了优化处理，最终制定了一套动车组塞拉门应急故障处理办法，为动车组检修提供了坚实的基础。

本文针对动车组塞拉门系统的特点以及运用维修过程中存在的实际问题，大胆地进行实践摸索，将存在的实际问题进行攻关，以解决了检修中的难题。

本文针对高速动车组塞拉门系统原理与结构方面的一些特点进行介绍，同时对武广线在运营初期动车组塞拉门存在的开关门故障进行了分析，并针对动车组塞拉门系统的特点以及运用维修过程中存在的实际问题，大胆地进行实践摸索，将存在的实际问题进行攻关，以解决了检修中的难题。

本文介绍了高速动车组塞拉门的机械结构，工作原理及应用，分析了高速动车组运营中塞拉门存在的开关门故障。

并针对性的提出了解决方案，为以后高速动车组塞拉门相似故障提供处理经验。

关键词：动车组；塞拉门系统；故障检修
摘要 (I)
第1章绪论 (1)
第2章动车组塞拉门结构和原理 (2)
2.1塞拉门系统总体特点 (2)
2.1.1塞拉门简介 (2)
2.1.2塞拉门系统具有的优点 (2)
2.2 CRH1b型动车组塞拉门结构及控制原理 (2)
2.2.1结构 (2)
2.2.2塞拉门基本控制原理 (3)
2.3 CRH3型高速动车组塞拉门结构及原理 (3)
2.3.1结构 (3)
2.3.2塞拉门基本控制原理 (4)
2.4 CRH5型高速动车组塞拉门结构及原理 (4)
2.4.1结构 (4)
2.4.2塞拉门动作原理 (4)
第3章动车组塞拉门的故障与处理方法 (6)
3.1塞拉门自动状态检测故障： (6)
3.2塞拉门运行出现的故障及处理方法 (6)
3.2.1运行状态故障诊断 (7)
3.2.2集中控制系统的故障及排除 (8)
3.2.3运行中的塞拉门故障与检修 (8)
3.3塞拉门闪缝故障 (11)
3.3.1故障现象 (11)
3.3.2故障分析 (11)
3.3.3故障处理 (12)
3.5其他故障 (13)
第4章动车组车门系统的日常管理和维护的改进方案 (15)
第5章总结 (17)
参考文献 (18)
致谢 (19)
第1章绪论
1990年，铁道部完成了“京沪高速铁路线路方案构想报告”，这是中国首次正式提出兴建高速铁路，在1991年，该方案经国务院批准，广深高速铁路立项，同年12月，广深铁路改造工程开始动工。

1994年，国务院批准了开展京沪高速铁路预可行性研究。

同年，改造后的广深铁路开行中国首列准高速旅客列车，运行时速在120-160公里之间，广深铁路也成为中国第一条准高速铁路。

伴随着中国铁路客运的不断发展，世界不少国家的铁路客车自动塞拉门（以下简称塞拉门）纷纷涌入我们国内。

自95年开始，我国几个铁路客车生产企业分别陆续批量安装了IFE、康尼、BODE及FAIVELEY4家公司的产品，为今后我国客车塞拉门的最后定型及生产打下基础。

发展至今，中国高速铁路技术已经日新月异，线路如雨后春笋般向全国各地发展，车辆型号也逐渐增多，中国铁道部将所有引进国外技术、联合设计生产的中国铁路高速（CRH）车辆均命名为"和谐号"。

在当今社会，随着我国高速动车组技术的研究进步，动车组已经走进了我们的生活，在交通运输上占有的比重日益增加。

而随着客流量的增加以及列车运行速度持续提高，随之而来的是车辆带来的负荷也开始逐渐加大，动车组一级检修的负荷也就日益地加重。

自铁路第六次大提速以来，新型高速动车组大量上线运行，若要保证动车组高质量上线运行，为旅客出行提供了便捷、优质、高效的服务，提高动车组检修质量是目前首要问题。

在根据动车组国内运行的实际情况，对动车组塞拉门系统进行分析，对运行中出现的故障进行详细研究探索后，从运行安全、维修质量和检修效率出发，对实际检修作业过程中的各个难题进行了优化处理，最终制定了一套动车组塞拉门应急故障处理办法，为动车组检修提供了坚实的基础。

