摘 要：針對(duì)軌道列車(chē)雙開(kāi)塞拉門(mén)氣動(dòng)鎖閉裝置動(dòng)作噪聲過(guò)大的問(wèn)題，通過(guò)分析鎖閉裝置的結(jié)構(gòu)和工作原理，判斷鎖閉動(dòng)作過(guò)程中的噪聲來(lái)源，進(jìn)而制訂了針對(duì)性?xún)?yōu)化方案。對(duì)比優(yōu)化前后鎖閉裝置的動(dòng)作噪聲，結(jié)果顯示，采用優(yōu)化方案的鎖閉裝置動(dòng)作噪聲降低了9.75 dB，證明改進(jìn)效果顯著。

關(guān)鍵詞：塞拉門(mén);鎖閉;噪聲

中圖分類(lèi)號(hào)：U270.38+6? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? 文章編號(hào)：1671-0797（2022）11-0048-03

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2022.11.013

0? ? 引言

當(dāng)軌道車(chē)輛運(yùn)行速度較高時(shí)，在車(chē)輛進(jìn)出隧道或車(chē)輛交會(huì)時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的壓力波動(dòng)，如果車(chē)輛沒(méi)有良好的密封性，該波動(dòng)就會(huì)對(duì)人耳產(chǎn)生沖擊，使乘客不適，影響乘坐舒適性體驗(yàn)[1]。車(chē)門(mén)作為連接車(chē)廂內(nèi)外的通道，其密封性在很大程度上影響著車(chē)體的密封性[2]。當(dāng)前隨著車(chē)輛速度的不斷提升，車(chē)門(mén)系統(tǒng)的氣密性也越來(lái)越受關(guān)注。

城市軌道列車(chē)一般采用電動(dòng)雙開(kāi)塞拉門(mén)系統(tǒng)，傳統(tǒng)的車(chē)門(mén)鎖閉模式已無(wú)法滿足氣密性要求。為解決此問(wèn)題，最新的方案參考高速動(dòng)車(chē)組塞拉門(mén)，在門(mén)扇后部布置氣動(dòng)鎖閉裝置[2]，向門(mén)扇施加壓緊力。實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，車(chē)門(mén)氣動(dòng)鎖閉過(guò)程中產(chǎn)生的噪聲較大，嚴(yán)重影響乘客舒適度。本文針對(duì)塞拉門(mén)氣動(dòng)鎖閉噪聲較大的問(wèn)題，分析噪聲來(lái)源，制訂針對(duì)性?xún)?yōu)化方案并進(jìn)行改進(jìn)效果驗(yàn)證。

1? ? 氣動(dòng)鎖閉裝置布置方案及工作原理

1.1? ? 氣動(dòng)鎖閉裝置的布置方案

塞拉門(mén)系統(tǒng)方案如圖1所示，其中氣動(dòng)鎖閉裝置布置在車(chē)門(mén)兩側(cè)。當(dāng)車(chē)門(mén)關(guān)閉后，兩側(cè)氣動(dòng)鎖閉裝置同時(shí)向車(chē)門(mén)中心方向施加壓緊動(dòng)作，使門(mén)扇密封膠條緊貼門(mén)框，實(shí)現(xiàn)車(chē)門(mén)氣密。

1.2? ? 氣動(dòng)鎖閉裝置的工作原理

氣動(dòng)鎖閉裝置結(jié)構(gòu)如圖2所示，主要由鎖體、氣缸、鎖舌、承載軸、內(nèi)擺臂、止動(dòng)軸、復(fù)位彈簧等組成。

氣動(dòng)鎖閉裝置鎖閉過(guò)程如圖3所示，具體如下：

（1）車(chē)門(mén)關(guān)閉到位后，門(mén)控器控制電磁閥得電，鎖閉氣缸的氣缸桿伸出并推動(dòng)承載軸轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)鎖舌壓緊門(mén)扇鎖扣。鎖閉到位后限位開(kāi)關(guān)觸發(fā)。

