牽引車上車踏梯布置形式及輕量化設(shè)計(jì)對(duì)運(yùn)營(yíng)成本影響的研究

蘇琳 尹剛強(qiáng) 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?tīng)恳嚨妆P(pán)的安全。文章對(duì)牽引車上車踏梯的常見(jiàn)種類進(jìn)行了簡(jiǎn)介 并根據(jù)上車踏梯的布置形式和輕量化設(shè)計(jì)對(duì)整車運(yùn)營(yíng)成本的影響進(jìn)行了分析研究 為設(shè)計(jì)人員在牽引車底盤(pán)開(kāi)發(fā)時(shí) 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(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：牽引車;上車踏梯;布置形式;輕量化設(shè)計(jì);運(yùn)營(yíng)成本

中圖分類號(hào)：U461.99? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B? 文章編號(hào)：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(pán)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(jīng)常需要操作人員進(jìn)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(pán)的安全 牽引車底盤(pán)一般都需配備上車踏梯?？v觀國(guó)內(nèi)外主流牽引車產(chǎn)品 上車踏梯結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(zhì)量限值》對(duì)車輛最大外寬有明確要求[4] 結(jié)合牽引車底盤(pán)布置形式不同、車輛適用市場(chǎng)不同、客戶對(duì)上車踏梯的特殊需求等因素 各設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)上車踏梯時(shí)就會(huì)產(chǎn)生不同的外觀及連接方式。常見(jiàn)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(jiàn)圖1。這種上車踏板的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 安裝簡(jiǎn)單 設(shè)計(jì)時(shí)僅需考慮本身強(qiáng)度即可。形式一上車踏梯的缺點(diǎn)是占用底盤(pán)較大空間 整車設(shè)計(jì)時(shí)需要預(yù)留一定的空間用于裝配。形式二上車踏梯的缺點(diǎn)是增加整車外寬 設(shè)計(jì)時(shí)需要注意不要超出法規(guī)需求;而且踏梯覆蓋了蓄電池及儲(chǔ)氣筒 檢測(cè)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(pán)其他部件上 見(jiàn)圖2。這種上車踏梯的特點(diǎn)是不搶奪底盤(pán)空間 可依附于不同零部件上 布置靈活且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 不是主要受力件故輕量化設(shè)計(jì)空間大。形式三上車踏梯的缺點(diǎn)是增加了排氣系統(tǒng)支架的受力模式 排氣系統(tǒng)支架需要加強(qiáng) 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(diǎn)是上側(cè)未配備相關(guān)操作平臺(tái) 電瓶箱蓋起到操作平臺(tái)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(qiáng)設(shè)計(jì);且上車踏梯本身增加了整車外寬 設(shè)計(jì)時(shí)需要注意不要超出法規(guī)要求。形式五上車踏梯的缺點(diǎn)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(qiáng)。

1.3 其他部件集成式

上車踏梯不是單獨(dú)一個(gè)部件 而是其他部件集成了上車踏梯功能 見(jiàn)圖3。這種上車踏梯的特點(diǎn)是不單獨(dú)占用底盤(pán)空間 不影響整車外寬 整車取消一個(gè)部件自重更輕。形式六上車踏梯集成在油箱上 缺點(diǎn)是油箱需要增加焊接部位 工藝成本較高且開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)加大 且油箱容積被占用影響整車?yán)m(xù)駛里程。形式七上車踏梯集成在側(cè)防護(hù)上 缺點(diǎn)是國(guó)內(nèi)市場(chǎng)客戶對(duì)側(cè)防護(hù)的選擇性很低 側(cè)防護(hù)的均攤成本較高。

2 上車踏梯的輕量化發(fā)展趨勢(shì)

自從2016年新GB 1589實(shí)施以來(lái) 全國(guó)限重檢測(cè)的力度和廣度不斷加大 伴隨著信息化的推廣 省內(nèi)及省際間的信息聯(lián)網(wǎng)、治超站點(diǎn)的不斷完善 在符合法規(guī)的運(yùn)營(yíng)背景下 用戶為了實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)利益最大化 輕量化產(chǎn)品的市場(chǎng)需求越來(lái)越多。為了滿足用戶的這一需求 牽引車底盤(pán)對(duì)各個(gè)系統(tǒng)的重量要求一降再降 上車踏梯也不例外。

