一種操作簡便的司機室側(cè)門門鎖研究

朱青洲

(中車株洲電力機車有限公司，湖南 株洲 412000)

0 引言

近年來，國內(nèi)動車行業(yè)發(fā)展迅猛，除了貫通全國的高速動車外，不少省會城市在其周邊修建了城際動車，這大大縮短了城市間的距離，促進了人們之間的溝通交流。

無論是高速動車、還是城際動車，其運行時速都遠超城市內(nèi)部的地鐵列車以及傳統(tǒng)的客運列車，速度的提升帶來了對車輛性能指標的提升。對于司機室側(cè)門來說，速度的提升帶來的空氣動力學(xué)指標的提升使其門鎖的外操作機構(gòu)難以再使用傳統(tǒng)的把手型式。因此目前國內(nèi)動車組項目大都取消了門鎖外操作機構(gòu)的把手結(jié)構(gòu)。但取消了把手的結(jié)構(gòu)卻帶了另外的問題，就是對司機的登乘造成了影響。司機需要額外攜帶一把鑰匙來解鎖主鎖，由于密封性等要求，主鎖的解鎖力矩較大，因此不能使用傳統(tǒng)的鑰匙片，需要使用長柄鑰匙來增大力臂，從而降低解鎖力。長柄鑰匙因力臂較長又存在較難攜帶的問題。因此本文提出了一種更加簡便的司機室側(cè)門門鎖結(jié)構(gòu)，為司機的登乘提供便利。

1 目前常用的門鎖結(jié)構(gòu)

現(xiàn)有的常用門鎖結(jié)構(gòu)(見圖1)。門鎖的車內(nèi)部分由主把手和保險把手組成；車外部分由RIC四角鎖來控制主鎖，十字鎖來控制保險鎖。

1.1 車內(nèi)開門操作

如要從車內(nèi)解鎖門鎖打開門扇，先按照標識箭頭方向旋轉(zhuǎn)保險小把手90°至開位置，再按照標識箭頭方向轉(zhuǎn)動主把手約45°，主鎖體、上鎖體和下鎖體同步解鎖，主鎖舌、上鎖舌和下鎖舌均處于縮回狀態(tài)，此時門鎖解鎖，可向車內(nèi)拉動主把手打開門扇。

圖1 現(xiàn)有的常用門鎖結(jié)構(gòu)

1.2 車內(nèi)關(guān)門操作

關(guān)門時向車外方向推動主把手，主鎖舌撞擊鎖檔進入鎖擋后處于伸出狀態(tài)，此時上鎖舌、下鎖舌同步分別撞擊上鎖檔、下鎖擋進入鎖擋后處于伸出狀態(tài)，再按照標識箭頭方向旋轉(zhuǎn)保險小把手90°至關(guān)位置，主鎖舌和保險鎖舌處于伸出狀態(tài)，上下鎖舌處于伸出狀態(tài)，此時門扇關(guān)鎖到位。

1.3 車外開門操作

如要從車外解鎖門鎖打開門扇，先用十字鑰匙插入十字鎖芯按照標識箭頭方向旋轉(zhuǎn)90°至開位，此時保險鎖解開，再使用RIC四角鑰匙按照標識箭頭方向向下轉(zhuǎn)動主鎖軸約45°，主鎖體、上鎖體和下鎖體同步解鎖，主鎖舌、上鎖舌和下鎖舌均處于縮回狀態(tài)，此時門鎖解鎖，可向車內(nèi)推動打開門扇。

1.4 車外關(guān)門操作

關(guān)門時向車外方向拉動扣手關(guān)門，主鎖舌撞擊鎖檔進入鎖擋后處于伸出狀態(tài)，此時上鎖舌、下鎖舌同步分別撞擊上鎖檔、下鎖擋進入鎖擋后處于伸出狀態(tài)，然后使用十字鑰匙插入十字鎖芯并按照標識箭頭方向旋轉(zhuǎn)90°至關(guān)位，此時保險鎖鎖閉，再按標識箭頭方向旋轉(zhuǎn)十字鑰匙至豎直位置，拔出十字鑰匙，此時門扇關(guān)鎖到位。

現(xiàn)有的常用門鎖外操作結(jié)構(gòu)存在的問題為RIC四角鑰匙長度和體積較大，不方便攜帶；其為旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，人手施力不便。

2 外操作結(jié)構(gòu)優(yōu)化后的門鎖結(jié)構(gòu)

外操作結(jié)構(gòu)優(yōu)化后的門鎖結(jié)構(gòu)(見圖2)。其在車外的結(jié)構(gòu)更改為活動板組件和十字鎖芯，其中十字鎖芯依然用于控制保險鎖，主鎖則改為由活動板組件來控制。

圖2 外操作結(jié)構(gòu)優(yōu)化后的門鎖結(jié)構(gòu)

2.1 優(yōu)化后的門鎖外操作結(jié)構(gòu)說明

圖3、圖4為優(yōu)化后的門鎖外操作結(jié)構(gòu)，圖5為原門鎖外操作結(jié)構(gòu)。

如圖3、圖4所示，優(yōu)化后的門鎖的外操作結(jié)構(gòu)的保險鎖組件與常用結(jié)構(gòu)保持一致，仍直接與保險鎖的鎖軸及內(nèi)操作結(jié)構(gòu)的保險把手直接相連。

