康尼车门结构原理.docx
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康尼车门结构原理
第四章客室车门系统
第一节概述
深圳地铁2号线列车选用了南京康尼机电新技术有限公司的客室车门系统，其结构为对开式电动塞拉门。
客室车门系统由电子门控器（EDCU）控制。
其中，每辆车1/3门和2/4门的门控器为主电子门控器（MDCU），其余门的门控器为本地电子门控器（LDCU）。
主电子门控器与MVB列车总线相连，本地电子门控器与RS485车辆总线相连。
通过MVB总线和RS485总线，电子门控器与列车控制系统进行信息交换。
电子门控器可传送门的不同状态信息（例如“紧急装置工作”）和诊断信息（例如“门位置传感器失灵”）。
一、客室车门的分布（图4-1）
每节地铁车辆配置有10个客室车门，每侧5个，呈左右对称分布。
左侧门和右侧门的定义如下：
当从车辆的2位端向1位端看去时，人的左侧的门定义为车辆的左侧门，另一侧门定义为车辆的右侧门。
图4-1客室车门的分布和编号示意图
二、客室车门的编号（图4-1）
车门是根据其两个门页的编号组合进行标识：
沿着每辆车的左侧，从车辆的1位端到2位端，门页用从1到19之间的奇数进行连续编号；
沿着每辆车的右侧，从车辆的1位端到2位端，门页用从2到20之间的偶数进行连续编号；
左侧1/3号门，右侧2/4号门应是最靠近车辆1位端的车门；
左侧17/19号门，右侧18/20号门应是最靠近车辆2位端的车门。
三、主要技术参数
入口宽度：
1700+4/-3mm
入口高度：
2088+3/-2mm
水平通过尺寸（宽度）：
1400±10mm
垂直通过尺寸（高度）：
1860±10mm
开门时间：
3.5±0.5s（可调）
关门时间：
3.5±0.5s（可调）
允许温度范围：
-25°C～+40°C
允许最大湿度：
95%
供给电压：
77～137VDC
门组成的总重量：
175±5kg
列车最高持续运行速度：
80km/h
车内的最大过压：
关门时客室最大为50Pa
最大挤压力：
有效力150N、峰值力300N
能检测到的最小物体尺寸：
30x60mm
第二节客室车门的组成及部件结构
一、客室车门组成（图4-2）
客室车门主要由接口部件、承载驱动机构、内部和外部解锁装置、隔离开关、平衡轮组件、门扇、运动导向装置和电子门控器组成。
1.左门扇2.右门扇3.嵌块4.门槛5.摆臂组件（左）6.摆臂组件（右）7.门隔离开关8.外操作装置9.内操作装置10.安装架（两侧）11.安装架（中）12.平衡轮组件13.电子门控器14.上压条15.左侧压条16.右侧压条17.承载驱动机构18.内操作钢丝绳组件19.外操作钢丝绳组件
图4-2客室车门系统组成图
图4-3客室车门实物图
（一）接口部件
接口部件是车门系统与车体联结的机械过渡部件，包括安装架（3件）、上压条、左右侧压条和嵌块、门槛。
1．安装架（图4-4和图4-5）
安装架用于驱动承载机构与车体之间的联接，安装架分为安装架（两侧）和安装架（中）。
通过安装架的联结，驱动承载机构被固定在车体上。
图4-4安装架与车体联结示意图图4-5安装架（中）实物图
2．压条（图4-6）
图4-6压条实物图
在客室车门的门框上装有上压条和左、右侧压条。
在车门关闭的情况下，压条与门扇的周边胶条配合，以保证门扇的防水密封性。
3．门槛和嵌块（图4-7）
门槛安装在车体上，在门槛上安装有嵌块，嵌块与安装在门扇上的挡销相配合，可以实现门处于关闭状态时的挠度要求。
图4-7门槛和嵌块实物图
（二）承载驱动机构（图4-8）
承载驱动机构是车门系统的核心部件，是车门的驱动机构和执行机构，它由基架、驱动部件、丝杆、长导柱、短导柱、携门架、LS型锁闭装置、端面解锁装置和各行程开关组成。