塞拉门是高速动车组普遍采用的一种车门系统。

与传统的内藏式车门和外挂式车门相比较，塞拉门系统具有良好的密封性能；较高的可靠性高；控制智能化；关门后美观等优点。

第2章动车组塞拉门结构和原理
2.1塞拉门系统总体特点
2.1.1塞拉门简介
所谓塞拉门，通俗来讲主要是这种车门具有塞、拉两种动作。

即门关闭时是由车内或车外塞入车门口处，使之关闭、密封；门开启时，当门移开门口一定距离后，能延车体内侧或外侧滑动。

塞拉门区分为内塞拉门和外塞拉门。

塞拉门在开启状态时,车门移动到侧墙的外侧;在关闭状态时车门外表面与车体外墙成一平面,这不仅使车辆外观美观,而且有利于减小列车在高速行驶时的空气阻力和降低空气涡流产生的噪声。

2.1.2塞拉门系统具有的优点
（1）由于车门在关闭状态时,车门外表面与车体侧墙成同一平面,所以使列车外观平滑,整体和谐美观，列车在高速运行时空气阻力小，也不会产生空气涡流而产生噪声;
（2）具有良好的密封性能,对传入客室内噪声有较好的屏蔽作用,同时可降低客室空调的能耗;
（3）采用塞拉门能使车内有效宽度增加。

2.2 CRH1b型动车组塞拉门结构及控制原理
2.2.1结构
CRH1B型动车组每车左右各有一扇外门,为电控电动塞拉门。

由12部分组成。

1-门框；2-驱动单元；3设备安装架；4-门页；8-内操作面板总成；7-外操作面板总成；8-钢丝软轴；9-
钢丝软轴；10-紧急开关；11-线束总成；12-电气件总成
图1 CRH1b塞拉门结构
外门开、关可以在司机室集中控制,也可以在本地操作模式下单独开、关。

处于本地操作状态时,不能集控该门。

司机可以通过智能显示单元IDU监控车门状态。

集控开门时,先释放外门,再按开门按钮进行集控开门。

集控关门时,门控器收到关门信号后,发出指令驱动电机关闭门页。

2.3 CRH3型高速动车组塞拉门结构及原理
2.3.1结构
CRH3型动车组每车左右各有一扇外门,为电控电动塞拉门。

由14部分组成。

1-门页；2-开门按钮；3-上踏板；4-门框；5-电子稳定杆；6-锁定装置；7-上导轨；8-驱动臂；9-下踏板；10-内怒紧急解锁装置；11-紧急入口装置；12-门控单元；13-附加模块；14-气动单元
图2 CRH3塞拉门结构
整车塞拉门由控制单元（DCU）、中央控制单元（CCU）和人机接口（HMI）的通讯通过MVB总线实现。

司机操作开门或关门按钮，发出开门或关门指令，主控端CCU进行处理后，本牵引单元通过主控端CCU经MVB传给主DCU，其它牵引单元CCU通过WTB接收主控端CCU发送的信号进行处理后，再经MVB传给各车主DCU，主DCU通过CAN线接口给本车其它DCU发出开门或关门指令。

单扇塞拉门的开关动作可以由本地开关门按钮或司机室集控开关实现，当DCU得到信号后，控制驱动电机带动皮带，皮带带动门扇通过上导轨实现开关。

关闭时，塞拉门从完全打开运行到98%行程时，门扇通过对98%限位开关滚轮摇臂的作用，使其滚轮摇臂的角度发生变化，产生信号并传递给DCU，由DCU通过电磁阀控制气路使气动锁的供风或排风，从而实现气动锁锁舌的伸出，最终使门扇紧扣在门框上保证车厢的气密性。

2.4 CRH5型高速动车组塞拉门结构及原理
2.4.1结构
CRH5型动车组由8辆车组成，每辆车均设有侧门，MC1、MC2和TPB仅设有2个乘客门，其中端部车辆MC1、MC2设有司机室侧门，酒吧车设置上货门，其余所有其它车辆在每端每侧各设有一个乘客塞拉门。