圖4 優(yōu)化后的外操作結(jié)構(gòu)正面及反面視圖

圖5 現(xiàn)有的常用外操作結(jié)構(gòu)

主鎖則進行了優(yōu)化更改。常用結(jié)構(gòu)的四角鎖芯直接與主鎖軸及內(nèi)操作結(jié)構(gòu)的主把手相連，優(yōu)化后的則改為由下活動板驅(qū)動與之相連的內(nèi)藏式把手旋轉(zhuǎn)，然后由內(nèi)藏式把手帶動主鎖軸旋轉(zhuǎn)，復(fù)位時則在扭簧回復(fù)力作用下推動活動板復(fù)位。同時為了保證排水性能，在外操作結(jié)構(gòu)的下部設(shè)置了斜面及排水孔以保證進入外操作結(jié)構(gòu)的水能夠及時排除。

2.2 車內(nèi)開、關(guān)門操作

門鎖的內(nèi)操作結(jié)構(gòu)與常用結(jié)構(gòu)一致，因此操作方式與現(xiàn)有結(jié)構(gòu)相同。

2.3 車外開門操作

如果要從車外解鎖門鎖打開門扇，同樣先用十字鑰匙插入十字鎖芯按照標識箭頭方向旋轉(zhuǎn)90°至開位，此時保險鎖解開，然后用手指推開上活動板，用手掌向下壓下活動板組件，主鎖體、上鎖體和下鎖體同步解鎖，主鎖舌、上鎖舌和下鎖舌均處于縮回狀態(tài)，此時門鎖解鎖，可向車內(nèi)推動門扇打開門扇。

2.4 車外關(guān)門操作

關(guān)門時向車外方向拉動扣手或下活動板關(guān)門，主鎖舌撞擊鎖檔進入鎖擋后處于伸出狀態(tài)，此時上鎖舌、下鎖舌同步分別撞擊上鎖檔、下鎖擋進入鎖擋后處于伸出狀態(tài)，然后使用十字鑰匙插入十字鎖芯并按照標識箭頭方向旋轉(zhuǎn)90°至關(guān)位，此時保險鎖鎖閉，再按標識箭頭方向旋轉(zhuǎn)十字鑰匙至豎直位置，拔出十字鑰匙，此時門扇關(guān)鎖到位。

3 優(yōu)點分析

通過對2種門鎖外操作結(jié)構(gòu)及操作方式的對比分析，可以看出優(yōu)化后的門鎖外操作結(jié)構(gòu)有以下優(yōu)點。

3.1 減少鑰匙的攜帶

目前現(xiàn)有的門鎖外操作結(jié)構(gòu)需要攜帶2把鑰匙，分別為解鎖保險鎖的十字鑰匙和解鎖主鎖的RIC四角鑰匙。優(yōu)化后的門鎖外操作結(jié)構(gòu)在開門時無需使用原本的RIC四角鑰匙，只需要向內(nèi)推動上活動板，然后用手掌向下壓下活動板即可完成門鎖主鎖的解鎖。而由于原本的RIC四角鑰匙的作用是取代被取消的外側(cè)把手，因此該鑰匙的長度和寬度均較大，如圖6所示。

圖6 現(xiàn)有常用的RIC鑰匙

目前常用的RIC四角鑰匙的長度為138 mm，寬度為68 mm，體積相較普通的鑰匙來說較大；且由于該鑰匙為L型，相較普通的鑰匙來說難以攜帶，必須裝在工具包內(nèi)作為工具攜帶。因此優(yōu)化后的司機室門鎖外操作結(jié)構(gòu)取消該鑰匙為司機的登乘帶了較大的方便。

3.2 優(yōu)化司機解鎖主鎖解鎖的方式

在車內(nèi)解鎖主鎖時使用的是內(nèi)部的主把手，其作用原理如圖7所示。

圖7 內(nèi)部解鎖原理

即手向主把手施加一個向下的作用力，在該作用力的作用下把手以主鎖軸為轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，當(dāng)使用RIC四角鑰匙從車外解鎖主鎖時，其作用原理與在車內(nèi)用主把手解鎖主鎖的原理一致。然而在把手開始旋轉(zhuǎn)之后，作用力的方向不再與門把手保持垂直，此時該力的力臂變短，使該作用力必須增大，且傾斜的結(jié)構(gòu)不便于人手施加作用力。

優(yōu)化后的門鎖外操作結(jié)構(gòu)的作用力的施加方式為垂直向下對下活動板施加，該活動板在運動的過程中不存在旋轉(zhuǎn)，使得力的施加更加穩(wěn)定，且該結(jié)構(gòu)始終保持水平，人手在施加作用力的過程中更加舒適方便。

4 結(jié)語

本文結(jié)合現(xiàn)有的動車組司機室門鎖外操作結(jié)構(gòu)及司機登乘時的操作，提出了一種司機室門鎖外操作結(jié)構(gòu)的優(yōu)化方案。該方案一方面減少了一個難以攜帶的RIC四角鑰匙的使用，使得司機在出行時更方便；另一方面優(yōu)化了門鎖外操作結(jié)構(gòu)的受力及運動方式，使得司機在開門時的操作更加舒適。從而使司機在登乘時更加便捷，優(yōu)化了用戶的體驗，優(yōu)化了外部流線造型。