图4-8承载驱动机构
图4-9承载驱动机构实物图
1.基架
基架直接与安装架联结，被固定安装在车体上，其作用是为承载驱动机构其它部件的安装提供基础（参见图4-8）。
2.驱动部件（图4-10）
图4-10驱动部件实物图
驱动部件作为车门实现开关动作的动力来源，安装在承载驱动机构上。
驱动装置包括一个直流电机和一个齿轮减速装置，电机受电子门控器的控制。
通过一个齿轮箱减速装置，电机的旋转运动传递到丝杆并最终带动门扇运动。
3.丝杆
丝杆是车门系统能实现开关门动作的动力传递部件（参见图4-10）。
通过三个支承（前支承、后支承和中间支承），丝杆被安装在基架上。
4.长导柱和短导柱（图4-11）
图4-11长导柱和短导柱
长导柱安装在3个挂架上，3个挂架分别在3根短导柱上移动，3根短导柱通过整个机构的一个基架安装在车体结构上。
长导柱为门的纵向移动提供自由度并保证在开/关门过程中门板与车体平行；短导柱承受门板的重量并为门提供横向移动自由度。
5.携门架（图4-12）
图4-12携门架
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扇传送到机构。
携门架通过螺钉牢牢地安装在门扇上。
所以携门架将门扇的所有重量和动力传送给长导柱。
在携门架与门板连接处，提供了一个偏心调节装置（图4-12中偏心轮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（图4-12中偏心轮2），该装置用来调节门扇与车体之间的平行度。
6.LS型螺母锁闭装置（图4-14）
图4-13LS型螺母锁闭装置工作原理图
图4-14LS型螺母锁闭装置
丝杆的螺旋槽分为三段：
一段是螺旋升角大于摩擦角的工作段，一段是螺旋升角小于摩擦角的锁闭段，以及介于这两者之间的过渡段。
在过渡段，丝杆的螺旋升角由非自锁逐渐过渡到自锁；当螺纹的螺旋升角小于磨擦角时，螺纹具有自锁功能，LS型锁闭装置应用的就是该原理。
在丝杆的锁闭段，依靠自锁的原理丝杆将螺母锁闭装置锁紧，即可靠地锁住了门；当电机使丝杆正、反双向转动时，使LS锁闭装置和门产生与丝杆轴线相平行方向同步移动，通过使螺母锁闭装置进入与退出丝杆的锁闭段来实现门机的锁闭与无源自解锁。
7.端面解锁装置
端面解锁装置安装在驱动承载机构上，由轮叉、拨杆、S3行程开关、内操作钢丝绳组件和外操作钢丝绳组件组成。
通过操作内外紧急解锁开关，钢丝绳带动轮叉。
8.行程开关
每个车门系统有四个行程开关，分别是锁到位开关S1、门隔离开关S2、紧急解锁开关S3和关到位开关S4。
其中，门隔离开关S2安装在右侧门框立柱隔离开关组件盒中，其余三个行程开关均安装在驱动承载机构上。
四个行程开关的信息与来自列车控制系统的指令一起控制车门的开与关。
（三）电子门控器（图4-15）
图4-15电子门控器实物图
每个客室车门配置有一个电子门控器，电子门控器安装在客室车门左侧（由内往外看）相邻的第一个侧顶板内。
其中，每辆车的1/3门和2/4门的门控器为主电子门控器（MDCU），其余门的门控器为本地电子门控器（LDCU）。
根据列车控制信号（“开/关门列车线”、“再关门列车线”、“零速列车线”）和门驱动机构上元件（关到位开关、锁到位开关、隔离开关、紧急解锁开关）发出的信号，电子门控器控制车门的开启和关闭。
（四）解锁装置
1.紧急出口装置—内操作装置（图4-16）
图4-16内操作装置实物图
为了能够在紧急情况下解锁并打开车门，在内侧墙上装有一把手柄。
操作该手柄，将会：
（1）启动一个电动限位开关，并发出“紧急操作”信号；
（2）通过牵拉钢丝绳，端面解锁装置被释放；
（3）如果车辆处于静止状态时，可以手动将门打开；
