軍用越野汽車外置上車踏板的構造與特點

魏金琳，李麗軍，馬全海，史小川

（陜西重型汽車有限公司，陜西 西安 710200）

前言

由于其使用環境的特殊性，軍用越野汽車是陸地交通工具中較為特殊的一類汽車，特別是為滿足乘員上下車方便開發出了種類繁多的上車踏板。本文匯集了國內外各種軍用汽車的上車踏板，分析了它們的構造與特點，以供廣大汽車工程師們參看。

1 固定上車踏板

固定上車踏板，是指踏板直接固定于車身上，其本身沒有運動副。固定踏板主要應用在臺階跨度不大的情況下（如圖1）。若需要增大踏板跨度，也可將踏板設計成可手動向內收起的形式，以增大車輛接近角，提高車輛通過性，但這種結構的操作便利性較差（如圖2）。

圖1

圖2

隨著汽車開發理念的轉變，汽車工程師越來越注重踏板的實用性和人性化設計。由于固定踏板的人機工程性稍差，故我們更多見到的是可活動的踏板結構，下面我們著重闡述活動踏板的構造和特點。

2 活動上車踏板

活動上車踏板是指踏板機構的零件包含有運動副，在車輛行進中受到外力作用時可收起繞開障礙物的一類機構。根據GB/T15089-2016中對越野汽車接近角的要求，活動踏板可以很好的解決車輛接近角和乘員使用便捷性的矛盾。通常情況下活動踏板機構連接于外置固定踏板下面（或者車輛底盤部件上）作為第一階踏板使用。活動踏板種類繁多，常見的有以下幾類：

2.1 鋼絲繩吊掛式

鋼絲繩吊掛式活動上車踏板又分為鋼絲繩踏步板組合吊掛式（如圖3）和U型鋼絲繩一體式（如圖4）。

圖3

圖4

鋼絲繩吊掛式結構簡單，重量輕，可維修性好。適合于公路、砂石路等對車輛越障要求不高的常規路面。但由于鋼絲繩穩定性差，乘員使用該類踏板時會前后、左右晃動，導致乘員站立不穩，甚至負傷。另外，車輛在極端路況行進中踏板受到過大外力作用時會導致鋼絲繩產生不可恢復的變形，影響乘員使用。

由于鋼絲繩類活動踏板的使用體驗較差，且鋼絲繩結構在視覺上略顯單薄，較難與整車造型搭配，故這類踏板主要應用于兩軸或者三軸輕型載貨越野汽車。

2.2 柔性有機聚合物類

這類踏板是由有機聚合物作為吊掛構件，連接在踏板上，并充分利用了聚合物材質較為柔軟的物理特性來避讓障礙物。可分為聚合物自成型一體式（如圖5）和聚合物金屬踏板組合式（如圖6）。 自成型一體式結構簡單重量輕，聚合物金屬踏板組合式由于帶有運動副，故踏板收起行程更大。

圖5

圖6

該類踏板機構結構簡潔重量輕，踏板造形可自由設計，乘員蹬踩踏板時前后左右晃動小。但其材質價格高，高低溫物理性能差。

有機聚合物作為可承載的結構件，使用時還存在的難點是其與車身金屬構件的連接方式。由于聚合物材質的力學性能較鋼質材料類要差，注意避免受力集中在有機聚合物上產生撕裂或疲勞導致構件失效。

2.3 懸臂梁機械擺臂式

該類活動上車踏板是將機械臂懸掛在車身下部（通常是強度很好的保險杠或車架），形成懸臂梁結構（如圖7）。為消除車輛行進中上車踏板晃動時產生的金屬撞擊噪音，通常在旋轉軸上套裝有一定預緊壓力的扭簧，以防止其晃動。

該類上車踏板結構簡單，運動靈活，可跨越障礙物能力強。但由于乘員踩踏屬于沖擊載荷，故對懸臂結構的強度要求較高。可通過在懸臂梁增加拉桿，加大轉軸兩端支點的跨度等方式來改善受力狀況（如圖8）。這種解決方法需要在踏板上部設計滑槽，使得拉桿上端可以在滑槽中收放。在滑槽末端增加限位槽，可手動將活動踏板收起。

圖7

圖8

2.4 多連桿類

多連桿機構的活動上車踏板最為常見，主要包括四連桿類（如圖9）、特殊四連桿類（如圖10）和六連桿類（如圖11）。常規四連桿機構收起高度相對較小，通常可以通過改變設計連桿長度提升收起高度。特殊四連桿是將其中一個連桿設計為L型，使其中一個旋轉點提高，踏板可跨越障礙物的高度增加。

圖9

圖10

圖11

圖12

六連桿機構是在懸掛踏板的連桿中間再增加旋轉軸，增加自由度使得踏板機構運動更為靈活，同時在踏板旋轉軸上增加拉簧或者扭簧（圖12），以減緩活動踏板在行進中的來回擺動。

多連桿活動踏板制造成本低廉，安裝維修方便，踏板機構運動靈活，收起高度大。其缺點是旋轉軸等運動副潤滑失效后出現生銹、進異物導致的運動咔滯或不回位等。此外在車輛轉彎狀態下，若碰到障礙物則該類踏板很容易被撞壞。

3 結束語

外置踏板是軍用越野汽車的重要附件，隨著新材料新工藝發展，以后將會有更多更加美觀和人性化的新踏板機構出現。尤其是在解決材質生銹、運動部件失靈，低重量高強度等方面還有發展空間。