城市轨道车辆客室车门结构与应用探讨

城市轨道车辆客室车门结构与应用探讨

马光明

南京康尼机电股份有限公司 江苏南京 210000

摘要：客室车门结构是城市轨道车辆的构成元素，在设计车门系统时，应该从客户角度和客车运行需求角度出发，综合多方面因素，比较分析城轨客车应用门的功能特性和系统结构，从各车门系统的功能、成本与运维等元素进行评估与取舍，由此选出最合适的一款车门。本文立足实际，分析客室车门系统的性能，在础上研究客室车门系统设计工作，最后提出改进客室车门系统技术的策略。

关键词：城市轨道；车辆客室；系统性能；车门结构

按照车辆行驶速度，将城市轨道车辆分为城轨客车、地铁、轻轨和城际客车等类型。车门系统是城市轨道车辆包含的内容，其设计是否科学将会直接影响到乘客的体验，需要增加对该部分的关注程度。气动车门与电控电动车门系统为城市轨道车辆客室常选的车门系统，同时后者的占比较高。设计车门系统时，需要从客户喜好、需求和客车运力需要出发，选择最恰当的车门。

1. 客室车门系统性能因素分析

车门系统质量和系统的运行性能会受到特殊线路情况、线路客流量等因素的影响，设计车门系统、选择车门系统时，应该综合考量多方面因素，经过科学的规划与合理的分析，可以提高客车门系统的性能。下面基于客室车门系统功能设定需求，分析车门系统在设计时，需要着重关注的要素^[1]：

1. 密封性

车门系统系统应用情况和车辆空调能耗表现均可以反映该系统的密封性能，对客室使用会形成不小的影响。在车门系统设计阶段，设计人员应该关注车门系统的应用状况，还需要判断设计方式是否合理，可以提高车门系统运行效果。设计人员可以结合以往车门系统在应用中出现的问题，将其作为车门系统设计的考量内容，经过调整规避相关问题。塞拉门拥有良好的密封性能优异、隔音效果佳、水密性表现突出。比较众多门系统后，发现塞拉门的隔热和隔音性能还有提升空间，经过技术改造，可以提高客室车门系统的使用效果。在车门系统设计时，需要考虑车门系统的密封性，还应该增加对建设成本的关注度，对于普通经济性地铁，使用塞拉门会造成不小的成本压力，可行性较差。

2. 机械强度

车门系统是否拥有良好的机械强度已经成为评价系统结构特性的主要指标，设计人员应该清楚铁路车辆门系统的规范要求，关注车门系统机械强度控制，设计铁路车辆门系统的方案，在系统规范要求下提高设计内容的合理性。轨道车辆的车门必须拥有可以承受旅客依靠门时的力，在门受力时不能出现操作或不可恢复的变形问题。车门系统在设计时必须考量相关要求，同时还需要研究线路在运行中，可能对车门系统形成影响的问题^[2]。

以上海机场线的车门系统为例，该客室车门系统在设计时，已经明确门扇的高度（200mm），门扇的持续作用时间必须在5min的基础上。该客室车门系统配置要求较高，会增加设计工作的难度。车门系统在设计环节，需要从门窗高度、门窗动作持续时间、门窗承受力等角度分析工作，该客室车门系统选择内藏移门，在满足车门系统设计要求的基础上，还可以降低车门系统的建设成本。

3. 抗挤压性

外挂移门、内藏移门、微动塞拉门、塞拉门为地铁常用的门类，均满足地铁在抗挤压方面的应用要求。塞拉门门扇在诸多类型的门扇中，机械强度表现最佳。在车门系统设计方面，可以从抗压性方面考量，保证门厚度相同的前提下，内藏移门拥有极佳的抗挤压性。一般对于大客流线路，在车门设计时也将内藏移门作为最佳选项，因为其安全性较高，挤压变形事故的发生率较低。

