轨道列车双开塞拉门锁闭噪声问题的改进优化

朱圣瑞

武汉地铁集团有限公司

摘  要：

针对轨道列车双开塞拉门气动锁闭装置动作噪声过大的问题，通过分析锁闭装置的结构和工作原理，判断锁闭动作过程中的噪声来源，进而制订了针对性优化方案。对比优化前后锁闭装置的动作噪声，结果显示，采用优化方案的锁闭装置动作噪声降低了9.75 dB，证明改进效果显著。

0  引言

当轨道车辆运行速度较高时，在车辆进出隧道或车辆交会时会产生较大的压力波动，如果车辆没有良好的密封性，会对人耳产生冲击，使乘客不适，影响乘坐舒适性体验[1]。车门作为连接车厢内外的通道，其密封性在很大程度上影响车体的密封性[2]。当前随着车辆速度的不断提升，车门系统的气密性也越来越受关注。

城市轨道列车一般采用电动双开塞拉门系统，传统的车门锁闭模式已无法满足气密性要求。为解决此问题，最新的方案参考高速动车组塞拉门，在门扇后部布置气动锁闭装置[2]，向门扇施加压紧力。实际应用中发现，车门气动锁闭过程中产生的噪声较大，严重影响乘客舒适度。本文针对塞拉门气动锁闭噪声较大的问题，分析噪声来源，制订针对性优化方案并进行改进效果验证。  

1  配电系统可靠性评估指标

1.1气动锁闭装置的布置方案

塞拉门系统方案如图1所示，其中气动锁闭装置布置在车门两侧。当车门关闭后，两侧气动锁闭装置同时向车门中心方向施加压紧动作，使门扇密封胶条紧贴门框，实现车门气密。

1.2气动锁闭装置的工作原理

气动锁闭装置结构如图2所示，主要由锁体、气缸、锁舌、承载轴、内摆臂、止动轴、复位弹簧等组成。

气动锁闭装置锁闭过程如图3所示，具体如下：

（1）车门关闭到位后，门控器控制电磁阀得电，锁闭气缸的气缸杆伸出并推动承载轴转动，进而带动锁舌压紧门扇锁扣。锁闭到位后限位开关触发。

（2）收到开门指令后，门控器控制电磁阀失电，锁闭气缸的气缸杆自动收回。承载轴和锁舌在复位弹簧和锁舌扭簧的作用下自动复位，与门扇锁扣脱离接触，实现解锁动作。

实际应用中发现，车门锁闭噪声过大，经实测噪声值达到75 dB左右，严重影响乘客舒适度，因此降低车门锁闭噪声势在必行。  

2  锁闭噪声来源分析及优化方案

2.1噪声来源

锁闭噪声的直接来源是锁闭动作过程中相互运动零件之间的冲击，从气动锁闭装置的结构及工作原理出发，分析噪声主要来源于两个位置：

（1）内摆臂和止动轴之间的撞击。内摆臂和止动轴均为金属材质，其中内摆臂由气缸驱动，旋转带动锁舌压紧门扇；止动轴固定于锁体上，提供锁闭终止位置的限位。在锁闭动作过程中，内摆臂快速旋转并最终撞击止动轴，产生较大噪声。

（2）锁舌和门扇锁扣之间的撞击。锁舌与门扇锁扣均为金属材质，在锁闭过程中，锁舌快速旋转撞击门扇锁扣，产生较大噪声。

2.2降噪方案

基于以上分析，制订针对性降噪方案如下：

（1）在气动锁闭装置的动作末段降低内摆臂与止动轴之间的运动冲击。具体实施方案是在锁体上增加缓冲头，在锁闭末段缓冲头上的橡胶垫会先与内摆臂接触，起到运动缓冲作用；当缓冲头上的橡胶垫产生一定压缩量（约1 mm）后，内摆臂才与止动轴接触，此时两者之间的冲击相比之前会有显著降低，如图4所示。

（2）降低锁舌与门扇锁扣之间的运动冲击。具体实施方案是在气动锁闭装置气缸的前端增加单向节流阀，通过调节进入气缸的气体流量控制气缸杆的伸出速度，进而降低内摆臂和锁舌的转动速度，最终减小锁舌对门扇锁扣的冲击。同时，因节流阀仅起到调节流量的作用，不会降低气源压力，因此不会对锁闭装置的锁闭力产生影响。改进后的气路原理图如图5所示。

3  改进效果验证

3.1验证策划

3.1.1  试验条件

（1）测试地点：已安装塞拉门系统的车厢内部；

（2）背景噪声：小于50 dB；

（3）测试仪器：手持式声级计；

（4）采集位置：门口中心区域、车宽方向距离门板内侧表面300 mm、高度方向距离地板面1 200 mm，如图6所示。

3.1.2  试验对象

（1）优化前气动锁闭装置：不带缓冲头和单向节流阀；

（2）优化后气动锁闭装置：在优化前方案基础上增加了缓冲头和单向节流阀，如图7所示。

3.1.3  试验步骤

（1）将优化前装置安装在塞拉门系统上，在上文所述试验条件下对锁闭装置进行通气动作，检测锁闭门扇过程中的噪声值；

（2）在气动锁闭装置上实施优化方案，增加节流阀和缓冲头，并通过节流阀调节锁闭气缸的进气流量，确保锁闭动作在2～3 s内完成；

（3）再次进行通气动作，检测优化后锁闭装置在锁闭过程中的噪声值；

（4）对每套门测量3次，取平均值，累计检测10套塞拉门系统，记录检测数据。

3.2验证数据

现车验证后的数据记录如表1所示。

3.3试验小结

通过试验数据可以看出，采用了优化方案后，气动锁闭装置的动作噪声相比改进前降低了9.75 dB，说明改进方案降噪效果显著。同时，因锁闭气缸内的压力并未降低，气动锁闭装置的输出力相比改进前也没有降低，能够确保车门锁闭安全和可靠密封。

4  结语

可靠的车门锁闭装置是实现车门密封的保证，而气动锁闭装置的动作噪声值也直接影响乘客的舒适性。本文针对塞拉门系统应用中实际出现的气动锁闭噪声较大问题，通过明晰气动锁闭装置的工作原理和噪声来源，制订了针对性的降噪方案，并通过策划现车试验证明了改进方案的有效性，也为后续类似装置动作噪声问题的优化改进提供了参考。

审核编辑：汤梓红