（4）如果车辆处于运动状态时，电机将作于关门方向300N、可持续3分钟的力，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。
2.紧急入口装置—外操作装置（图4-17）
图4-17外操作装置实物图
在A车的18/20门的外侧以及B、C车的1/3门、18/20门的外侧（也就是说，每列车共有10个外部紧急解锁装置），各设置了一个紧急入口装置，紧急情况下乘务员可以利用四方钥匙操作该装置以进入车内。
该装置激活的原理与内操作装置相同。
（五）隔离开关（图4-18）
图4-18隔离开关实物图
在每套门系统的右门扇（从内往外看）上装有一把隔离开关，以实现门的机械隔离。
隔离开关S2位于右侧门框立柱隔离开关组件盒中（参见图4-19）。
图4-19门隔离开关
（六）平衡轮组件（图4-20）
图4-20平衡轮组件实物图
在每扇门板上部的后沿，与一个安装在机构上的平衡轮组件在关门位置上啮合，以防止由于任何可能的垂直向上力使门板偏移。
平衡轮组件安装在车体上。
（七）门扇
门板为铝蜂窝复合结构，具有铝框架、铝蒙板和铝蜂窝芯，采用热固化。
为加强机械强度，蒙板的周边都包在铝框架上。
除了一些用于支撑门板和实现门板导向运动的部件外，门板内表面是平的。
窗玻璃粘接到门板上并与门板的外表面平齐。
门板周边装有胶条，与门框上的压条配合，以实现门的周边密封。
门板前沿装有一个特殊的中空胶条，以防夹住障碍物。
胶条的烟火特性符合NFF16-101标准。
（八）运动导向装置（图4-21和图4-22）
运动导向装置包括上滑道、上滑道滚轮、下滑道和摆臂组件。
通过滑道（呈一定的形状，实现相关的横向和纵向运动），门扇可以实现沿设定的轨迹运动。
图4-21上滑道及滚轮实物图
上滑道安装在驱动承载机构上，携门架上有一滚轮在上滑道里运动。
下滑道安装在门扇上，一个安装在车体结构上的滚轮摆臂装置与该滑道啮合，以提供所要求的导向运动。
该导向部件仅承受横向力，不承受纵向或垂向力。
图4-22下滑道及摆臂组件
图4-23摆臂组件实物图
第三节客室车门系统的工作原理
当门完全关闭时，门扇与车辆的外表面平齐。
开门时，门扇一开始就进行横向+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。
客室车门系统的工作原理图如下：
图4-24车门工作原理示意图
图4-25客室车门工作原理框图
一、开门的工作原理
车门打开需要满足两个条件：
一是列车发出开门指令，二是列车处于停止状态。
客室车门的开门过程如下：
列车控制系统发出开门指令（按压开门按钮或者自动运行模式下的自动开门指令）à列车控制系统检测列车状态àEDCU接收到开门指令àEDCU控制电路接通电机电源à电机通电并工作à端面解锁装置解锁（螺母锁紧装置退出丝杆的锁闭段）à携门架上的滚轮、上滑道、摆臂、下滑道及短导柱配合，实现塞拉à携门架、长导柱、上下滑道配合，实现平移à车门开启直到完全打开。
二、关门的工作原理
客室车门的关门过程如下：
列车控制系统发出关门指令（按压关门按钮或者自动运行模式下的自动开门指令）EDCU接收到关门指令àEDCU控制电路接通电机电源à电机通电并工作à车门开始关闭检测列车状态（由关到位开关S4和锁到位开关S1检测、障碍检测等）à进行下一步动作直到门完全关闭。
三、门隔离的工作原理
在车门关闭状态下，操作门隔离开关，可以使车门机械锁住，电气上从安全环路上隔离。
该门即从列车控制系统中隔离开来，不受列车控制系统的控制。
四、紧急操作的工作原理
操作内操作装置手柄或外操作装置钥匙à钢丝绳带动端面解锁装置滑轮à滑轮转动à带动解锁装置解锁，并启动紧急解锁行程开关S3à门控器EDCU收到相应信号à门控器根据列车状态进行下一步动作（若零速信号有效，则车门解锁，可手动打开车门；若零速信号无效，则电机朝关门方向施加一个300N、持续3分钟的力，以阻止车门被打开）。
