地铁车门液压控制系统设计研究.doc

专业知识分享版使命：加速中国职业化进程摘要:在城市交通运输体系中，城市轨道交通扮演了重要的角色。车门是城市轨道交通运营中保障乘客安全的重要组成部分，具有极其重要的意义。但是在实际运营中地铁车门还存在一定的问题，该文针对这些问题提出了新的车门控制系统———液压控制系统，并对其原理进行了分析介绍。关键词:城市轨道交通;车门控制;驱动机构引言交通出行已经成为困扰每个大城市的主要问题之一。轨道交通是城市交通体系中的重要组成部分。在我国很多城市，地铁已经成为人们出行的主要交通工具。地铁车门是地铁车辆的重要组成部分，对于地铁的安全运营有着重要的作用，但是当前地铁车门的控制系统还存在一定问题需要改进，下面就针对这些问题进行阐述。1地铁车门的驱动、控制方式及存在的主要问题当前地铁车门的控制系统中主要有两种类型的驱动执行机构，一种是钢丝绳驱动，另一种是丝杠驱动，此外还有一种同步带驱动机构，这种驱动机构一般是出现在香港地铁的车门驱动中。上面提到的这两种地铁门的驱动机构分别由中央控制阀和电子门控制单元进行控制。1．1钢丝绳式驱动机构对地铁车门钢丝绳式驱动机构进行控制的是中央控制阀，中央控制阀控制的钢丝绳式驱动车门的原理是通过控制压缩空气流量的大小与流向来达到对气缸前进与后退进行作用的目的，然后通过机械传动装置(由钢丝绳、驱动之家、滑轮组成)来最终实现地铁车门的开、关动作。其中中央控制阀可以对车门的开关速度及缓冲速度进行控制。而中央控制阀是由3台二位三通电磁阀与4台启动节流阀集成，其中二位三通电磁阀的作用是控制地铁车门的开关与解锁，启动节流阀的作用则是控制开关门的速度及开关门缓冲等功能。1．2丝杆式驱动机构地铁车门丝杆式驱动是由电子门控单元控制，电子门控则是通过PLC可编程控制器来实现。在这个地铁车门的控制系统中，由电子门控负责控制运行，由系统的电机通过传动系统来驱动丝杆系统进行运动，而丝杆上的螺母和门页之间又通过铰链连接，这样就可以实现对地铁车门的控制。1．3地铁车门驱动及控制方式存在的主要问题两种地铁车门的驱动及控制方式中由于存在一定的问题而使地铁车门的安全性大大降低，以广州地铁一号线的地铁车门的驱动、控制方式为例来说明当前地铁车门驱动及控制方式存在的问题。广州地铁车门采用钢丝绳驱动方式，在车门驱动的钢丝绳张力足够大时就可以使地铁车门左右两个门页能够同时运作，且锁钩与锁销之间的间隙是相同的。在地铁车门关闭的时候，锁钩能够回到水平位置，此时开关的触点断开。但是当地铁车门在长时间的运行之后，往往会出现钢丝绳松弛的现象，这样在车门关闭的时候就会出现左右门页不能同时运作，而锁钩与锁销之间的间隙大小也不均等，这样就会导致有一边的锁销不能完全的落入锁钩之中，锁钩也同样不能回到水平位置，这时触点闭合，车门的指示灯部熄灭。这是钢丝绳驱动车门存在的最重要的问题。丝杆驱动车门中根据螺纹类型的不同分三种类型:矩形、锯齿形及梯形。在这三种螺纹中矩形的传动率最高，但是这种矩形螺纹在工艺上不易加工，而且在车门的不断开关中还经常会出现断裂的情况。此外在地铁车门的驱动供气压力方面也存在一定的问题，在使用过程中经常会出现中央控制阀集成装置与车门开闭气缸发生损坏的情况。其中中央控制阀产生的主要故障为轻微漏气现象，车门开闭气缸产生的主要故障则是地铁车门开关速度快，因而冲击力大，这样就很难进行控制和调节。这些问题都对地铁车门的安全性产生隐患。除上面提到的问题之外，气缸支座断裂，驱动气缸漏气，卡死等问题也是地铁车门的常见问题。随着城市轨道交通的不断发展，还出现了继电器与行程开关的地铁车门控制系统，在这种系统中，当继电器失灵时就会对地铁车门的开关造成影响。2地铁车门控制系统改进研究为了保障地铁轻轨运营的安全性，车门液压同步控制系统是该文中提出的新的地铁车门控制系统，具体工作原理如下。在液压同步控制系统中为了实现车门开关的同步进行，采用了两个尺寸、结构与流量完全相同的液压马达，而液压马达输出的油则是供给液压缸以实现车门的同步运行，为了避免液压缸的行程产生误差，还特别设计了单向阀与溢流阀作为系统的交叉溢流补油回路来实现相关的要求。在对地铁车门开关速度的控制上，液压控制系统中用电液比例方向流量阀来实现。在系统中电液比例方向流量阀能够通过控制输入信号的大小与输入方向来对液压缸进行控制。图1为车门速度—时间图。在对车门进行开门控制时，首先是液压泵中流出的液压油经过电液比例方向阀的右路进入液压缸的无杆腔，这样就可以实现由活塞带动车门来运动，而在进行关门动作时，液压油是经过电液比例阀的左路来实现。在液压控制系统中，交叉溢流补油回路对控制车门同步具有重要的作用。在某一边的液压缸先达到终点时，位置检测元件会发出相应的信号来通知系统液压控制阀停止动作，这时另一个液压缸也会停止。液压控制阀延时动作时，另一个液压