城市軌道交通車輛車門行程開關(guān)故障分析及改進(jìn)方案

陳園園

摘要：隨著城市發(fā)展進(jìn)程的加快，促使城市軌道交通建設(shè)呈現(xiàn)快速發(fā)展趨勢(shì)。車輛車門系統(tǒng)中的行程開關(guān)是保證車輛車門正常運(yùn)行的關(guān)鍵部件，而行程開關(guān)具有控制回路安全及檢測(cè)車門安全狀態(tài)的作用，并且，行程開關(guān)部件的日常使用頻率較高，其結(jié)構(gòu)組成較為復(fù)雜，很容易在日常使用過程中發(fā)生故障問題。本文針對(duì)城市軌道交通車輛車門系統(tǒng)的行程開關(guān)故障問題進(jìn)行簡要的論述，并且，針對(duì)這些故障問題提出了有效的改進(jìn)方案。

關(guān)鍵詞：車門行程開關(guān)；故障分析；改進(jìn)方案

引言

城市軌道交通車輛的每節(jié)車廂每側(cè)都會(huì)設(shè)置3-5個(gè)車門系統(tǒng)，車門系統(tǒng)數(shù)量合理設(shè)置，方便乘客的上車下車。在城市軌道交通車輛的實(shí)際運(yùn)行過程中，為了保證行車的安全性，常見的安全功能要求是車輛車門在運(yùn)行過程中不會(huì)被打開，而為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)要求，就要保證車輛車門系統(tǒng)的鎖閉狀態(tài)信號(hào)，能夠正常的接入安全回路中。因此，城市軌道交通車輛車門系統(tǒng)的各項(xiàng)功能要保證其可靠性，這也是列車運(yùn)行安全性和實(shí)際可用性的基本保障。城市軌道交通車輛在實(shí)際運(yùn)行過程中，會(huì)頻繁啟停，并且，車輛的車門數(shù)量較多且人流量較大，容易造成車輛車門系統(tǒng)的故障。同時(shí)，城市軌道交通車輛車門系統(tǒng)的行程開關(guān)是其車門系統(tǒng)監(jiān)控環(huán)節(jié)中的重要部件，由于這個(gè)部件的使用頻率高且工作強(qiáng)度大，會(huì)導(dǎo)致相關(guān)故障的頻發(fā)。

一、行程開關(guān)故障分析

1、行程開關(guān)裂紋故障

車輛車門系統(tǒng)的行程開關(guān)所工作的環(huán)境惡劣且使用頻率較高，這就使得車門行程開關(guān)容易發(fā)生損壞，其中，開關(guān)裂紋是常見的故障問題，主要包含自發(fā)白紋、過載與腐蝕裂紋。行程開關(guān)的殼體受溫度交替等環(huán)境因素的影響，其內(nèi)部釋放的應(yīng)力就會(huì)產(chǎn)生微裂紋（自發(fā)白紋）。但是，這種裂紋現(xiàn)象與過載裂紋、腐蝕裂紋不同，這些裂紋的兩端需要通過材料的交聯(lián)來保持綁定狀態(tài)，這也使得出現(xiàn)自發(fā)白紋的車門行程開關(guān)，仍舊能夠承受相關(guān)負(fù)載，不會(huì)影響車門行程開關(guān)的性能。

上圖中，所標(biāo)注的1、2、3位置均為自發(fā)白紋的易發(fā)部位，其中，位置1與位置2為在安裝柱區(qū)域，位置3在螺紋固定區(qū)域，當(dāng)這些位置出現(xiàn)自發(fā)白紋故障時(shí)，僅受到開關(guān)殼體的內(nèi)部應(yīng)力影響。

相較于自發(fā)白紋故障問題，機(jī)械過載和較強(qiáng)腐蝕都是導(dǎo)致車輛行程開關(guān)出現(xiàn)裂紋故障的原因。因此，車輛車門行程開關(guān)無法載重，以及開關(guān)組成材料的屬性被削弱，從而導(dǎo)致車輛車門行程開關(guān)的整體性能下降，如列車或車門控制單元接接收到錯(cuò)誤的車門狀態(tài)。

2、行程開關(guān)不導(dǎo)通故障

城市軌道交通車輛車門系統(tǒng)中行程開關(guān)的不導(dǎo)通故障，會(huì)導(dǎo)致車門必須被隔離，故障車晚點(diǎn)甚至無法繼續(xù)服務(wù)，而造成行程開關(guān)不導(dǎo)通故障問題的主要原因，是車輛車門關(guān)閉回路出現(xiàn)故障問題。

