牽引車上車踏梯布置形式及輕量化設計對運營成本影響的研究

蘇琳 尹剛強 陳熠

摘 要：牽引車上車踏梯的主要功能是方便人員檢修、操作搭載掛車等使用的 保障了操作人員上下牽引車底盤的安全。文章對牽引車上車踏梯的常見種類進行了簡介 并根據上車踏梯的布置形式和輕量化設計對整車運營成本的影響進行了分析研究 為設計人員在牽引車底盤開發時 選擇合適的上車踏梯布置形式、種類及材料選用提供參考 具有一定的指導意義。

關鍵詞：牽引車;上車踏梯;布置形式;輕量化設計;運營成本

中圖分類號：U461.99? 文獻標識碼：B? 文章編號：1671-7988（2020）18-236-03

Abstract： The main function of tractor pedalling ladder is to facilitate operator maintenance， operate trailer， etc.， to ensure the safety of the operator up and down tractor chassis. This paper introduces the common types of tractor pedalling ladder. This paper analyzes the influence to the operating costs， according to the layout of pedalling ladder and lightweight design. This paper will offer reference to choose the suitable layout of pedalling ladder， type and material when designers are designing. This paper has a guiding significance.

Keywords： Tractor; Pedalling ladder; Layout; Lightweight design; Operating costs

CLC NO.： U461.99? Document Code： B? Article ID： 1671-7988（2020）18-236-03

前言

眾所周知 牽引車底盤離地高度一般在800mm-1200mm [1] 牽引車與掛車之間的電、氣連接器位于駕駛室后方[2-3] 經常需要操作人員進行連接器連接、檢修等工作。為了保障操作人員上下攀爬牽引車底盤的安全 牽引車底盤一般都需配備上車踏梯。縱觀國內外主流牽引車產品 上車踏梯結構及布置形式多種多樣 但基本功能都是一致的。

1 上車踏梯的結構與布置形式

GB 1589-2016《汽車、掛車及汽車列車外廓尺寸、軸荷及質量限值》對車輛最大外寬有明確要求[4] 結合牽引車底盤布置形式不同、車輛適用市場不同、客戶對上車踏梯的特殊需求等因素 各設計人員在設計上車踏梯時就會產生不同的外觀及連接方式。常見的上車踏梯種類及布置形式如下。

1.1 直接固定式

上車踏梯直接固定在車架上 不依附于任何其他部件 分為兩種形式 見圖1。這種上車踏板的特點是結構簡單 安裝簡單 設計時僅需考慮本身強度即可。形式一上車踏梯的缺點是占用底盤較大空間 整車設計時需要預留一定的空間用于裝配。形式二上車踏梯的缺點是增加整車外寬 設計時需要注意不要超出法規需求;而且踏梯覆蓋了蓄電池及儲氣筒 檢測與維修不方便。

1.2 依附固定式

上車踏梯不是直接固定在車架上的 而是固定在底盤其他部件上 見圖2。這種上車踏梯的特點是不搶奪底盤空間 可依附于不同零部件上 布置靈活且結構簡單 不是主要受力件故輕量化設計空間大。形式三上車踏梯的缺點是增加了排氣系統支架的受力模式 排氣系統支架需要加強 且踏梯與排氣之間需要增加隔熱措施以防止操作人員被燙傷。形式四上車踏梯的缺點是上側未配備相關操作平臺 電瓶箱蓋起到操作平臺的作用 電瓶箱支架增加了新的受力模式 所以電瓶箱蓋與電瓶箱支架都需要加強設計;且上車踏梯本身增加了整車外寬 設計時需要注意不要超出法規要求。形式五上車踏梯的缺點是增加了油箱拉帶、支架的受力模式 拉帶及支架均需要加強。

1.3 其他部件集成式

上車踏梯不是單獨一個部件 而是其他部件集成了上車踏梯功能 見圖3。這種上車踏梯的特點是不單獨占用底盤空間 不影響整車外寬 整車取消一個部件自重更輕。形式六上車踏梯集成在油箱上 缺點是油箱需要增加焊接部位 工藝成本較高且開裂風險加大 且油箱容積被占用影響整車續駛里程。形式七上車踏梯集成在側防護上 缺點是國內市場客戶對側防護的選擇性很低 側防護的均攤成本較高。