輕量化設(shè)計(jì)的原則就是在保證承載能力和安全性的前提下 采用新結(jié)構(gòu)、新工藝、新材料等手段降低零部件質(zhì)量 同時(shí)兼顧成本的合理變化。目前上車踏梯多采用鋼、鐵材質(zhì) 部分廠家開(kāi)始使用鋁合金材質(zhì) 未來(lái)結(jié)合結(jié)構(gòu)改變還可能使用塑料、復(fù)合材料等。下表1是典型上車踏梯材料選用及重量對(duì)比。

3 上車踏梯的選擇對(duì)整車運(yùn)營(yíng)成本的影響

目前 國(guó)內(nèi)牽引車市場(chǎng)的主力軍為標(biāo)載長(zhǎng)途運(yùn)輸市場(chǎng) 標(biāo)載長(zhǎng)途運(yùn)輸市場(chǎng)包含普貨散雜運(yùn)輸市場(chǎng)、高效貨物運(yùn)輸市場(chǎng)、煤炭運(yùn)輸市場(chǎng)及商品車運(yùn)輸市場(chǎng) 從圖4可以看出 標(biāo)載長(zhǎng)途運(yùn)輸市場(chǎng)牽引車年銷量占比高達(dá)84%。

標(biāo)載長(zhǎng)途運(yùn)輸牽引車典型的運(yùn)營(yíng)模式一般是個(gè)人掛靠公司或車隊(duì) 由公司或車隊(duì)統(tǒng)一調(diào)度管理 其特點(diǎn)是貨源穩(wěn)定、運(yùn)價(jià)穩(wěn)定。一般公司或車隊(duì)有自己或?qū)ｉT(mén)合作的加油站 燃油價(jià)格會(huì)有相應(yīng)的優(yōu)惠政策 所以標(biāo)載長(zhǎng)途運(yùn)輸牽引車一般都要求加大燃油箱或雙燃油箱來(lái)減少路程中的加油次數(shù)達(dá)到節(jié)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(pán)燃油箱的容積大小 以下表2是同軸距底盤(pán)匹配3種上車踏梯的運(yùn)營(yíng)成本分析。

從上表的對(duì)比分析可以得出以下結(jié)論：

（1）依附固定式上車踏梯不占用牽引車底盤(pán)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(yōu)勢(shì)最大 所以年運(yùn)營(yíng)收入最高。

（3）綜合年燃油成本消耗及運(yùn)營(yíng)收入 依附固定式上車

踏梯最節(jié)省運(yùn)營(yíng)成本 客戶得到的收益更高。

4 總結(jié)

（1）針對(duì)標(biāo)載長(zhǎng)途運(yùn)輸市場(chǎng)牽引車 依附固定式上車踏梯不占用牽引車底盤(pán)空間 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)時(shí)需注意整車寬度不要超出法規(guī)要求 則燃油箱容積可以做到最大 運(yùn)營(yíng)成本最低 客戶得到的收益最高。

（2）針對(duì)其他運(yùn)輸市場(chǎng) 要綜合法規(guī)要求、市場(chǎng)特點(diǎn)及外觀美觀性等綜合需求匹配上車踏梯。以危險(xiǎn)品運(yùn)輸牽引車為例 根據(jù)GB 7258-2017《機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件》法規(guī)要求“危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸貨車應(yīng)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(lái)補(bǔ)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(cè)防護(hù)上集成上車踏梯 用側(cè)防護(hù)來(lái)遮擋車架空曠部位。

（3）本文對(duì)牽引車上車踏梯的常見(jiàn)種類進(jìn)行了簡(jiǎn)介 并根據(jù)上車踏梯的布置形式和輕量化設(shè)計(jì)對(duì)整車運(yùn)營(yíng)成本的影響進(jìn)行了分析研究 為設(shè)計(jì)人員在牽引車底盤(pán)開(kāi)發(fā)時(shí) 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(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 郭正康.現(xiàn)代汽車列車設(shè)計(jì)與使用[M].北京理工大學(xué)出版社.

[2] GB/T 13881-2019，牽引車與掛車之間氣制動(dòng)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(biāo)準(zhǔn)型（24N）[S].

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

[5] GB 7258-2017機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件[S].