新型可折疊上車踏板設(shè)計研究

宋麗峰

（陜西重型汽車有限公司 汽車工程研究院，陜西 西安 710200）

前言

軍用越野車輛，尤其是重型車輛，因為需要滿足指標(biāo)規(guī)定的通過性參數(shù)要求，通常其車身地板高度在1.2m 以上，需設(shè)計上車踏板來滿足使用要求，本文所闡述的設(shè)計過程包括了踏板形式的選擇，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計、防滑結(jié)構(gòu)設(shè)計、操作方便性設(shè)計等內(nèi)容。

1 踏板形式的選擇

上車踏板的設(shè)計需要滿足幾個基本原則：可靠性、使用方便性、安全性。目前現(xiàn)有的踏板形式有如下幾種：a 非金屬固定踏板（見圖1），非金屬件的耐候性、強度可靠性較差，在劇烈顛簸震動的工況下易損壞，在極寒地區(qū)也容易脆裂。b鋼絲繩式軟梯踏板（見圖2），這種踏板形式可隨意彎曲，解決了滿足通過性的要求，但是踩踏的時候會向前擺動，容易使乘員腿部受到磕碰。c 可前后擺動式踏板（見圖3），這種踏板解決了前面兩種存在的缺陷，但因為可以向前擺動，上車過程中如踩踏角度有所傾斜，仍然會晃動。本次設(shè)計內(nèi)容也是在前幾種的基礎(chǔ)上進(jìn)行完善設(shè)計。

圖1

圖2

圖3

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計

本設(shè)計由扭簧（件1）、銷軸（件2）、踏板（件3）、滑槽（件4）、拉桿（件5）、把手（件6）、防滑板（件7）等部件組成。（見圖4）。

踏板通過銷軸鉸接安裝在駕駛室前部的保險杠兩端，踏板中部設(shè)置吊耳，吊耳穿過踏板本體與背面的加強板焊接，提高整體剛度，防止局部受力變形；踏板本體上窄下寬，下部較寬部分突出于駕駛室和保險杠，人員下車時容易準(zhǔn)確踩踏，提高上下車效率，同時下半部分凸出可防止腿部磕碰。

圖4

平地正常使用時，踏板位于最低位置，用拉桿在踏板中部的吊耳處進(jìn)行懸吊安裝，由扭簧對其施加扭力，保持緊繃狀態(tài)，防止晃動和異響。

因本設(shè)計的上車踏板只能向后翻折，車輛需要翻越較高垂直越障時，為防止車輛后退下臺階對踏板造成損壞，此時需要將踏板進(jìn)行折疊，拉動把手向上提起，直至拉桿上端銷軸落入滑槽最后端的凹槽內(nèi)，此時踏板不影響整車接近角，且倒車下臺階時也不會損壞踏板。

3 鈑金結(jié)構(gòu)設(shè)計

踏板的頸部位置即由窄變寬處是在受到橫向力的作用時最容易變形的區(qū)域，此處形狀突變造成應(yīng)力集中，在設(shè)計中需要在背部的加強板上做對應(yīng)的設(shè)計來消除應(yīng)力集中。

下列方案1和方案2為設(shè)計過程中依次產(chǎn)生的兩個方案。方案2 較方案1 發(fā)生的變化為：加強板延伸至斜面部分，在底部增加橫向封板，形成相對封閉的腔體；吊耳穿過踏板本體，與背部加強板焊接為一個整體，防止吊掛處變形；打減重孔。

圖5 兩方案對比

對兩個方案做CAE 分析，分別在距離鉸接軸最遠(yuǎn)處的角部位置加載2000N 橫向作用力，觀察其變形和受力情況，（見圖6、7）。加載相同大小橫向載荷后，末端位移從10mm 減小到3mm；圖7 為新、老狀態(tài)應(yīng)力分布對比，優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)深色區(qū)域已經(jīng)消失，不會超出材料的強度承受范圍。

圖6 應(yīng)變情況對比

圖7 應(yīng)力分布對比

4 安全性設(shè)計

踏板上表面安裝防滑板，該防滑板用不銹鋼板沖壓而成，表面沖壓圓形凸緣，可有效起到防滑作用，不銹鋼材質(zhì)可保證踩踏處始終光亮，外觀美觀。

踏板尾端的把手可以作為折疊時的施力點，同時可以防止乘員在濕滑環(huán)境下意外滑出踏板表面。

5 結(jié)論

本文論述的上車踏板強度可承受100 公斤的乘員全力助跑情況下的沖擊力，在踩踏的時候穩(wěn)定可靠，并且有防滑措施，折疊功能更拓展了其適用范圍，能很好的滿足部隊的使用要求。