（2）收到開(kāi)門(mén)指令后，門(mén)控器控制電磁閥失電，鎖閉氣缸的氣缸桿自動(dòng)收回。承載軸和鎖舌在復(fù)位彈簧和鎖舌扭簧的作用下自動(dòng)復(fù)位，與門(mén)扇鎖扣脫離接觸，實(shí)現(xiàn)解鎖動(dòng)作。

實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，車(chē)門(mén)鎖閉噪聲過(guò)大，經(jīng)實(shí)測(cè)噪聲值達(dá)到75 dB左右，嚴(yán)重影響乘客舒適度，因此降低車(chē)門(mén)鎖閉噪聲勢(shì)在必行。

2? ? 鎖閉噪聲來(lái)源分析及優(yōu)化方案

2.1? ? 噪聲來(lái)源

鎖閉噪聲的直接來(lái)源是鎖閉動(dòng)作過(guò)程中相互運(yùn)動(dòng)零件之間的沖擊，從氣動(dòng)鎖閉裝置的結(jié)構(gòu)及工作原理出發(fā)，分析得出噪聲主要來(lái)源于兩個(gè)位置：

（1）內(nèi)擺臂和止動(dòng)軸之間的撞擊。內(nèi)擺臂和止動(dòng)軸均為金屬材質(zhì)，其中內(nèi)擺臂由氣缸驅(qū)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)鎖舌壓緊門(mén)扇;止動(dòng)軸固定于鎖體上，提供鎖閉終止位置的限位。在鎖閉動(dòng)作過(guò)程中，內(nèi)擺臂快速旋轉(zhuǎn)并最終撞擊止動(dòng)軸，產(chǎn)生較大噪聲。

（2）鎖舌和門(mén)扇鎖扣之間的撞擊。鎖舌與門(mén)扇鎖扣均為金屬材質(zhì)，在鎖閉過(guò)程中，鎖舌快速旋轉(zhuǎn)撞擊門(mén)扇鎖扣，產(chǎn)生較大噪聲。

2.2? ? 降噪方案

基于以上分析，制訂針對(duì)性降噪方案如下：

（1）在氣動(dòng)鎖閉裝置的動(dòng)作末段降低內(nèi)擺臂與止動(dòng)軸之間的運(yùn)動(dòng)沖擊。具體實(shí)施方案是在鎖體上增加緩沖頭，在鎖閉末段緩沖頭上的橡膠墊會(huì)先與內(nèi)擺臂接觸，起到運(yùn)動(dòng)緩沖作用;當(dāng)緩沖頭上的橡膠墊產(chǎn)生一定壓縮量（約1 mm）后，內(nèi)擺臂才與止動(dòng)軸接觸，此時(shí)兩者之間的沖擊相比之前會(huì)有顯著降低，如圖4所示。

（2）降低鎖舌與門(mén)扇鎖扣之間的運(yùn)動(dòng)沖擊。具體實(shí)施方案是在氣動(dòng)鎖閉裝置氣缸的前端增加單向節(jié)流閥，通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)入氣缸的氣體流量控制氣缸桿的伸出速度，進(jìn)而降低內(nèi)擺臂和鎖舌的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，最終減小鎖舌對(duì)門(mén)扇鎖扣的沖擊。同時(shí)，因節(jié)流閥僅起到調(diào)節(jié)流量的作用，不會(huì)降低氣源壓力，因此不會(huì)對(duì)鎖閉裝置的鎖閉力產(chǎn)生影響。改進(jìn)后的氣路原理圖如圖5所示。

3? ? 改進(jìn)效果驗(yàn)證

3.1? ? 驗(yàn)證策劃

3.1.1? ? 試驗(yàn)條件

（1）測(cè)試地點(diǎn)：已安裝塞拉門(mén)系統(tǒng)的車(chē)廂內(nèi)部;

（2）背景噪聲：小于50 dB;

