自动门系统的设计与应用

自动门系统的设计与应用

1自动门的结构

自动驾驶系统是城市公共交通车辆的重要组成部分，直接关系到乘客的安全。目前国内的

动车组多数采用单翼塞拉,】，地铁采用双翼对开门。从驱动方式来分，自动门可分为气动

门（风动门）和电动门；从门的运动方式来分，自动门主要有单翼塞拉门、双翼内藏式对

开门和双翼外滑式对开门等。国内常用的自动门主要是气动门，如单翼气动塞拉门、双翼

气动内藏式对开门，但是电动门作为一种新型的自动门系统，也逐渐推广应用开来。自动

门的形式种类虽各不相同，但其实现的功能却大同小异，性能参数也差不多。以FAIVELEY

公司的自动门为例，自动的主要性能参数如下：

自动门的工作原理为门板力支架支撑在导轨上，导轨连接到驱动装置，驱动装置通过导轨

带动门板滑动。气动门的抠动装置是驱动气缸，电动门的驱动装置则是一组电机组件。每

个门都有锁闭机构，在门关闭到位时，锁闭机构实现机械锁闭。

2单翼拉伸门和资料对东南角结构的衍生

自动门系统由门板、操纵机构、控制系统和若干辅助安装件组成。单翼塞拉门和双翼对开

门的结构是自动门系统中最具有代表性的两种结构，其他类型的自动门基本上是在这两种

结构上衍生出来的。单翼塞拉门和双翼对开门除了操纵机构不同以外，其他部分都十分相

似。

2.1铝合金框架结构

每个门板由门扉、玻璃门窗、密封胶条组成。门板的厚度根据车型和车速要求而定，••般

为32〜43mm之间。门板为铝合金框架结构，夹层采用铝合金蜂窝，外部粘接1nun厚的

铝合金面板，卷边以加强'】板固定。门窗玻璃一般是5mm厚的无色单层安全玻璃，安装

在密封橡胶的镶圈内。门板的上、下、后边装备唇形密封胶条，前边装有防夹密封胶条。

在门关闭时，门板密封胶条与门框密封角铝和门框防护胶条密贴，起到周边密封的作用；

前边的防夹胶条可防止关,J时挤压手指。

2.2操纵机构

2.2.1双轩门操纵机构

对开门的操纵机构如图1所示，包括门板吊装机构、顶置式操纵器、安全装置。

2.2.1.滑丝轴的吊装

门板吊装机构是滚珠轴承导轨型吊装机构。一个U型钢导轨，其内部有两根钢滑轨（每扇

门一根）在由滚珠罩隔开的两排淬硬的滚珠之间滑动。每扇门的两个吊装结构使门板与其

导轨相连，门板通过螺栓连接到吊装结构上。每一个门板上都安装了两个高度调节装置

（螺丝和螺栓系统）。该装置可以调节门页的高度和平行度（对于门页相互之间和门页与

门框之间调节）。

2.2.1.螺纹旋转导向装置

顶置式操纵器是模块化单元，可直接安装到车体上。其基础部件是一个支撑梁，梁上安装

了门板同步配合装置、驱动装置、隔离开关、锁闭装置。

门板同步配合装置是由丝杆和球形螺母组成的系统。丝杆和球形螺母通过三个支撑部件安

装在主梁上，这种丝杆•半是右旋螺纹，另•半是左旋螺纹，螺纹旋转方向在安装时是任

意的。两个青铜球形螺母安装在丝杆上（每一半丝杆用一个球形螺母），由于此配合装置,

当每一门板向一个方向移动，则引起另一门板向相反方向移动。

电动门的驱动装置由电机（直流永磁电机）和位于电机及驱动装置之间的弹性联轴组成。

气动门的驱动装置由驱动气缸及控制气缸的电磁阀组成。驱动汽缸安装在吊装导抗匕其

活塞杆与安装在吊装导轨上的叉型机构相连.