第四节车门系统功能
一、电子门控器的功能
接通电源可启动电子门控器，将引起：
（一）门关上和锁紧时：
门被启动并保持关闭，并按后续命令实现更多的功能。
（二）门未关上和锁紧时：
电子门控器此时无法监控门的位置。
因此，对一个没有关上和锁紧的门，在零速列车线有效的情况下，将会运行初始化例行程序，该程序将以低速关闭门直到门达到关上和锁紧位置一次。
在零速列车线无效的情况下，门不动作。
在第一次上电初始化关门的过程中障碍检测系统正常工作。
通过USB服务接口可以将电子门控器的状态信息和诊断信息传送给使用康尼公司诊断软件的便携式电脑。
二、零速列车线
只有零速列车线有效才有可能打开门，在这种情况下内部安全继电器（位于电子门控器中）直接由此信号（硬连线）激活。
安全继电器的电流消耗约为10mA。
激活的安全继电器将接通接到电机电源的接线，从而使软件可以在开门方向上驱动门机构。
零速列车线无效时开启的门将立即开始关闭。
三、开关门功能
门的开启和关闭是由表4-1和图4-26中零速列车线、开/关门列车线的电平决定的。
在门的整个关闭过程中内部报警灯闪亮报警（1HZ）。
表4-1门状态受列车线控制的逻辑关系
零速列车线
开/关门列车线
门的状态
0
0
保持
0
1
保持
1
0
关
1
1
开
图4-26开关门电路
（一）开门
1.通过激活开门列车线开门
激活开/关门列车线，延时设定的时间后，车门开始开启。
可以使用车门维护软件将延迟时间（出厂时为0秒）在0至4秒之间进行调节。
门开启到开门终点位置后保持在这一位置，直到再接收到关门指令。
如果在开门过程中开/关门列车线无效，开门顺序转变为关门顺序，门将关闭到关门终点位置。
2.通过维护按钮开门
在开/关门列车线电平没有变化时，维修人员可通过操作维护按钮打开相应的门，再次操作维护按钮时，开门顺序会转变为关门顺序。
（二）关门
1.通过激活开/关门列车线关门
开/关门列车线由有效转变为无效后，通知车门关闭：
在提醒声响3秒钟后，车门开始关闭。
可以使用车门维护软件将延迟时间（出厂时为3秒）在0至4秒之间进行调节。
如果在关门过程中关门列车线无效，同时开门列车线也无效，门仍然会关闭到关门终点位置。
如果在关门过程中开/关门列车线和零速列车线有效，门将执行开门动作。
2.通过维护按钮关门
在开门列车线无效时，可通过操作维护按钮将门关闭，门立即开始关闭。
再次操作维护按钮时，关门顺序会转变为开门顺序。
3.通过零速列车线无效的方式关门
如果零速列车线变为无效，门立即开始关闭。
再要打开门已不可能。
（三）再开门列车线
在发出关门指令后，发现安全互锁回路信号没有给出，可通过按压“再开门”按钮以激活再开门列车线，使没有关到位的车门重新打开后再关闭，关到位的车门不动作。
四、车门状态指示功能（图4-27）
（一）指示灯
图4-27车门状态指示灯
1.开关门状态指示灯
在每个客室侧门的上方均设有一个橙黄色的指示灯。
（1）当指示灯亮时表示该门开启；
（2）当指示灯闪烁时（1HZ），表示已发出关门指令，有关的车门尚未关上或尚未锁住；
（3）车门全部关好后橙黄色指示灯灭；
（4）在连续3次关门过程中均检测到障碍物，指示灯持续明亮，直到开门或关门指令重新将门启动。
2.车门切除指示灯
在每个客室侧门内侧上方均设有红色指示灯。
该灯亮表示有关车门已切除，不能操作。
（二）蜂鸣器
在每个客室侧门的上方均设有一个蜂鸣器，当蜂鸣器鸣响时（1HZ），表示已发出关门指令，有关的车门尚未关上或尚未锁住。
如果操作了紧急解锁装置，蜂鸣器将持续鸣响，复位后蜂鸣器停止鸣响。
五、紧急解锁功能
为了在紧急状态下手动开门，设有紧急解锁装置。
