氣動升降汽車裝置的設計研究

韋江波，汪東明

（柳州職業技術學院，廣西 柳州 545006）

0 引言

隨著我國轎車的銷量呈現每年遞增的趨勢，由于汽車的保有量較大，在一些城市主干道，或小區道路上，經常會出現亂停車的問題，這使得原本就狹窄的道路上艱難通行，嚴重還會出現堵車的情況[1]。對于小區物業和執法部門來說，利用一款即省力又方便的升降裝置可以大大提高移車效率。因此，本文設計了一種采用氣動推進的升降機構，利用氣動原理使汽車輪子上升，并離開地面，從而起到移車的目的。該裝置省時省力，利用車子自帶的電源可啟動電動打氣筒進行充氣，也可以采用手動打氣筒打氣，由于是采用橫向移動，所受到的大氣壓強并不大，普通的充氣裝置即可完成，且升降效率高[2]。

現有小型轎車升降裝置主要是利用液壓或螺紋傳動水平移動，將轎車輪子抬起離開地面，從結構上來分析。存在以下不足：

（1）液壓和螺紋傳動是采用人力擺動或者旋轉螺紋進行升降，特別是螺紋傳動，很費力，效率也不高。

（2）液壓和螺紋傳動要逐個輪子抬起，費時費力，完成需要的工作量很大。

（3）液壓和螺紋傳動方式的效率不高，在轉移車子較多時，花費的時間較長。

1 工作原理

氣動升降移車裝置結構如圖1所示，圖中將升降機構的頂蓋拿掉，從軸測圖看內部結構：1.單向閥進氣口，2.溢流閥，3.萬向輪，4.升降機構外殼，5.固定卡扣，6.固定銷，7.活動端圓柱滾子軸承，8.氣缸（8.1氣缸一，8.2氣缸二），9.橫向固定軸擋板，10.導向槽，11.擋板，12.合頁，13.固定軸擋板，14.固定端圓柱滾子軸承等14個主要部分組成。

圖1 去掉頂蓋的氣動升降裝置軸測圖

氣動升降移車裝置如圖1所示，圖中單向閥進氣口1的結構與家用自行車輪胎上的氣嘴相似，可以使用市面上的打氣裝置進行充氣。與單向閥進氣口1連接的是溢流閥2，溢流閥2底部通過管道與兩端的氣缸8連接（即氣缸8.1和氣缸8.2），氣缸8.2伸出軸與圓柱滾子軸承7的中間軸連接，并采用固定銷6軸向鎖死；另一端的氣缸8.1伸出軸與活動端圓柱滾子軸承7的中間軸連接，同樣采用固定銷6軸向鎖死，軸的兩端有橫向固定軸擋板9貼緊，橫向固定軸擋板9的下端鑲嵌到導向槽10里，當氣缸8伸出軸延伸出來時，起到限制軸向竄動的作用。固定端圓柱滾子軸承14中間軸緊貼著固定軸擋板13采用固定銷6橫向連接鎖死。靠近固定端圓柱滾子軸承14的側面升降機構外殼4安裝有擋板12，一端采用合頁與升降機構外殼4螺釘連接，另一端采用固定卡扣鎖緊[3]。

圖2 去掉頂蓋的氣動升降裝置三視圖

圖3 氣動升降裝置A-A剖視圖

2 實施的過程

氣動升降移車裝置的實施過程如下：

如圖4、圖5、圖6所示，通常是將四個氣動升降移車裝置組成一個整體，完成整個汽車的整體升起，在圖3中，將四個氣動升降移車裝置的擋板11打開，放入汽車四個輪子的底部，依次用固定卡扣5鎖緊，使車輪完全包裹在裝置內部；這時將氣管接入四個氣動升降移車裝置的單向閥進氣口1處，如圖2所示，氣管之間采用接口拼接的聯通方式，只留一個進氣嘴。

圖4 整體氣動升降裝置組合圖

使用時，將四個氣動升降移車裝置分別安裝在汽車的四個輪子下面，四個氣動升降移車裝置之間用氣管相互連接，并只有一個進氣嘴。用氣泵與進氣嘴相連接，啟動氣泵并充氣如圖5所示。氣體經過氣管達到單向閥進氣口1處進入氣缸8，氣缸一8.1和氣缸二8.2在氣體進入后推動伸出軸，活動端圓柱滾子軸承7在氣缸8推力下，向前推進。活動端圓柱滾子軸承7與汽車輪胎之間保持著滾動摩擦，不會傷害輪胎表面，同時固定端圓柱滾子軸承14與輪胎之間也同樣產生接觸，產生滾動摩擦，輪子逐漸離開地面。

圖5 汽車升降前示意圖

當氣缸8伸出軸達到一定的伸出長度后，靜止移動，這時汽車輪子已經完全離開地面，達到一個合理的高度(離地高度設定在50～80 mm)。這時，如果氣泵一直在工作，則多余的氣體將通過溢流閥2排出，（可以在溢流閥出口處放置哨子，當氣體流出時發出響聲，起到提示的作用）。這時四個氣動升降移車裝置均已經將輪子抬起，由于每個裝置下面都安裝有萬向輪，汽車已經完全懸空如圖6所示。汽車完全離開地面后，可通過借助牽引車或者其它牽引工具對汽車進行挪動，如距離不太遠時，可以通過人工推車的方式進行挪車。并將車子轉移到安全的地方，對于車子出現故障或者隨意亂停來說，可起到很大的幫助。

圖6 汽車升降后示意圖

3 結論

對本次氣動升降汽車裝置的設計內容進行技術總結：

（1）采用氣體輸出動力（如車載氣泵、打氣筒等），可隨時獲得氣源，方便好用。

（2）利用活動端圓柱滾子軸承與轎車輪子接觸可大大減小摩擦力，進而降低了大氣壓強，打氣更輕松。

（3）利用活動端圓柱滾子軸承與轎車輪子接觸，是在保證輪子不動，滾子在轉動的情況下完成，不傷害汽車輪胎。

（4）橫向固定軸擋板9的下端鑲嵌到導向槽10里，當氣缸8伸出軸延伸出來時，起到限制軸向竄動的作用，保證了氣缸的垂直軸向輸出動力，確保兩邊的圓柱軸承保持平行，使輪胎受力均勻。

（5）采用氣體輸出動力，能有效緩解勞動強度。

（6）設計結構簡單，便于制造，且造價低。