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[摘 要]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]高速动车组；塞拉门；故障
中图分类号：U292.914 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）16-0015-01
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。本文针对CRH3型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了处理经验。
1 高速动车组塞拉门结构及原理
高速动车组塞拉门主要由门框、锁闭机构、驱动单元、门扇四部分组成。
其中门框采用整体式门框，由铝型材和铸铝件拼焊而成，内部充填发泡隔热材的结构，该结构具有较高的隔音隔热性能；锁闭机构由气动锁、气动单元、主锁、限位开关等构成；驱动单元采用直流电机进行驱动。
塞拉门控制原理：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。
高速动车组塞拉门在运营初期存在的常见开关门故障可分为塞拉门闪缝故障；塞拉门开门故障。
2 塞拉门关门故障
2.1 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（如图1所示）。
2.2 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。
2.3 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。
2.3.1 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。
2.3.2 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.结束语
塞拉门在高速动车组应用中具有自身的优势，但是由于机械结构及电气控制系统复杂，因此在运营过程中也会存在一些问题，车门系统故障是影响列车正常运营的主要故障之一，本文分析了高速动车组在运营中存在的常见问题，并提出了解决方案，自从采取上述措施调整后，高速动车组塞拉门已基本不存在常见的开关门故障，收到了良好的效果，达到了降低故障率，提高了高速动车组运营的安全性和稳定性。
参考文献
[1] IFE威奥轨道车辆门系统有限公司 塞拉门用户文件 [Z]2011
[2] 鄢桂珍 宋正飞 铁路客车用自动塞拉门[J] 铁道车辆2000（3）
[关键词]高速动车组；塞拉门；故障
中图分类号：U292.914 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）16-0015-01
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。本文针对CRH3型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了处理经验。
1 高速动车组塞拉门结构及原理
高速动车组塞拉门主要由门框、锁闭机构、驱动单元、门扇四部分组成。
其中门框采用整体式门框，由铝型材和铸铝件拼焊而成，内部充填发泡隔热材的结构，该结构具有较高的隔音隔热性能；锁闭机构由气动锁、气动单元、主锁、限位开关等构成；驱动单元采用直流电机进行驱动。
塞拉门控制原理：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。
高速动车组塞拉门在运营初期存在的常见开关门故障可分为塞拉门闪缝故障；塞拉门开门故障。
2 塞拉门关门故障
2.1 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（如图1所示）。
2.2 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。
2.3 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。
2.3.1 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。
2.3.2 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.结束语
塞拉门在高速动车组应用中具有自身的优势，但是由于机械结构及电气控制系统复杂，因此在运营过程中也会存在一些问题，车门系统故障是影响列车正常运营的主要故障之一，本文分析了高速动车组在运营中存在的常见问题，并提出了解决方案，自从采取上述措施调整后，高速动车组塞拉门已基本不存在常见的开关门故障，收到了良好的效果，达到了降低故障率，提高了高速动车组运营的安全性和稳定性。
参考文献
[1] IFE威奥轨道车辆门系统有限公司 塞拉门用户文件 [Z]2011
[2] 鄢桂珍 宋正飞 铁路客车用自动塞拉门[J] 铁道车辆2000（3）