（3）測(cè)試儀器：手持式聲級(jí)計(jì);

（4）采集位置：門(mén)口中心區(qū)域、車(chē)寬方向距離門(mén)板內(nèi)側(cè)表面300 mm、高度方向距離地板面1 200 mm，如圖6所示。

3.1.2? ? 試驗(yàn)對(duì)象

（1）優(yōu)化前氣動(dòng)鎖閉裝置：不帶緩沖頭和單向節(jié)流閥;

（2）優(yōu)化后氣動(dòng)鎖閉裝置：在優(yōu)化前方案基礎(chǔ)上增加了緩沖頭和單向節(jié)流閥，如圖7所示。

3.1.3? ? 試驗(yàn)步驟

（1）將優(yōu)化前裝置安裝在塞拉門(mén)系統(tǒng)上，在上文所述試驗(yàn)條件下對(duì)鎖閉裝置進(jìn)行通氣動(dòng)作，檢測(cè)鎖閉門(mén)扇過(guò)程中的噪聲值;

（2）在氣動(dòng)鎖閉裝置上實(shí)施優(yōu)化方案，增加節(jié)流閥和緩沖頭，并通過(guò)節(jié)流閥調(diào)節(jié)鎖閉氣缸的進(jìn)氣流量，確保鎖閉動(dòng)作在2～3 s內(nèi)完成;

（3）再次進(jìn)行通氣動(dòng)作，檢測(cè)優(yōu)化后鎖閉裝置在鎖閉過(guò)程中的噪聲值;

（4）對(duì)每套門(mén)測(cè)量3次，取平均值，累計(jì)檢測(cè)10套塞拉門(mén)系統(tǒng)，記錄檢測(cè)數(shù)據(jù)。

3.2? ? 驗(yàn)證數(shù)據(jù)

現(xiàn)車(chē)驗(yàn)證后的數(shù)據(jù)記錄如表1所示。

3.3? ? 試驗(yàn)小結(jié)

通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，采用了優(yōu)化方案后，氣動(dòng)鎖閉裝置的動(dòng)作噪聲相比改進(jìn)前降低了9.75 dB，說(shuō)明改進(jìn)方案降噪效果顯著。同時(shí)，因鎖閉氣缸內(nèi)的壓力并未降低，氣動(dòng)鎖閉裝置的輸出力相比改進(jìn)前也沒(méi)有降低，能夠確保車(chē)門(mén)鎖閉安全和可靠密封。

4? ? 結(jié)語(yǔ)

可靠的車(chē)門(mén)鎖閉裝置是實(shí)現(xiàn)車(chē)門(mén)密封的基本保證，而氣動(dòng)鎖閉裝置的動(dòng)作噪聲值也直接影響著乘客的舒適性。本文針對(duì)塞拉門(mén)系統(tǒng)應(yīng)用中實(shí)際出現(xiàn)的氣動(dòng)鎖閉噪聲較大的問(wèn)題，通過(guò)明晰氣動(dòng)鎖閉裝置的工作原理和噪聲來(lái)源，制訂了針對(duì)性的降噪方案，并通過(guò)策劃現(xiàn)車(chē)試驗(yàn)證明了改進(jìn)方案的有效性，也為后續(xù)類(lèi)似裝置動(dòng)作噪聲問(wèn)題的優(yōu)化改進(jìn)提供了參考。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 郭蕾，宋元全，王天宇.城軌車(chē)輛車(chē)門(mén)氣密性研究及設(shè)計(jì)[J].軌道交通裝備與技術(shù)，2020（5）：39-41.

[2] 王輝.CRH6F型城際動(dòng)車(chē)組雙開(kāi)塞拉門(mén)關(guān)鍵技術(shù)研究[J].中國(guó)設(shè)備工程，2020（23）：137-139.

收稿日期：2022-03-24

作者簡(jiǎn)介：朱圣瑞（1973—），男，河南杞縣人，高級(jí)工程師，研究方向：軌道交通車(chē)輛。