车门发生故障但不方便立刻维修时，手动隔离开关可用电气方法隔离门控系统，使门停运

以确保乘客安全。

锁闭装置是由一个连接在一个吊装导轨上的弹簧复位锁钩构成。在门锁定的位置，这个锁

钩与固定在与其相对的吊装滑动导轨上的螺栓相接合，在这个位置，门机械锁闭。这个锁

闭位置由包括一个常闭和一个常开的接触器的锁闭开关检测。

2.2.1.外部动手解锁装置

安全装置有内部手动解锁装置、外部手动解锁装置。

内部手动解锁装置是一个标准的子系统，安装在车辆内部车门顶部操纵机构上或车体内部

靠近车门的地方，方便疏散乘客。该装置即为装在平板上的手柄，一根钢丝绳连接手柄和

操纵机构的旋转开锁装置，

外部手动解锁装置安装在车体外侧，从月台或铁轨上即可触及，结构与内部手动解锁装置

类似。外部手动解锁装置中的钢丝绳与内部解锁装置机械相连，绳套末端装有一个可以调

节的套节。

2.2.2辐式滑车和锁闭装置

目前国内的塞拉门绝大多数是气动门，由驱动承载装置提供运动动力。该装置安装在车门

上部的安装支架上，主要由无杆风缸、轻式滑车、承重支架、上部导轨组成。无杆风缸是

驱动装置的气动执行部件，安装在承重支架上。车门的运动速度可通过无杆风缸两端的单

向节流阀调整。开关门时有缓冲，以使车门运动平缓。辐式滑车是驱动装置中动力传递的

主要部件，安装在承重支架光轴上.辑式滑车由无杆风缸活塞带动，并通过连接板使门动

作。承重支架的主要作用是重力承我利安装其他部件。承重支架通过2个或4个螺栓安装

在车体上。门板及驱动装置的重力负荷通过这几个螺栓传给车体。上部导轨安装在承重支

架上，其作用是与下部导轨一起使门按一定轨迹运动。

锁闭装置主要由安装在门框侧边立柱上的旋转锁机构组成。开关锁风缸、解锁风缸、拨叉、

锁定凸轮固定在一个安装板上组成旋转锁机构。它再通过安装支架安装在侧门框上。旋转

锁机构安装板和安装支架的位置可以调节，以使旋转机构上的拨叉、解锁拨片与门板上的

锁闭撞栓、解锁拨杆准确配合。

故障隔离锁装在门板内部，用三角（六角）钥匙从车内操作，在车停运时可将关闭的门隔

离锁闭，并切断车门的电气控制回路，使手动和电控的开门方式失效。

紧急锁有内、外两利「内紧急锁安装在门旁边的侧罩板上，外紧急锁安装在车门外部附近

的车体上。紧急锁只能通过三角（六角）钥匙操作来开关门。

2.3将控制器打造成每节车有一个门控器来控制了本节车的车门

车门控制器是车体电源和车门机械操纵机构之间的接口，一般由可编程序控制器（PLC）

实现，其控制原理如图3所示。通常每节车有一个门控器来控制本节车的车门。两侧车门

既可以只开一侧，也可以两侧车门同时打开。车门具有零速保护和安全连锁电路，开关门

有报警装置。

每个驾驶室有一个车门控制器，用来接受司机的指令并产生列车线信号和驱动头车的车门。

每节客车也有一个车门控制器，用于接受列车线信号以驱动车门。

2.3.1零速度保护

车速为零时，车门控制器得到“零速”信号后开门功能才能作用。车速大于5km/h时启

动自动关门。

2.3.2锁闭开关常开触序

锁闭开关检测到车门完全关闭后，其常开触点闭合，同一节车同侧所有车门的锁闭开关常

开触点串联，形成关门安全连锁电路。一列车的关门安全连锁电路形成环路，所有车门关

好后，司机室内“门已锁用”指示灯亮,列车方可启动C列车左右侧安全连锁电路完全隔

离，无共用元件。

2.3.3通知警方

车门一旦接到开、关车门的指令，蜂鸣器（电铃）即发声报警，约3s（可调）后车门开

始动作。

2.3.4再次打开功能

再开门功能以单门为基础，即：没有关好的车门重新开启，再关闭；己关好的车门不再动

作。塞拉门一般无此功能，

2.3.5关闭或保持正常的位置

如果关门时碰到障碍物，最大关门力最多持续0.5so然后车门可以重新打开，再重新关

闭或保持这个位置进行一段时间的调节，再完全关上。如果障碍存在时间少于0.2s,则

其可忽略不计。

气动门的障碍探测通过压力传感器测定关门阻力来实现，电动门的障碍探测是通过测定电

机电流值实现的。

3根据工况选