塞拉门动力输出装置有四个，分别为无杆气缸、脚蹬气缸、开锁缸和闭锁缸。

塞拉门控制装置有两个，分别为开、闭锁电磁阀，每个电磁阀内部由开、闭门阀，单向节流阀与快排气阀组成。

2.4.2塞拉门动作原理
当开门动作时，开门阀开通，压力气体经开门阀分三路：
（1）、开锁缸，使其做出开锁动作，使塞拉门形成开锁状态。

（2）、经单向节流阀流入脚蹬气缸，使其对脚蹬作用，将其落下。

（3）、经单向节流阀流入无杆气缸，使塞拉门打开。

关门动作时，关门阀开通，压力气体经关阀分三路：
（1）、经单向节流阀流入无杆气缸，使塞拉门关闭。

（2）、经单向节流阀流入脚蹬气缸，使其对脚蹬作用，使其收起。

（3）、闭锁缸，使其做出闭锁动作，使塞拉门形成锁闭状态。

塞拉门在关门动作中还可以做出防挤压动作，当障碍物阻碍时，塞拉门停止关门动作，并做出开门动作。

防挤压动作由无杆气缸上压力波开关和闭锁电磁阀与无杆气缸中间风路相联的压力开关共同检测并做出开锁动作。

第3章动车组塞拉门的故障与处理方法
3.1塞拉门自动状态检测故障：
塞拉门具有自动检测自身故障功能，出现故障的显示方式为指示灯与蜂鸣器提运示。

指示灯有脚蹬位置指示灯和状态指示灯两种，蜂鸣器分为紧急解锁报警蜂鸣器和状态检测报警蜂鸣器两种。

1、开/关门，蜂鸣器以短促音提示；
2,、关门时间超过12秒未压下门关到位开关，蜂鸣器以间断长音报警声提示；
3、脚蹬翻板指示灯：
表1 蜂鸣器和脚踏翻板提示灯故障指示
4、状态指示灯闪烁：
表2 状态指示灯故障指示
3.2塞拉门运行出现的故障及处理方法
3.2.1运行状态故障诊断
（1）打开电源开关PLC上的RUN指示灯不亮，这种现像可能是电源不通，检查输入电源和空气开关QF1。

（2）状态指示灯常亮蜂鸣器响，车门不能打开。

这种情况下开门电磁阀有可能损坏，首先检查气路气压和机械部分是否能够正常运动；检查PLC输出口Q4（左门）、Q5（右门）应点亮，如果输出口信号灯不亮，请检查输入信号是否正常；如果输出口信号指示灯亮，检查PLC输出口与电磁阀接线是否良好，检查电磁阀动作是否正常。

如不正常更换电磁阀
（3）有电、有气时用三角钥匙操作内操作装置不能打开和关闭车门。

可能是微动开关损坏，首先检查保险锁开关是否打开，若三角钥匙扳下时微动开关没有动作，请重新调整微动开关位置。

微动开关有动作，但PLC输入口I2（左门）I3（右门）没有信号输入。

表示微动开关损坏，更换微动开关。

（4）状态指示灯亮蜂鸣器响，门能开不能关。

12秒种后，蜂鸣器报警。

这是关门电磁阀损坏，首先检查气路和机械部分是否正常；检查PLC输出口Q6（左门）Q7（右门）应点亮，如果输出口信号指示灯不亮，检查输入信号，如果输出口信号指示灯亮，检查PLC输出口与电磁阀接线是否良好，检查电磁阀动作是否正常。

如不正常更换电磁阀。

（5）门关到位后自动返回。

这是98%位置开关有问题，检查开关位置是否调整好，如未调整好按安装调试说明书的要求调整风98%位置开关位置；如果98%位置开关损坏，检查PLC输入口信号I6（左门）I7（右门），如果在开门状态，门开间隙大于20mm时，仍然有信号输入，表示98%位置开关损坏。

更换98%位置开关。

（6）门未关到位即自动返回。

防挤压压力开关有问题，检查防挤压压力开关设定压力是否太小，重新调整防挤压压力开关；如果防挤压压力开关损坏，检查PLC输入口信号I4（左门）、I5（右门），如果在开门状态，仍然有信号输入，表示防挤压压力开关损坏。