2 上車踏梯的輕量化發展趨勢

自從2016年新GB 1589實施以來 全國限重檢測的力度和廣度不斷加大 伴隨著信息化的推廣 省內及省際間的信息聯網、治超站點的不斷完善 在符合法規的運營背景下 用戶為了實現經濟利益最大化 輕量化產品的市場需求越來越多。為了滿足用戶的這一需求 牽引車底盤對各個系統的重量要求一降再降 上車踏梯也不例外。

輕量化設計的原則就是在保證承載能力和安全性的前提下 采用新結構、新工藝、新材料等手段降低零部件質量 同時兼顧成本的合理變化。目前上車踏梯多采用鋼、鐵材質 部分廠家開始使用鋁合金材質 未來結合結構改變還可能使用塑料、復合材料等。下表1是典型上車踏梯材料選用及重量對比。

3 上車踏梯的選擇對整車運營成本的影響

目前 國內牽引車市場的主力軍為標載長途運輸市場 標載長途運輸市場包含普貨散雜運輸市場、高效貨物運輸市場、煤炭運輸市場及商品車運輸市場 從圖4可以看出 標載長途運輸市場牽引車年銷量占比高達84%。

標載長途運輸牽引車典型的運營模式一般是個人掛靠公司或車隊 由公司或車隊統一調度管理 其特點是貨源穩定、運價穩定。一般公司或車隊有自己或專門合作的加油站 燃油價格會有相應的優惠政策 所以標載長途運輸牽引車一般都要求加大燃油箱或雙燃油箱來減少路程中的加油次數達到節省成本的目的。而上車踏梯形式的選擇直接影響到整車底盤燃油箱的容積大小 以下表2是同軸距底盤匹配3種上車踏梯的運營成本分析。

從上表的對比分析可以得出以下結論：

（1）依附固定式上車踏梯不占用牽引車底盤空間 燃油箱容積最大 所以年燃油成本最低。

（2）其他部件集成式上車踏梯因不含專用的上車踏梯部件 重量上優勢最大 所以年運營收入最高。

（3）綜合年燃油成本消耗及運營收入 依附固定式上車

踏梯最節省運營成本 客戶得到的收益更高。

4 總結

（1）針對標載長途運輸市場牽引車 依附固定式上車踏梯不占用牽引車底盤空間 設計結構時需注意整車寬度不要超出法規要求 則燃油箱容積可以做到最大 運營成本最低 客戶得到的收益最高。

（2）針對其他運輸市場 要綜合法規要求、市場特點及外觀美觀性等綜合需求匹配上車踏梯。以危險品運輸牽引車為例 根據GB 7258-2017《機動車運行安全技術條件》法規要求“危險貨物運輸貨車應裝備單燃油箱 且單燃油箱容積≤400L”[5] 故為了外觀美觀性 一般采用直接固定式上車踏梯（如形式一）來補充單燃油箱周圍車架空曠部位;或者采用其他部件集成式上車踏梯 比如側防護上集成上車踏梯 用側防護來遮擋車架空曠部位。

（3）本文對牽引車上車踏梯的常見種類進行了簡介 并根據上車踏梯的布置形式和輕量化設計對整車運營成本的影響進行了分析研究 為設計人員在牽引車底盤開發時 選擇合適的上車踏梯布置形式、種類及材料選用提供參考 具有一定的指導意義。

參考文獻

[1] 郭正康.現代汽車列車設計與使用[M].北京理工大學出版社.

[2] GB/T 13881-2019，牽引車與掛車之間氣制動管路連接器[S].

[3] GB/T 5053.1-2006，道路車輛牽引車與掛車之間電連接器7芯24V標準型（24N）[S].

[4] GB 1589-2016汽車、掛車及汽車列車外廓尺寸、軸荷及質量限值[S].

[5] GB 7258-2017機動車運行安全技術條件[S].