輕型卡車備胎裝置布置的優(yōu)化設計

張翠，王杰

（安徽江淮汽車股份有限公司商用車研究院，安徽合肥230601）

輕型卡車備胎裝置布置的優(yōu)化設計

張翠，王杰

（安徽江淮汽車股份有限公司商用車研究院，安徽合肥230601）

介紹了備胎裝置的工作原理，備胎裝置布置遵循的原則及備胎裝置布置過程中要考慮的與周圍零部件間隙問題，并以解決市場問題為出發(fā)點優(yōu)化備胎裝置的布置，為后期新車型開發(fā)時備胎裝置的布置提供了方法和依據(jù)。

備胎裝置；布置；優(yōu)化設計

0　前言

備胎是防止車輛在行駛過程中正常使用的輪胎出現(xiàn)異常導致車輛不能正常行駛而準備的替換輪胎，其作用是保證車輛能行駛到最近的維修站。而備胎裝置的作用就是將備胎固定在車輛某個合理且方便的地方，便于駕駛員在輪胎出現(xiàn)異常時取用備胎，故備胎裝置布置的合理性及操作方便性就顯得尤為重要。

1　備胎升降裝置的工作原理

備胎升降裝置是利用備胎搖桿帶動偏心輪轉動、鏈條傳動，從而實現(xiàn)備胎的升降過程。具體來說是：保證行星輪中心孔的直徑與偏心輪上偏心圓直徑相等（間隙配合）；行星輪安裝在行星輪導塊與鏈輪之間，同時設計鏈輪的內輪齒數(shù)多于行星輪一個齒；將鏈條卡在鏈輪的卡槽中，鏈條一端的底部連接著備胎托架、吊耳、彈簧及彈簧座，再將總成放入備胎升降器下罩中，最后再將以上總成安裝到備胎升降器殼中，中間用偏心輪軸支承。當升降備胎時，用備胎搖桿上的定位銷卡在偏心輪的定位槽中，轉動備胎搖桿時，帶動偏心輪轉動，偏心輪轉動就與鏈輪上多出的一個齒嚙合，從而實現(xiàn)鏈輪的轉動，這樣就帶動鏈條的傳動，最后實現(xiàn)備胎的升降。利用托架彈簧的壓緊剛度使備胎壓得更緊，緊貼在備胎橫梁上，提高可靠性。

2　問題來源及初步分析

基于國際、國內市場反饋及公司相關人員對客戶走訪和客戶滿意度調查，輕卡部分車型存在備胎搖把被后牌照遮擋現(xiàn)象，操作不便，引起客戶強烈抱怨，要求從設計源頭解決問題。

針對此問題作者對輕卡系列車型備胎裝置圖紙進行校核分析：從圖1可以看出備胎搖柄操作孔完全被后牌照安裝支架遮擋，并對現(xiàn)場車型進行查看如圖2所示，綜合圖1、圖2可以看出該車型備胎裝置的布置的確存在操作不便的問題。

通過實車查看及理論分析確認備胎升降操作確實存在不便，為了徹底解決此問題，決定將備胎升降操作由后面操作改為側面操作，充分考慮到客戶操作的安全性、方便性，針對各國不同使用方式布置右側操作或左側操作。

3　備胎裝置布置

由于備胎裝置的布置牽涉的分組較多，重新布置需要重新校核。首先根據(jù)整車車輪總成的配置選用合適的備胎升降器總成，參考現(xiàn)有車型備胎橫梁，設計備胎橫梁支架，依據(jù)原備胎裝置位置對新裝置進行初步布置。

3.1設計布置遵循原則

（1）根據(jù)整車布置的要求，合理布置備胎裝置的位置（通常布置在車架末端橫梁與倒數(shù)第二根橫梁之間，必須充分考慮總布置要求的車輛離去角的要求及整車的通過性）；

（2）根據(jù)車架縱梁的形狀及空間，合理設計備胎橫梁的形狀及尺寸（輕卡系列，大部分備胎橫梁都是用鉚釘鉚接在車架上，與車架總成一起涂裝電泳）；

（3）根據(jù)備胎橫梁的形狀及定位尺寸，設計合適的備胎升降器殼的形狀及定位尺寸（目前，輕卡系列備胎橫梁與備胎升降器殼通過4個螺栓連接，4個螺栓孔布置位置呈長方形或正方形）；

