翻譯:選擇氣動車門還是電動車門?

原文(英)

電力推進的車門已經是公共運輸的重要配備,且作為全球市區公車與公路客運的新標竿。但是,當我們探討到推進車門的機械結構(Mechanism)技術時,不免討論到氣動(Pneumatic)與電動(Electric)的差別,到底哪一種是較為領先的技術?事實上,氣動車門在公路運輸的市場上已經投入使用多年,電動車門原本是軌道運輸產業採用的技術,並且在軌道車輛領域幾乎淘汰掉所有氣動車門,近期則逐漸普及到公路運輸的技術上。

而讓電動車門逐漸取代氣動車門的主要因素,就是零排放車輛追求能源效率極大化與營運成本極小化的需求,如果能夠正確理解不同車門的差異,將有助於業主選擇適當的推進技術。通常每一組車門系統由三個主要部件組成:機械結構、門板及支撐套件(支架與轉軸),其中機械結構就是用來提供動力與運轉,經由懸臂與轉軸推動車門開關的部件,它的動力來源可以採用氣壓或電力。

其中,採用電力推進的車門通常只須要預留有限的壓縮氣體來提供緊急備援使用,用氣壓來推開關閉的車門,如果沒有採用其他備援系統的話,大多數電動車門都是如此配置。雖然被備援氣動統需要額外壓縮空氣,但壓縮空氣儲存之後不會被消耗,所以如果只有備援系統採用氣壓推進,那就只需要小型的壓縮機進行一次充氣,這意味著更加節能的運作模式,車輛對於壓縮空氣的依賴性也較低。此外,電力推進的另一個特點是安靜,因為沒有壓縮空氣洩壓,所以開關時不會聽到「氣~」的聲音,減少不必要的噪音並增進搭乘舒適性。

對於氣動車門來說,壓縮空氣產生的副產品就是冷凝水,這有可能造成腐蝕現象、品質問題或零件損壞。在低溫之下,冷凝水還會凍結造成更多損耗,而電動車門因為僅有少數情境採用壓縮空氣且平時處於穩定儲存,電動車門本身受到低溫的影響較小,機械運作產生的空氣污染程度也較小。另一方面,由於新法規對於車門系統的安全性要求更高,電動車門逐漸受到業者喜愛。其中氣動車門屬於開放迴路(Open Loop),一旦釋放之後就持續作動直到車門完全開啟;電動車門則是封閉迴路(Close Loop),在作動的過程可以因應不可預測的狀況介入改變作動狀態。

以電動車門的操控邏輯而言,車門控制單元若在車門作動階段檢測到阻力,它可以透過障礙物的參數啟動安全機制,不需要設置額外的安全裝置;控制單元也具備電流過大保護功能,防止車門系統受到各種外部因素毀損。此外,電動車門控制單元提供了多種診斷功能,讓監視的過程多了許多冗餘空間(Redundancies),還能根據業者的偏好進行客製化操作,使車門監控與診斷的過程變得更加簡單;而透過傳感器的整合,車門還能提供額外的安全機制,例如從防夾機制進化到車門邊緣偵測裝置(Sensitive Edge)。總結而言,電動車門可以透過各種手段與較低成本,實現比氣動車門更高的安全水準。

以可靠度而言,不論是電動車門還是氣動車門都有很高的可靠性,但是氣動車門的維護頻率要比電動車門更高,故隨著生命週期推移,氣動車門的維護成本將會快速增加,高於電動車門。而因為電力推進的作動過程具備較低的磨耗與阻力,且調校跟維護頻率更低,所以耐用度會比氣動車門高;相較之下,氣動車門常受限於壓縮空氣會在不同溫度之下有不同的特性,必須參考天氣狀況進行預先維護。當然,電動車門可以透過控制單元進行診斷,又間接提供了電動車門預先維護的機會。

綜合上述分析,電力推進技術已經是車門系統的領先技術,這個技術還能在未來幾年內不斷被改良、維護及開發,並且適合將其安全措施函數化。而因為傳統車門的技術都是以氣壓推進技術為主,所以必須要對維修人員進行額外的培訓與教育,它不僅要翻轉技師與駕駛員的認知,也要落實到操作流程與維護計畫中,故相較於今日較為「標準化」的氣動技術,引進新興技術仍需要更多的時間與資源來培養。

而電動車門技術的未來發展潛力,與零排放車輛的發展有高度相關,因此相較於氣動車門技術已趨於成熟,發展空間日漸減少,電力推進技術仍然有大量的技術發展可能性。假如如果你著眼於未來,你就會去選擇一個未來也能使用的推進技術,這就是為什麼大多數電動公車跟氫能源公車都採用電動車門的原因。而電動車門技術將在未來15~20年之間成為車門系統的基礎,而且未來圍繞在電動車門周邊的技術將無法適用在氣動車門上。

回過頭來看,氣動車門技術已在傳統公車上證明自身的價值;但在零排放公車上,電動車門技術將逐漸成為另一種標準,因為其具備噪音較低、對壓縮空氣依賴較低、機械運作的複雜性較低,且具備更佳的監控與分析能力。所以,電動車門技術不僅是今日科技的一大進步,也是對未來科技的一項變革。然而,若在車隊規劃時選擇引進電動車門,其前置投資也是必要的,才能讓電動車門與氣動車門獲得同樣妥善的後勤服務。

留言

這個網誌中的熱門文章

翻譯:日本地方鐵道如何吸引運量?

合中市首度引進雙絞接電動公車

翻譯:曼谷捷運選擇單軌系統之隱患