上圖中，車門處于未關(guān)閉，未隔離，未被緊急操作狀態(tài)。所標(biāo)注的S1為關(guān)閉并鎖閉開關(guān)，S2和S3為左右門扇關(guān)閉開關(guān)，S4為車門隔離開關(guān)，S5為常閉緊急解鎖開關(guān)。只有從S1到S5正常導(dǎo)通，車門行程開關(guān)才會(huì)發(fā)出車門回路閉合的信號(hào)，從而車輛才能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行。

3、行程開關(guān)故障的原因分析：

（一）安裝及制造工藝問題

開關(guān)觸點(diǎn)都是具有較高精密度的接觸部件，如果，這些部件在制造過程中，產(chǎn)生的誤差不符合實(shí)際的工藝制造要求，這就會(huì)導(dǎo)致開關(guān)接觸不良，同時(shí)，開關(guān)觸點(diǎn)的接觸面積較小也會(huì)使開關(guān)在瞬間接觸時(shí)，電弧放電較大造成開關(guān)被燒毀。

（二）觸點(diǎn)腐蝕問題

開關(guān)觸點(diǎn)的組成材質(zhì)多為銀鎳合金，如果，開關(guān)維護(hù)保養(yǎng)不當(dāng)，那么，會(huì)造成開關(guān)觸點(diǎn)位置污染腐蝕嚴(yán)重，從而影響行程開關(guān)的導(dǎo)電性能，進(jìn)而無法實(shí)現(xiàn)信號(hào)的有效傳遞。

（三）運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)失效問題

車輛車門系統(tǒng)中行程開關(guān)在閉合時(shí)，其內(nèi)部的常開觸點(diǎn)被釋放，觸橋通過復(fù)位彈簧與常閉觸點(diǎn)進(jìn)行接觸。如果，行程開關(guān)內(nèi)部的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)失效，那么，觸橋無法實(shí)現(xiàn)信號(hào)的導(dǎo)通，從而無法建立安全回路以及無法牽引列車。

二、行程開關(guān)改進(jìn)方案

1、針對(duì)行程開關(guān)裂紋故障的改進(jìn)措施

①優(yōu)化行程開關(guān)殼體的相關(guān)注塑參數(shù)，并且，通過改進(jìn)注模工藝，來減少行程開關(guān)殼體的內(nèi)部應(yīng)力；

②在安裝行程開關(guān)時(shí)，要嚴(yán)格按照相關(guān)的施工工藝進(jìn)行安裝；

③選用具有較強(qiáng)可靠性的緊固方式，如臺(tái)階螺栓、彈性卡簧；

④結(jié)合實(shí)際的工程概況來選擇厚壁開關(guān)；

⑤城市軌道交通車輛在進(jìn)行常規(guī)月檢時(shí)，檢修人員要注重對(duì)行程開關(guān)殼體的表面狀況進(jìn)行詳細(xì)檢查，針對(duì)出現(xiàn)裂紋的部位要及時(shí)更換。

2、針對(duì)行程開關(guān)不導(dǎo)通故障的改進(jìn)措施

①在檢修車輛的過程中，要對(duì)行程開關(guān)的外觀進(jìn)行詳細(xì)檢查，如破損、腐蝕等，要及時(shí)進(jìn)行更換；

②當(dāng)觸點(diǎn)表面存在氧化問題時(shí)，可以利用具有較高IP防護(hù)等級(jí)的車門行程開關(guān)；

③在進(jìn)行車門行程開關(guān)選擇時(shí)，針對(duì)小電流的電路，可以使用金觸點(diǎn)開關(guān)；

④當(dāng)接觸點(diǎn)表面存在氧化層，可以利用加大安全回路電流的方式進(jìn)行氧化層的清理。

三、結(jié)束語

綜上所述，城市軌道交通車輛車門系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)具有較大的復(fù)雜性，其控制的相關(guān)信號(hào)較多，而車門行程開關(guān)是機(jī)械位移與電氣信號(hào)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換的橋梁，因此，本文針對(duì)行程開關(guān)的故障表現(xiàn)形式、故障原因著手分析，給出了相應(yīng)建議解決措施，以幫助行程開關(guān)在車門系統(tǒng)中的實(shí)際使用，保證車門系統(tǒng)的正常工作，為車輛的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供基礎(chǔ)保障。

參考文獻(xiàn)

[1]張亮亮，陳東東.城市軌道交通車輛車門行程開關(guān)故障分析及改進(jìn)方案[J].城市軌道交通研究，2017，02：72-75.

（作者單位：IFE-威奧軌道車輛門系統(tǒng)（青島）有限公司）