更换防挤压压力开关。

（7）每次开关门报警蜂鸣器一直响。

有可能是防挤压压力开关失效或开关/关门气管接反或压力波开关接的是常闭触点，因为防挤压压力开关损坏后有可能使车门使终关不上，因此在开门状态时就检测是否有防挤压压力开关信号，如果
有就认为该防挤压压力开关失效，控制系统将自动屏蔽掉该信号，并在每次开、关门时，提示防挤压压力天关失效，重新调整或更换该开关。

（8）所有信号正常，有气压，但车门不能动作。

检查手控紧急解锁开关装置是不复位？如果在复位位置，那有可能是手控开关装置上的微动开关损坏，检查手控开关装置上的微动开关常闭触点是不是良好，如损坏更换新品。

3.2.2集中控制系统的故障及排除
（1）电源钥匙接通，开左侧门按钮、开右侧门按钮不起作用。

这是电源不通，设法接通电源。

（2）电源接通，揿下开左侧门按钮，某一辆车开右侧门。

该辆车二位侧的TW5与TW4反接。

（3）某一辆车的对角门同时开，该辆车二位端的TW5与TW4没有反接，将该辆车二位端的TW5与TW4反接。

（4）当所有门都关闭，“门未关到位”指示灯亮。

门关到位开关或脚蹬位置开关故障，用排除法，此时该车的蜂鸣器会响。

若是脚蹬位置开关未到位，则脚蹬位置开关位置指示灯会亮。

（5）电源接通，揿下开左侧门按钮，某一辆车以后的所有门开右侧门。

该车的集控控制箱的TW5与TW4接反，将集控控制箱的TW5与TW4反接。

（6）当有任意一扇门打开，“门未关到位”指示灯不亮。

检查指示灯是否完好，如果没有问题，就是“门关到位”开关故障，检查该门的“门关到位”开关。

3.2.3运行中的塞拉门故障与检修
（1）翻转脚蹬机构的故障与维修：在运用中，翻转脚蹬会出现翻转作用不良，出现这种情况时首先检查是否为翻转装置润滑不良，如润滑不良请对其进行润滑。

如果不是润滑不良，检查是否是脚蹬端啮紧固螺栓松脱，使脚蹬处放下状态，并紧固螺栓。

如果以上两种现像都没有，但翻转脚蹬还是作用不良的话，请调整气缸的上、下位置，使脚蹬翻板无论收起还是放平时，气缸活塞与上下端盖均有一段距离。

（2）保险锁（隔离锁）的故障与维修：气动关门后，检查长插销是否很容易插入锁挡斜楔，并有最小5.5mm的覆盖（搭接）（如图3）。

否则，通过增、
减垫片来调整。

反转三角钥匙，使锁复位。

关掉气源，试通过旋转三角钥匙再一次锁住。

若轻轻将门将门扇推向门框，应可将门锁住，否则，重新调整。

检查锁挡上微动开关的位置，确保保险锁正常锁闭时，长插销能有效地压下微动开关。

图3长插销与锁挡斜楔
（3）门锁的调整：关门并对门气缸和门锁机构的闭锁缸供气。

检查锁是否在第二啮合处锁住，并且是否有1mm左右的倒转量。

当倒转量大于2mm增加垫片；当倒转量小于1mm减少垫片手动关门，检查在第二啮合处锁住时，有无倒转量安装并调整锁舌，将锁舌先装入锁体内，并预装两片调整垫片，轻拧螺钉。

气动关门，将锁舌移向滚轮，保证二者之间无间隙，并使之固定。

装好锁舌后，切断气源，手动开、关门。

检查门是否在第二啮合处被楔紧，若没有，用锁舌调整垫片调整锁舌。

在调整过程中，按图4所示确定锁舌的高度位置。

图4 锁舌
注意：门扇外侧表面必须与车体外侧表面平齐。

（4）门扇运行状态有问题时；给门系统供气，门扇上的框架方档密封条与门框橡胶密封条的齿形应在门外侧贴合（见图5）。

若因门框制造和安装误差不能贴合，可通过调整上、下滑道弯曲部的前后位置来校正（见图6）
图5 门框胶条与框架方挡胶条图6 上下滑道弯曲部前后位置
底部撞块的调整：将门打开，直到上部缓冲头触及门框。

