論車用省力型踩踏式千斤頂

朱哲鈺

摘 要：目前汽車常備的簡易千斤頂是一種剪式千斤頂，既費力又操作不方便。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，就能夠讓輪胎離開地面，既省力又易操作，有極好的推廣價值。

關鍵詞：千斤頂；踩踏；齒條；等腰三角形；車輪懸架

1 研究目的

汽車常備簡易千斤頂——省力和易操作。

2 深入調查

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

千斤頂從結構上可分為齒條千斤頂、螺旋（機械）千斤頂和液壓（油壓）千斤頂3種。

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

（2）螺旋千斤頂：由人力通過螺旋副傳動、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，構造簡單，但傳動效率低，返程慢。自降螺旋千斤頂的螺紋無自鎖作用，但裝有制動器，可縮短返程時間，但構造較復雜。螺旋千斤頂能長期支持重物，最大起重量已達100噸，應用較廣。

（3）液壓千斤頂：由人力或電力驅動液壓泵，通過液壓系統傳動，用缸體或活塞作為頂舉件。整體式液壓千斤頂的泵與液壓缸聯成一體；分離式液壓千斤頂的泵與液壓缸分離，中間用高壓軟管相聯。液壓千斤頂結構緊湊，能平穩頂升重物，起重量最大達1000噸，行程1m，傳動效率較高，應用較廣；但易漏油，不宜長期支持重物。

3 研究過程

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，通過頂部托座在小行程內頂升重物。主要用于廠礦和交通運輸等部門，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頂起車身。汽車千斤頂有氣動千斤頂、電動千斤頂、液壓千斤頂和機械式千斤頂，一般常用的是液壓和機械千斤頂。

臥式千斤頂的優缺點：

優點：省力，方便。

缺點：（1）油泵容易漏油，壽命短；（2）體積大，重量大，不便于攜帶。

機械汽車千斤頂，又叫剪式千斤頂（如圖2和圖3）。

優點：輕巧，便宜。

缺點：（1）機械原理 用著太累；（2）沒有圓形頂盤，輪胎容易滑出；

（3）不是優質鋼板，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，但大多數駕駛員卻不能自己換輪胎，特尤其是女司機。因此放在汽車后備廂的剪式千斤頂就成了一件擺設。如果能綜合臥式千斤頂和剪式千斤頂的優點，組成一種新型的千斤頂，那么問題就迎刃而解了！

從結構上來說，剪式千斤頂是由兩個等腰三角形組成的，上面的三角形頂角朝上，下面的三角形頂角朝下，這種結構不穩定，容易折彎。

抬升時用力旋轉中間的螺桿，減少三角形底邊的長度來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上的，為了適應各種路況和減少振動強度，車輪與底盤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，如果將底盤升高，車輪并不會立刻離開地面，必須等減振彈簧恢復到自然伸長狀態后才會離開地面，而換車輪又必須讓車輪完全離開地面，因此我們在使用千斤頂抬升汽車底盤時，往往要抬升10cm以上才能使輪胎完全離開地面，費力費時（如圖4）。

4 具體結構

筆者研制的千斤頂采用了等腰三角形的結構，三角形的頂點為（與車輛接觸）支撐點（如圖5），底邊為齒條結構，通過縮短齒條在兩底角之間的距離來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、移動支座形成鉸接，杠桿前端與移動支座鉸接，杠桿支點部與滑移支座鉸接，移動支座上設置有與第一連桿齒條段相適配的可轉動卡齒。

通過踩踏踏板，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，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就能夠讓車輪離開地面，既省力又省功。

5 創新點

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

（2）采用踩踏的方式來升高千斤頂，來抬高車輛；

（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地面。

6 結語

通過測試得出：車用省力型踩踏式千斤頂完全滿足車輛更換輪胎的需要，它結構簡單，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，有較好的實用性和市場推廣價值。

參考文獻

[1]盧遠西.車用千斤頂研究與設計[J].中國高新技術企業，2016，（31）：7-8.

附圖說明：

結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

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移動支座16，形成鉸接，杠桿15，前端與移動支座16鉸接，杠桿15，支點部與滑移支座17鉸接，移動支座16上設置有與第一連桿10，齒條段相適配的可轉動卡齒16a。通過踩動杠桿15使第二連桿11第三連桿12向內收攏，使頂塊13產生頂升行程，非常省力。由于使用時杠桿15，位于車體外側，而且通過轉動卡齒16a與第一連桿10的齒條段相配合實現位置鎖定，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置兩組滾輪14。

（作者單位：成都七中）