军用越野汽车外置上车踏板的构造与特点

魏金琳，李丽军，马全海，史小川

（陕西重型汽车有限公司，陕西 西安 710200）

前言

由于其使用环境的特殊性，军用越野汽车是陆地交通工具中较为特殊的一类汽车，特别是为满足乘员上下车方便开发出了种类繁多的上车踏板。本文汇集了国内外各种军用汽车的上车踏板，分析了它们的构造与特点，以供广大汽车工程师们参看。

1 固定上车踏板

固定上车踏板，是指踏板直接固定于车身上，其本身没有运动副。固定踏板主要应用在台阶跨度不大的情况下（如图1）。若需要增大踏板跨度，也可将踏板设计成可手动向内收起的形式，以增大车辆接近角，提高车辆通过性，但这种结构的操作便利性较差（如图2）。

图1

图2

随着汽车开发理念的转变，汽车工程师越来越注重踏板的实用性和人性化设计。由于固定踏板的人机工程性稍差，故我们更多见到的是可活动的踏板结构，下面我们着重阐述活动踏板的构造和特点。

2 活动上车踏板

活动上车踏板是指踏板机构的零件包含有运动副，在车辆行进中受到外力作用时可收起绕开障碍物的一类机构。根据GB/T15089-2016中对越野汽车接近角的要求，活动踏板可以很好的解决车辆接近角和乘员使用便捷性的矛盾。通常情况下活动踏板机构连接于外置固定踏板下面（或者车辆底盘部件上）作为第一阶踏板使用。活动踏板种类繁多，常见的有以下几类：

2.1 钢丝绳吊挂式

钢丝绳吊挂式活动上车踏板又分为钢丝绳踏步板组合吊挂式（如图3）和U型钢丝绳一体式（如图4）。

图3

图4

钢丝绳吊挂式结构简单，重量轻，可维修性好。适合于公路、砂石路等对车辆越障要求不高的常规路面。但由于钢丝绳稳定性差，乘员使用该类踏板时会前后、左右晃动，导致乘员站立不稳，甚至负伤。另外，车辆在极端路况行进中踏板受到过大外力作用时会导致钢丝绳产生不可恢复的变形，影响乘员使用。

由于钢丝绳类活动踏板的使用体验较差，且钢丝绳结构在视觉上略显单薄，较难与整车造型搭配，故这类踏板主要应用于两轴或者三轴轻型载货越野汽车。

2.2 柔性有机聚合物类

这类踏板是由有机聚合物作为吊挂构件，连接在踏板上，并充分利用了聚合物材质较为柔软的物理特性来避让障碍物。可分为聚合物自成型一体式（如图5）和聚合物金属踏板组合式（如图6）。 自成型一体式结构简单重量轻，聚合物金属踏板组合式由于带有运动副，故踏板收起行程更大。

图5

图6

该类踏板机构结构简洁重量轻，踏板造形可自由设计，乘员蹬踩踏板时前后左右晃动小。但其材质价格高，高低温物理性能差。

有机聚合物作为可承载的结构件，使用时还存在的难点是其与车身金属构件的连接方式。由于聚合物材质的力学性能较钢质材料类要差，注意避免受力集中在有机聚合物上产生撕裂或疲劳导致构件失效。

2.3 悬臂梁机械摆臂式

该类活动上车踏板是将机械臂悬挂在车身下部（通常是强度很好的保险杠或车架），形成悬臂梁结构（如图7）。为消除车辆行进中上车踏板晃动时产生的金属撞击噪音，通常在旋转轴上套装有一定预紧压力的扭簧，以防止其晃动。

该类上车踏板结构简单，运动灵活，可跨越障碍物能力强。但由于乘员踩踏属于冲击载荷，故对悬臂结构的强度要求较高。可通过在悬臂梁增加拉杆，加大转轴两端支点的跨度等方式来改善受力状况（如图8）。这种解决方法需要在踏板上部设计滑槽，使得拉杆上端可以在滑槽中收放。在滑槽末端增加限位槽，可手动将活动踏板收起。

图7

图8

2.4 多连杆类

多连杆机构的活动上车踏板最为常见，主要包括四连杆类（如图9）、特殊四连杆类（如图10）和六连杆类（如图11）。常规四连杆机构收起高度相对较小，通常可以通过改变设计连杆长度提升收起高度。特殊四连杆是将其中一个连杆设计为L型，使其中一个旋转点提高，踏板可跨越障碍物的高度增加。

图9

图10

图11

图12

六连杆机构是在悬挂踏板的连杆中间再增加旋转轴，增加自由度使得踏板机构运动更为灵活，同时在踏板旋转轴上增加拉簧或者扭簧（图12），以减缓活动踏板在行进中的来回摆动。

多连杆活动踏板制造成本低廉，安装维修方便，踏板机构运动灵活，收起高度大。其缺点是旋转轴等运动副润滑失效后出现生锈、进异物导致的运动咔滞或不回位等。此外在车辆转弯状态下，若碰到障碍物则该类踏板很容易被撞坏。

3 结束语

外置踏板是军用越野汽车的重要附件，随着新材料新工艺发展，以后将会有更多更加美观和人性化的新踏板机构出现。尤其是在解决材质生锈、运动部件失灵，低重量高强度等方面还有发展空间。