检查底部下支架23部件和底部橡胶挡块之间的距离约为2-3mm，可通过旋转橡胶挡块来调整，调整结束加螺纹锁固胶用螺母锁紧固定（见图6）。

（5）当出现关门后自动打开时说明98%开关与“门关到位”开关有问题。

98%位置开关安装在无杆气缸上。

当关闭到全行程的98%的位置时，发出信号，此信号用来屏蔽防挤压压力开关信号。

因此在门关闭到全行程的98%位置以后，没有防挤压功能。

接线方式如图7所示。

它的位置调整方法是：手推动门板使门板边缘离门框胶条约15mm处。

移动98%开关直至开关上的信号灯亮，旋紧开关上的小螺钉。

“门关到位”开关采用行和开关，一常开一常闭触点。

“门关到位”开关安装在门锁锁体上部塑料防护罩内，调整时取下塑料防护罩，关上车门，使开关处于完全松开状态，打开车门使开关的常开触点可靠接触。

具体接线如图7所示。

图7 “门关到位”开关
（6）脚蹬翻板指示灯不亮而脚蹬却已落下说明脚蹬位置开关有问题。

脚蹬位置开关采用微动开关，用于检测脚蹬位置。

压下此开关，脚蹬位置指示灯熄灭，表示脚蹬已收起。

调整此开关时，应注意脚蹬翻板收起时，微动开关应可靠压下；
脚蹬翻板落下，微动开关应处于自然状态。

接线如图8所示.。

图8 脚踏位置开关
3.3塞拉门闪缝故障
3.3.1故障现象
塞拉门在运行过程中，进行车组例检过程中，发现个别车塞拉门门扇与门框之间有缝隙，漏光、漏风或漏雨，但在hmi上显示门关闭并锁闭正常，故障车的ccu和故障门的dcu没有关于此现象的故障代码，此故障简称为塞拉门闪缝3.3.2故障分析
通过前期故障处理，在对某些关键尺寸稍加调整后可以使故障率下降，但是单纯的对某一部件进行调整，无法从根本解决闪缝问题。

塞拉门系统的开关门过程是主锁、气动锁、限位开关和dcu等关键部件配合的过程，因此单独的部件功能正常并不能保证门系统功能的正常。

因此，闪缝故障是由于以下几个原因同时造成的。

（1）门板受到外力影响，门扇在车内受到的外力来自两个方面，一方面是来自空调风压的影响，另一方面来自门扇下导轨尺寸误差的影响；由于门扇上部固定在门驱动的门携架上，整个门板处于以门携架为支点的悬臂结构，在门扇关闭过程中受到外力时，门扇下部在关闭过程中向外发生位移，下部气动锁动作后无法准确勾入门扇法兰而卡滞在门扇法兰盘外侧，阻止了门扇的正常关闭，造成闪缝。

（2）上下气动锁锁闭动作不同步，由于上部气动锁气路结构中有一个单向气阀控制流量，而下部气动锁与气动管路直接连接，因此在门扇关闭过程中上部
气动锁动作比下部气动锁慢，因此门扇关闭过程中稍遇外力，动作延迟便会造成气动锁卡滞在门扇法兰外部，造成闪缝。

（3）98%限位开关的位置与气动锁动作的关系，虽然调整98%限位开关可以改善闪缝故障，但是在运行一段时间后故障会复发，根据塞拉门电气原理图分析，塞拉门的dcu中可能已经设置门扇关闭位置记忆，98%限位开关位置的并不能完全控制门锁动作，只是限位开关位置与dcu设置的位置相近时，门功能正常，但是当限位开关位置与dcu设置不同时，门锁的动作还是执行dcu的指令，还是依靠dcu存储的记忆位置发出信号来控制门锁动作，因此98%限位开关位置对门锁动作的影响。