（4）根據(jù)備胎所用輪輞總成中止口的直徑，設計備胎托架定位塊的開檔尺寸（開檔尺寸略小于輪輞總成的止口直徑）。

遵循以上設計原則，選擇合適的備胎升降器總成和設計合適的備胎橫梁支架。參照備胎裝置原有的布置位置，根據(jù)車架縱梁孔位對備胎升降器裝置安裝位置進行調整。

3.2備胎裝置設計理論校核

3.2.1干涉檢查

對設計好的備胎升降裝置的數(shù)模進行零部件的干涉檢查，如果出現(xiàn)干涉情況需要重新設計。除了對備胎升降器搖桿通過孔中心線進行檢查以外，備胎的裝配空間也有要求，要保證裝卸備胎時，能夠比較方便地操作，備胎不能和周圍零部件發(fā)生干涉。

3.2.2對車架縱梁總成進行校核

如圖3所示，側面進行備胎升降操作需對車架縱梁腹面相對應的位置是否可以增加備胎操作孔及車架縱梁下翼面是否可以增加備胎橫梁安裝孔進行校核，經(jīng)理論校核分析可行。

3.2.3對備胎裝置與后防護裝置進行校核

保證備胎裝上后與后防護有一定的間隙，如圖4所示，方便備胎升降操作，預留空間防止行駛過程中備胎晃動與后防護有干涉發(fā)生，布置后經(jīng)理論校核符合設計要求（設計要求為與后防護間隙不小于15 mm）。

3.2.4備胎裝置與排氣分組校核

重新布置備胎裝置后，必須考慮備胎升降器裝置與排氣管之間的最小間隙，如圖5所示，排氣尾管溫度較高，輪胎為橡膠制品若距離排氣尾管太近會加速老化。理論設計要求間隙不小于80 mm，理論校核分析滿足設計要求。

3.2.5備胎升降操作校核

對于鏈式備胎升降裝置，還要進行搖桿通過孔和備胎升降器上的偏心輪孔中心線是否重合的校核，具體見圖6。

對備胎升降操作進行校核，保證有足夠的操作空間，操作過程中不會與貨廂裝置中的零部件發(fā)生干涉現(xiàn)象。理論校核備胎搖柄升降操作不存在干涉問題，如圖7所示。

3.3實車試裝驗證

在試制現(xiàn)場，將理論校核布置合理的備胎升降裝置在同系列車型上進行試裝，效果良好，與周圍零部件間隙滿足設計要求，實際操作有足夠的操作空間。

此外，充分考慮到客戶操作的安全性方便性，針對各國左置、右置車型和操作人員不同使用方式，備胎裝置布置時采用右側操作或左側操作，且備胎搖桿操作孔不應被其他零部件遮擋，備胎操作時有足夠的操作空間。

4　結論

以解決市場備胎搖把被后牌照遮擋操作不便的問題為出發(fā)點，針對不同車型采用備胎裝置布置在左側或右側操作，有效解決后牌照遮擋備胎搖柄操作孔引起的操作不便問題。后期在參考文獻：

進行新產(chǎn)品設計時，設計之初進行備胎升降裝置布置時一定不能想當然，需全面考慮備胎裝置與周圍零部件的安裝可行性、備胎裝置與周圍裝置的空間可行性、用戶操作方便性安全性等問題。

【1】王望予.汽車設計［M］.4版.北京:機械工業(yè)出版社，2010:40.

【2】陳家瑞.汽車構造［M］.3版.北京:機械工業(yè)出版社，2009.

【3】黃錦俊.淺談改裝車備胎升降機構的運用［J］.企業(yè)科技與發(fā)展，2008（18）:95-96.

【4】江淮汽車技術中心.江淮輕型卡車設計規(guī)范［M］.合肥:安徽江淮汽車股份有限公司，2006.

Optimal Design of Light Truck Vehicles Spare Device Layout

ZHANG Cui，WANG Jie
（Commercial Vehicle Research Institute，Anhui Jianghuai Automobile Co.，Ltd.，Hefei Anhui 230601，China）

The principle of spare equipment，the principles that spare device layout should be keep to and the clearance checking problems with other surrounding parts that should be considered were introduced.To solve the market issues about the spare device layout，the spare device layout was optimized.It provides method and basis for the spare equipment layout of the latest development of new vehicles.

Spare equipment；Layout；Optimal design

2015-05-12

張翠（1985—），女，碩士，工程師，研究方向為輕型卡車底盤設計。E-mail:1187816027@qq.com。