輕型卡車備胎裝置布置的優(yōu)化設(shè)計(jì)

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(shè)計(jì)

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(chǎng)問題為出發(fā)點(diǎn)優(yōu)化備胎裝置的布置，為后期新車型開發(fā)時(shí)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(shè)計(jì)

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(dǎo)致車輛不能正常行駛而準(zhǔn)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(gè)合理且方便的地方，便于駕駛員在輪胎出現(xiàn)異常時(shí)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(dòng)偏心輪轉(zhuǎn)動(dòng)、鏈條傳動(dòng)，從而實(shí)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(dǎo)塊與鏈輪之間，同時(shí)設(shè)計(jì)鏈輪的內(nèi)輪齒數(shù)多于行星輪一個(gè)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(dāng)升降備胎時(shí)，用備胎搖桿上的定位銷卡在偏心輪的定位槽中，轉(zhuǎn)動(dòng)備胎搖桿時(shí)，帶動(dòng)偏心輪轉(zhuǎn)動(dòng)，偏心輪轉(zhuǎn)動(dòng)就與鏈輪上多出的一個(gè)齒嚙合，從而實(shí)現(xiàn)鏈輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣就帶動(dòng)鏈條的傳動(dòng)，最后實(shí)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(nèi)市場(chǎng)反饋及公司相關(guān)人員對(duì)客戶走訪和客戶滿意度調(diào)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(qiáng)烈抱怨，要求從設(shè)計(jì)源頭解決問題。

針對(duì)此問題作者對(duì)輕卡系列車型備胎裝置圖紙進(jìn)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(duì)現(xiàn)場(chǎng)車型進(jìn)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(shí)車查看及理論分析確認(rèn)備胎升降操作確實(shí)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(cè)面操作，充分考慮到客戶操作的安全性、方便性，針對(duì)各國不同使用方式布置右側(cè)操作或左側(cè)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(shè)計(jì)備胎橫梁支架，依據(jù)原備胎裝置位置對(duì)新裝置進(jìn)行初步布置。

3.1設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(gè)螺栓連接，4個(gè)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)原則，選擇合適的備胎升降器總成和設(shè)計(jì)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(duì)備胎升降器裝置安裝位置進(jìn)行調(diào)整。

3.2備胎裝置設(shè)計(jì)理論校核

3.2.1干涉檢查

對(duì)設(shè)計(jì)好的備胎升降裝置的數(shù)模進(jìn)行零部件的干涉檢查，如果出現(xiàn)干涉情況需要重新設(shè)計(jì)。除了對(duì)備胎升降器搖桿通過孔中心線進(jìn)行檢查以外，備胎的裝配空間也有要求，要保證裝卸備胎時(shí)，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(duì)車架縱梁總成進(jìn)行校核

如圖3所示，側(cè)面進(jìn)行備胎升降操作需對(duì)車架縱梁腹面相對(duì)應(yīng)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(jìn)行校核，經(jīng)理論校核分析可行。

3.2.3對(duì)備胎裝置與后防護(hù)裝置進(jìn)行校核

保證備胎裝上后與后防護(hù)有一定的間隙，如圖4所示，方便備胎升降操作，預(yù)留空間防止行駛過程中備胎晃動(dòng)與后防護(hù)有干涉發(fā)生，布置后經(jīng)理論校核符合設(shè)計(jì)要求（設(shè)計(jì)要求為與后防護(hù)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(huì)加速老化。理論設(shè)計(jì)要求間隙不小于80 mm，理論校核分析滿足設(shè)計(jì)要求。

3.2.5備胎升降操作校核

對(duì)于鏈?zhǔn)絺涮ド笛b置，還要進(jìn)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(duì)備胎升降操作進(jìn)行校核，保證有足夠的操作空間，操作過程中不會(huì)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(shí)車試裝驗(yàn)證

在試制現(xiàn)場(chǎng)，將理論校核布置合理的備胎升降裝置在同系列車型上進(jìn)行試裝，效果良好，與周圍零部件間隙滿足設(shè)計(jì)要求，實(shí)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(duì)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(shí)采用右側(cè)操作或左側(cè)操作，且備胎搖桿操作孔不應(yīng)被其他零部件遮擋，備胎操作時(shí)有足夠的操作空間。

4　結(jié)論

以解決市場(chǎng)備胎搖把被后牌照遮擋操作不便的問題為出發(fā)點(diǎn)，針對(duì)不同車型采用備胎裝置布置在左側(cè)或右側(cè)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(xiàn)：

進(jìn)行新產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)之初進(jìn)行備胎升降裝置布置時(shí)一定不能想當(dāng)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(shè)計(jì)［M］.4版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2010:40.

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

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

【4】江淮汽車技術(shù)中心.江淮輕型卡車設(shè)計(jì)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?yàn)檩p型卡車底盤設(shè)計(jì)。E-mail:1187816027@qq.com。