操作紧急装置使锁闭装置解锁，并使锁闭装置处的限位开关动作。
操作紧急解锁装置后，装置将被定位在操作状态。
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激活门的操作。
（一）当零速列车线有效时（速度<1km/h），操作紧急解锁装置将会引起：
1.通过钢丝绳手动操作制动装置，从而对门进行解锁；
2.门驱动单元上制动装置处的紧急解锁开关将发生动作；
3.向电子门控器发出信号；
4.蜂鸣器持续鸣响；
5.门可通过手动在开门和关门方向上移动。
（二）当零速列车线无效时（速度>1km/h）操作紧急解锁装置将会引起：
1.紧急解锁开关被触动，门机械解锁。
这将会引起：
（1）将一扇门板推向打开方向的力至少300N；
（2）“安全互锁回路”由紧急解锁开关的NC触头断开。
2.电机作用在门板关门方向300N的力持续时间为3分钟，3分钟后电机电流变小，反向作用力变小。
图4-28当零速列车线无效时（速度>1km/h）往开门方向推动单扇门板所需推力的测量方法
六、障碍检测功能
（一）关门过程的障碍检测
关门过程中障碍由下列系统监测：
1.电机电流监控：
每次关门过程中电机正常关门电流曲线已被存储并自动调整。
如果电机的实际电流超过额定值，障碍检测被激活。
最大电流值并不恒定，由门的位置和前几次关门运动的电流决定。
即使当电子门控器的电源关闭时，最大电流值也会被存储下来。
所以，如果电子门控器换到其它任何门上，必须要通过揿下维护按钮的方式对其进行初始设置，揿下时间要不少于1.5秒（从接通电源开始计算）。
2.路程／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。
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（≤150N）。
之后车门将自动打开200mm（打开距离可调）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（循环次数可调），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。
（二）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6次。
开门时若有障碍会使开门循环停止1秒，在6次开门动作之后门将会停在此位置并且电子门控器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。
七、门隔离功能
对关闭的门使用乘务员钥匙可操作门隔离装置，该操作将触动门隔离开关。
隔离开关的NC触点向电子门控器发出一个信号，电子门控器会关闭门所有运动功能，保留故障诊断及通讯功能，并使车门切除指示灯持续明亮（参见图4-27）。
门隔离开关的NO触点优先于安全互锁回路，门已被机械锁住。
八、单个车门电源切断功能
为了进行维修工作，可通过关闭位于内部驱动机构的电源开关来切断一扇门区域的电源。
九、安全互锁回路
安全互锁回路是由下列触点串连连接而成的：
关到位开关、锁到位开关上的NC触点和紧急解锁开关上的NC触点。
只有当安全互锁回路闭合时列车才能牵引，如果车门被隔离，则安全互锁回路将被忽略。
第五节电子门控器
一、概述
图4-29一辆车中门控器之间的关系
客室车门由主电子门控器（MDCU）和本地电子门控器（LDCU）控制。
根据列车控制信号（“开/关门列车线”，“在开门列车线”，“零速列车线”）和门驱动机构上元件（关到位行程开关、锁到位行程开关、门隔离行程开关和紧急操作行程开关）发出的信号，电子门控器控制车门的开启和关闭。
电子门控器是可编程的，包含16路输入信号（I0-I15）和6路输出信号（O0-O5），它是由系统存储器中的软件控制。