3.3.3故障处理
针对以上故障分析，在此次故障处理中采取了以下一些措施。

3.3.3.1外门受力测试
由于车辆在运行过程中，门扇在车内受到的外力只能来自空调风压和下导轨的尺寸误差。

在车辆静止时进行风压测试，由于受到作业环境的影响，无法进行模拟最后关门门扇的受力影响，因此采用手动对关闭过程的门扇施加外力模拟空调风压的影响，首先进行关门过程的塞拉门电机电流测试，试图找出门扇受力与电机电流的关系，但是由于塞拉门电机有过电流保护，且关门过程中，电机电流一直处于极限位置（电流大约为6a），当门扇在关闭过程中受到过大的外力，电流曲线只是出现剧烈的抖动，但是数值不会有明显变化，（如图3），图中红色曲线为塞拉门开关门电流，门扇由于受到电机过流保护的作用，会直接打开，重新尝试关闭，因此无法通过电流测试发现外力对门扇的影响（如图2）。

对门扇下导轨进行更换，前期由于下导轨的制作采用47±2mm的标准，可能会导致下部摆臂与下导轨配合不良，造成闪缝故障的出现，决定采用47±0.5mm 的下导轨，经过对武广线运营的高速动车组塞拉门系统的下导轨更换，高速动车组闪封故障率有所降低。

3.3.3.2上下气动锁同步性测试
由于门扇受到的异常外力的情况下出现，为了首先解决闪缝故障，在运营车
辆的下部气动锁处增加排气阀，减慢关门过程中下部气动锁的动作速度，事实证明这种方法已经基本解决闪缝问题，到目前为止武广运营的高速动车组再未出现过闪缝故障。

因此在测量的时候分别测量上下气动锁的动作时间，通过测试数据证明闪缝是由于下部气动锁动作过快造成，并通过测试数据的对比选用合适的调节阀调节下部气动锁的动作，保证上下气动锁动作的同步性，这样能保证消除闪封故障。

3.5其他故障
动车组在日常的使用过程中由于机械原因、电子原因、天气原因等内外因素的影响会出现一些其他的故障现象，以下是这些故障的原因和处理方法。

表3 其他故障的原因分析和处理
表3 其他故障的原因分析和处理
第4章动车组车门系统的日常管理和维护的改进方案4.1减少动车组运行中车门故障的数量
加强地面检修人员的业务技能培养。

作为动车组运营部门,最重要的一个环节就是动车组检修,始终坚持检修保运用的原则,抓好动车组各项检修工作。

首先就是要对地面检修人员进行基础的车门控制系统的培训和实地演练,做到每个人整体业务水平的提高。

加强随车乘务人员的理论培训和实地演练,可以通过现车模拟动车组运行途中出现的故障,对车门故障进行系统演练。

对每个可能发生故障的部位进行剖析,分析原因。

加强各项工艺标准的落实,无论是地面检修人员或是随车乘务人员,学习动车组相关检修工艺标准。

建立动车组车门故障管理台帐,由专人负责收录日常发生的车门故障,并通过对故障进行分析归类,掌握车门故障的规律,采取技术措施,有效控制车门故障的发生。

4.2加强对相关部件清洁和润滑
要通过对车门故障的统计分析,逐步摸索车门故障规律,适当调整有关部件检修周期,有效降低车门故障的发生。

定期对车门相关部件进行集中普查,如限位开关,门控器插线排、台阶踏板行程开关等,由于动车组高速运行,势必会造成限位开关偏移、线排松动或行程开关移位等现象,可以采取定期普查的方式消除车门较易发生的故障。

地勤人员根据机车交路情况,合理安排班中工作,主动了解机车运行中存在的问题, 提前做好闸瓦备品，机车滑油的准备,做好小辅修作业人员地勤作业兼在岗培训，在机车进库较集中的时间段，抽调小辅修人员协助检查，均衡地勤作业,提高机车检查质量。

按轮次确定地勤作业范围。

按机车走行公里,分轮次确定机车进库检查范围,综合分析机车整备信息与碎修、临修、小辅修信息、将整备检查、走行部检测信息与动态检测信息反馈相结合,找出各轮次的检查重点,明确各轮次的作业流程。

通过不断引进和运用机车检测的各种先进设备与手段,加强机车状态把控,逐。