康尼车门结构原理.docx

1、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

2、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： 2

3、088+3/-2mm水平通过尺寸（宽度）： 140010mm垂直通过尺寸（高度）： 186010mm开门时间： 3.50.5s（可调）关门时间： 3.50.5s（可调）允许温度范围： -25 C +40 C允许最大湿度： 95 %供给电压： 77137VDC门组成的总重量： 1755kg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： 30 x 60 mm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

4、、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

5、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

6、、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

7、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

8、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4-13 LS型螺母锁闭装置工作原理图图4-14 LS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

9、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

10、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

11、；（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

12、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

13、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NF F 16-101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

14、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）列车控制系统检测列车状态EDCU接收到开门指令EDCU控制电路接通电机电源电机通电并工作端面解锁装置解锁（螺母锁紧装置退出丝杆的锁闭段）携门架上的滚轮、上滑道、摆臂、下滑道及短导柱配合，实现塞拉携门架、长导柱、上下滑道配合

15、，实现平移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EDCU控制电路接通电机电源电机通电并工作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）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钢丝绳带动端面解锁装置滑轮滑轮转动带动解锁装置解锁，并启动紧急解锁行程开关

16、S3门控器EDCU收到相应信号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

17、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

18、00保持01保持10关11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

19、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

20、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，

21、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. 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

22、，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

23、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

24、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-

25、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

26、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，

27、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-D 9-孔。（三）RS 485接口RS 485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-D 9-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

28、4-2 电子门控器的输入和输出信号引脚LED信号状态X1:1I0紧急解锁开关“1” = 门紧急解锁X1:2I2隔离开关“0” = 门隔离X1:3I4关到位开关“0” = 门关到位X1:4I6门地址编码位1X1:5I8门地址编码位3X1:6COM1输入口I10I13公共端-X1:7I11关门列车线“1” = 关门X1:8I13零速列车线“1” = 车速=1Km/hX1:9I14未使用X1:10I15未使用X1:11COM0输入口I0I9公共端-X1:12I1锁到位开关“0” = 门锁到位X1:13I3未使用X1:14I5未使用X1:15I7门地址编码位2X1:16I9门地址编码位4X1:17I1

29、0开门列车线“1” = 开门X1:18I12再关门列车线“1” = 再关门X1:19COM2未使用X1:20COM3未使用X2:1FG门位置传感器屏蔽保护FGX2:2VP-门位置传感器电源负-X2:3VP+门位置传感器电源正+X2:4POS3门位置传感器信道3脉冲信号X2:5POS2门位置传感器信道2脉冲信号X2:6POS1门位置传感器信道1脉冲信号X3:1NC未使用X3:2POW-电源负-X3:3O4NO未使用X3:4O5NO 未使用X3:5ENB1紧急解锁开关“1” = 门紧急解锁X3:6NC未使用X3:7O1车门切除指示灯“1” = 指示灯亮X3:8O3未使用X3:9POW+电源正+110VDCX3:10COM4未使用X3:11O4NC未使用X3:12O5NC未使用X3:13COM5未使用X3:14ENB2未使用X3:15O0内侧车门指示灯“1” = 指示灯亮X3:16O2蜂鸣器“1” = 蜂鸣