論車用省力型踩踏式千斤頂

朱哲鈺

摘 要：目前汽車常備的簡(jiǎn)易千斤頂是一種剪式千斤頂，既費(fèi)力又操作不方便。因此，筆者研制了一種車用省力型踩踏式千斤頂，這種千斤頂換輪胎，每次只需升高3cm，就能夠讓輪胎離開(kāi)地面，既省力又易操作，有極好的推廣價(jià)值。

關(guān)鍵詞：千斤頂；踩踏；齒條；等腰三角形；車輪懸架

1 研究目的

汽車常備簡(jiǎn)易千斤頂——省力和易操作。

2 深入調(diào)查

千斤頂是一種用鋼性頂舉件作為工作裝置，通過(guò)頂部托座或底部托爪在行程內(nèi)頂升重物的輕小起重設(shè)備，其起重高度小于1m。分為機(jī)械式和液壓式2種。機(jī)械式千斤頂又有齒條式與螺旋式兩種，由于起重量小，操作費(fèi)力，一般只用于機(jī)械維修工作。液壓式千斤頂結(jié)構(gòu)緊湊，工作平穩(wěn)，有自鎖作用，故使用廣泛。其缺點(diǎn)是起重高度有限，起升速度慢。

千斤頂從結(jié)構(gòu)上可分為齒條千斤頂、螺旋（機(jī)械）千斤頂和液壓（油壓）千斤頂3種。

（1）齒條千斤頂：由人力通過(guò)杠桿和齒輪帶動(dòng)齒條頂舉重物。起重量一般不超過(guò)20噸，可長(zhǎng)期支持重物，主要用在作業(yè)條件不方便的地方或需要利用下部的托爪提升重物的場(chǎng)合，如鐵路起軌作業(yè)。

（2）螺旋千斤頂：由人力通過(guò)螺旋副傳動(dòng)、螺桿或螺母套筒作為頂舉件。普通螺旋千斤頂靠螺紋自鎖作用支持重物，構(gòu)造簡(jiǎn)單，但傳動(dòng)效率低，返程慢。自降螺旋千斤頂?shù)穆菁y無(wú)自鎖作用，但裝有制動(dòng)器，可縮短返程時(shí)間，但構(gòu)造較復(fù)雜。螺旋千斤頂能長(zhǎng)期支持重物，最大起重量已達(dá)100噸，應(yīng)用較廣。

（3）液壓千斤頂：由人力或電力驅(qū)動(dòng)液壓泵，通過(guò)液壓系統(tǒng)傳動(dòng)，用缸體或活塞作為頂舉件。整體式液壓千斤頂?shù)谋门c液壓缸聯(lián)成一體；分離式液壓千斤頂?shù)谋门c液壓缸分離，中間用高壓軟管相聯(lián)。液壓千斤頂結(jié)構(gòu)緊湊，能平穩(wěn)頂升重物，起重量最大達(dá)1000噸，行程1m，傳動(dòng)效率較高，應(yīng)用較廣；但易漏油，不宜長(zhǎng)期支持重物。

3 研究過(guò)程

修車店使用的千斤頂是臥式千斤頂，以剛性頂舉件為工作裝置，通過(guò)頂部托座在小行程內(nèi)頂升重物。主要用于廠礦和交通運(yùn)輸?shù)炔块T，在車輛修理、起重和支撐工作中起到重要作用（如圖1）。

汽車千斤頂放在汽車的工具箱里面，用于在更換備用輪胎時(shí)頂起車身。汽車千斤頂有氣動(dòng)千斤頂、電動(dòng)千斤頂、液壓千斤頂和機(jī)械式千斤頂，一般常用的是液壓和機(jī)械千斤頂。

臥式千斤頂?shù)膬?yōu)缺點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：省力，方便。

缺點(diǎn)：（1）油泵容易漏油，壽命短；（2）體積大，重量大，不便于攜帶。

機(jī)械汽車千斤頂，又叫剪式千斤頂（如圖2和圖3）。

優(yōu)點(diǎn)：輕巧，便宜。

缺點(diǎn)：（1）機(jī)械原理 用著太累；（2）沒(méi)有圓形頂盤(pán)，輪胎容易滑出；

（3）不是優(yōu)質(zhì)鋼板，體積小，容易壞；（4）安全性太低。

幾乎所有的轎車都備有剪式千斤頂，但大多數(shù)駕駛員卻不能自己換輪胎，特尤其是女司機(jī)。因此放在汽車后備廂的剪式千斤頂就成了一件擺設(shè)。如果能綜合臥式千斤頂和剪式千斤頂?shù)膬?yōu)點(diǎn)，組成一種新型的千斤頂，那么問(wèn)題就迎刃而解了！