（四）经济性

经济性是车门系统在设计时必须关注的内容，设计人员在保证车门系统功能完备的前提下，应该立足实际确定地铁在车门方面的预算。应该关注车门的购置价格，还需要研究地铁在后续维护方面花费的成本。内藏移门和塞拉门的综合性能较强，从日常维护和产品价格层面分析，前者的价格低于后者，外挂移门的价格介于内藏移门和塞拉门间。与以上门体相比，卫东塞拉门实用性、经济性较高。

2. 客室车门系统设计研究

下面以某城市机场线为研究对象，分析客室车门系统设计工作，指出该线路存在的问题，透过问题分析原因并给出改进策略。

1. 问题分析

机场线使用直线电机制式车辆，在爬坡和运行速度等方面超过寻常车辆，其在客室门设计时采用外挂移门的方法。在机场线路运行初期，在不确定因素的影响下，导致门系统没有达到设计要求，车门的密封性较差，隔音表现不佳，还会为操作人员带来很多不便。相关问题出现后，维修人员也检查门系统，同时还进行修整，但是效果并不明显^[3]。

2. 原因分析

运行速度是引发噪音、密封性等问题的一方面因素，机场线运行速度不低，还会经常一个比较长的隧道，在车辆通过隧道时，于车厢内产生比较大的正压，会对门扇等处施加压力，导致门扇出现不同程度的变形问题。门扇厚度设计和要求不符，其按照原车型设计，车扇厚度与该车类型不搭。

3. 改进措施

设计人员将关注点集中在车门系统上，增加门扇的厚度，将其提升至37mm，经过多次试验后确认，门扇的机械强度得到一定优化，由最初的950N变为3600N，从而避免门扇在车辆行使阶段出现变形的问题。在本次整改中，将车的所有门系统替换为微动塞拉门系统，由此将车体门框和周边密封胶条紧密的贴合在一起。

三、客室车门系统技术改进策略

比较常见的门系统，塞拉门在隔音隔热和密封性方面拥有突出的表现，这是其他车门系统无法比拟的，同时其在性能方面还有较大的上升空间。很多城市轨道车辆使用单向密封结构的塞拉门，但是在具体应用中出现一定问题，门系统在闭合后，车体中的密封框和门窗上的密封条会进行贴合处理。进行相关工作时，铝材质材料会导热，对拉塞门隔热和隔音等性能均会形成不利的影响。设计人员在设计环节必须改进单向密封结构问题，如果单向密封结构的效果不佳，可以使用双向密封结构，达到双向密封标准。选择门扇密封胶条材质时，必须考虑到铝制材质拥有导热属性的情况，可以在铝型材中设置双孔U型密封橡胶条。橡胶导热能力弱，同时因双孔结构，可以变相提高车门的隔热和隔音能力。

结语：

设计城市轨道客室车门时，应该发现不同车辆对车门功能需求存在的差别，为地铁、轻轨配置车门系统，考虑到车速低和各站距离近的情况，选择的门系统必须拥有性能稳定、结实耐用等特点。为城轨客车选择门系统，可以选择常见的门系统，但是设计人员挑选系统时，应该关注车辆旅行速度、车辆行驶速度等因素，由此提高门系统的实用性。设计人员应该了解客户的实际需求，尽可能为乘坐者提供更大的空间，使其拥有良好的乘车体验。在门系统设计时，还应该尽可能控制成本，防止出现成本超预算的问题。为城际车辆选择门系统，针对站与站距离过长和其代表城市面貌等因素，一般会保证城际车辆极具观赏性，拥有较高的档次，由此可以满足城轨车辆的实际需求。

参考文献：

[1]覃海春.车辆客室车门方案比选[J].新型工业化,2021,11(03):7-8+35.

[2]李博,李新一,高阳.隧道内运行城铁车辆的声学性能分析[J].大连交通大学学报,2020,41(04):73-77.

[3]杨国纪,刘丰芹,刘厚林.轨道车辆整车环保性能研究[J].电力机车与城轨车辆,2020,43(02):28-30.