电机驱动部分包含为门驱电机供电所必需的功率电子电路。
与门逻辑单元连接的接口提供驱动门电机必需的控制。
另外，电机驱动部分将信息返回给门逻辑单元（例如电机的电流）以确保车门持续和可靠地运行。
电子门控器可传送门的不同状态信息（例如“紧急装置工作”）和诊断信息（如“门位置传感器失灵”）。
使用车门诊断软件能够显示存储在可编程只读存储器中的电子门控器的软件版本信息。
在电子门控器的外壳上也贴有标签，在此标签上标有从“01”到“12”的数字，它是软件号的最后两位，即，若软件号是MK7020R01，则在标签“01”处标记，如果更改一次软件，软件号的最后两位就要升高（例如“02”对应于软件号MK7020R02）。
另外，操作门控器上面的维护按钮，通过门控器上面的LED显示灯也可以判断出车门控制软件的版本。
二、电子门控器上的接口
（一）USB接口
电子门控器上设置有一个带有一个USB插头的服务接口，其作用是：
1.用于加载软件（EDCU软件MK7020Rxx/PC加载软件）；
2.用于诊断（PC诊断软件）；
（二）MVB接口
MVB接口用于连接列车控制系统（TMS）和主电子门控器的数据总线，包括两个插座Sub-D9-孔。
（三）RS485接口
RS485接口用于连接主门控器和本地电子门控器的数据总线，包括两个插座Sub-D9-孔。
（四）维护按钮
维护按钮的作用是：
1.在车速<=1Km/h时，维修人员可通过操作维护按钮开关此门；
2.初始化电机电流曲线。
（五）跳线
在电子门控器的内部有一个跳线，用于设置电子门控器的工作状态，分别为运行和编程状态。
三、电子门控器的输入和输出信号（表4-2）
表4-2电子门控器的输入和输出信号
引脚
LED
信号
状态
X1:
1
I0
紧急解锁开关
“1”=门紧急解锁
X1:
2
I2
隔离开关
“0”=门隔离
X1:
3
I4
关到位开关
“0”=门关到位
X1:
4
I6
门地址编码
位1
X1:
5
I8
门地址编码
位3
X1:
6
COM1
输入口I10~I13公共端
-
X1:
7
I11
关门列车线
“1”=关门
X1:
8
I13
零速列车线
“1”=车速<=1Km/h
X1:
9
I14
未使用
X1:
10
I15
未使用
X1:
11
COM0
输入口I0~I9公共端
-
X1:
12
I1
锁到位开关
“0”=门锁到位
X1:
13
I3
未使用
X1:
14
I5
未使用
X1:
15
I7
门地址编码
位2
X1:
16
I9
门地址编码
位4
X1:
17
I10
开门列车线
“1”=开门
X1:
18
I12
再关门列车线
“1”=再关门
X1:
19
COM2
未使用
X1:
20
COM3
未使用
X2:
1
FG
门位置传感器屏蔽保护
FG
X2:
2
VP-
门位置传感器电源负
-
X2:
3
VP+
门位置传感器电源正
+
X2:
4
POS3
门位置传感器信道3
脉冲信号
X2:
5
POS2
门位置传感器信道2
脉冲信号
X2:
6
POS1
门位置传感器信道1
脉冲信号
X3:
1
NC
未使用
X3:
2
POW-
电源负
-
X3:
3
O4NO
未使用
X3:
4
O5NO
未使用
X3:
5
ENB1
紧急解锁开关
“1”=门紧急解锁
X3:
6
NC
未使用
X3:
7
O1
车门切除指示灯
“1”=指示灯亮
X3:
8
O3
未使用
X3:
9
POW+
电源正
+110VDC
X3:
10
COM4
未使用
X3:
11
O4NC
未使用
X3:
12
O5NC
未使用
X3:
13
COM5
未使用
X3:
14
ENB2
未使用
X3:
15
O0
内侧车门指示灯
“1”=指示灯亮
X3:
16
O2
蜂鸣器
“1”=蜂鸣
升级会员 