從結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō)，剪式千斤頂是由兩個(gè)等腰三角形組成的，上面的三角形頂角朝上，下面的三角形頂角朝下，這種結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，容易折彎。

抬升時(shí)用力旋轉(zhuǎn)中間的螺桿，減少三角形底邊的長(zhǎng)度來(lái)增大等腰三角形頂角和底邊之間的距離。在受壓力的前提下，旋轉(zhuǎn)螺桿的阻力非常大，使用者需要額外多做功。

車輪并不是直接安裝在車底盤(pán)上的，為了適應(yīng)各種路況和減少振動(dòng)強(qiáng)度，車輪與底盤(pán)之間安裝有減振器和減振彈簧。車輛停在路面上，車身的重量迫使減振彈簧壓縮，如果將底盤(pán)升高，車輪并不會(huì)立刻離開(kāi)地面，必須等減振彈簧恢復(fù)到自然伸長(zhǎng)狀態(tài)后才會(huì)離開(kāi)地面，而換車輪又必須讓車輪完全離開(kāi)地面，因此我們?cè)谑褂们Ы镯斕嚨妆P(pán)時(shí)，往往要抬升10cm以上才能使輪胎完全離開(kāi)地面，費(fèi)力費(fèi)時(shí)（如圖4）。

4 具體結(jié)構(gòu)

筆者研制的千斤頂采用了等腰三角形的結(jié)構(gòu)，三角形的頂點(diǎn)為（與車輛接觸）支撐點(diǎn)（如圖5），底邊為齒條結(jié)構(gòu)，通過(guò)縮短齒條在兩底角之間的距離來(lái)增大頂角與底邊的距離。車用省力型踩踏式千斤頂包括杠桿、第二連桿、第三連桿和具有齒條段的第一連桿，第二連桿的兩端分別與頂塊、第一連桿形成鉸接，第三連桿的兩端分別與頂塊、移動(dòng)支座形成鉸接，杠桿前端與移動(dòng)支座鉸接，杠桿支點(diǎn)部與滑移支座鉸接，移動(dòng)支座上設(shè)置有與第一連桿齒條段相適配的可轉(zhuǎn)動(dòng)卡齒。

通過(guò)踩踏踏板，使等腰三角形的底邊縮短，每踩踏一次，齒條就收縮一齒的距離，三角形的頂端也就升高一點(diǎn)，這樣就能夠輕松地抬起車輛（如圖6）。

踩踏式千斤頂最大的特點(diǎn)是直接支撐在車輪的懸架上，每次只需要升高3cm就能夠讓車輪離開(kāi)地面，既省力又省功。

5 創(chuàng)新點(diǎn)

（1）由齒條和支撐桿組成的等腰三角形結(jié)構(gòu)，依靠減小三角形底角之間的距離來(lái)增大頂角與底邊的距離；

（2）采用踩踏的方式來(lái)升高千斤頂，來(lái)抬高車輛；

（3）將千斤頂支撐在車輛底部的位置改為支撐車輪的懸架，這樣千斤頂升高較小的距離就能使車輪離開(kāi)地面。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)測(cè)試得出：車用省力型踩踏式千斤頂完全滿足車輛更換輪胎的需要，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，體積小，能夠放在后備箱備胎旁的狹小空間里，使用方便，省力又省功，有較好的實(shí)用性和市場(chǎng)推廣價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]盧遠(yuǎn)西.車用千斤頂研究與設(shè)計(jì)[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2016，（31）：7-8.

附圖說(shuō)明：

結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。

參照附圖，車用省力型踩踏式千斤頂包括杠桿15，第二連桿11，第三連桿12和具有齒條段的第一連桿10，第二連桿11的兩端分別與頂塊13，第一連桿10形成鉸接，第三連桿12的兩端分別與頂塊13移動(dòng)支座16，形成鉸接，杠桿15，前端與移動(dòng)支座16鉸接，杠桿15，支點(diǎn)部與滑移支座17鉸接，移動(dòng)支座16上設(shè)置有與第一連桿10，齒條段相適配的可轉(zhuǎn)動(dòng)卡齒16a。通過(guò)踩動(dòng)杠桿15使第二連桿11第三連桿12向內(nèi)收攏，使頂塊13產(chǎn)生頂升行程，非常省力。由于使用時(shí)杠桿15，位于車體外側(cè)，而且通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)卡齒16a與第一連桿10的齒條段相配合實(shí)現(xiàn)位置鎖定，安全性可以得到保證。

參照附圖，所述二連桿11，第三連桿12，兩個(gè)鉸接端的距離相等。為提高使用的方便性，可在所述第一連桿，10的底部沿其縱向間隔設(shè)置兩組滾輪14。

（作者單位：成都七中）