论车用省力型踩踏式千斤顶

朱哲钰

摘 要：目前汽车常备的简易千斤顶是一种剪式千斤顶，既费力又操作不方便。因此，笔者研制了一种车用省力型踩踏式千斤顶，这种千斤顶换轮胎，每次只需升高3cm，就能够让轮胎离开地面，既省力又易操作，有极好的推广价值。

关键词：千斤顶；踩踏；齿条；等腰三角形；车轮悬架

1 研究目的

汽车常备简易千斤顶——省力和易操作。

2 深入调查

千斤顶是一种用钢性顶举件作为工作装置，通过顶部托座或底部托爪在行程内顶升重物的轻小起重设备，其起重高度小于1m。分为机械式和液压式2种。机械式千斤顶又有齿条式与螺旋式两种，由于起重量小，操作费力，一般只用于机械维修工作。液压式千斤顶结构紧凑，工作平稳，有自锁作用，故使用广泛。其缺点是起重高度有限，起升速度慢。

千斤顶从结构上可分为齿条千斤顶、螺旋（机械）千斤顶和液压（油压）千斤顶3种。

（1）齿条千斤顶：由人力通过杠杆和齿轮带动齿条顶举重物。起重量一般不超过20吨，可长期支持重物，主要用在作业条件不方便的地方或需要利用下部的托爪提升重物的场合，如铁路起轨作业。

（2）螺旋千斤顶：由人力通过螺旋副传动、螺杆或螺母套筒作为顶举件。普通螺旋千斤顶靠螺纹自锁作用支持重物，构造简单，但传动效率低，返程慢。自降螺旋千斤顶的螺纹无自锁作用，但装有制动器，可缩短返程时间，但构造较复杂。螺旋千斤顶能长期支持重物，最大起重量已达100吨，应用较广。

（3）液压千斤頂：由人力或电力驱动液压泵，通过液压系统传动，用缸体或活塞作为顶举件。整体式液压千斤顶的泵与液压缸联成一体；分离式液压千斤顶的泵与液压缸分离，中间用高压软管相联。液压千斤顶结构紧凑，能平稳顶升重物，起重量最大达1000吨，行程1m，传动效率较高，应用较广；但易漏油，不宜长期支持重物。

3 研究过程

修车店使用的千斤顶是卧式千斤顶，以刚性顶举件为工作装置，通过顶部托座在小行程内顶升重物。主要用于厂矿和交通运输等部门，在车辆修理、起重和支撑工作中起到重要作用（如图1）。

汽车千斤顶放在汽车的工具箱里面，用于在更换备用轮胎时顶起车身。汽车千斤顶有气动千斤顶、电动千斤顶、液压千斤顶和机械式千斤顶，一般常用的是液压和机械千斤顶。

卧式千斤顶的优缺点：

优点：省力，方便。

缺点：（1）油泵容易漏油，寿命短；（2）体积大，重量大，不便于携带。

机械汽车千斤顶，又叫剪式千斤顶（如图2和图3）。

优点：轻巧，便宜。

缺点：（1）机械原理 用着太累；（2）没有圆形顶盘，轮胎容易滑出；

（3）不是优质钢板，体积小，容易坏；（4）安全性太低。

几乎所有的轿车都备有剪式千斤顶，但大多数驾驶员却不能自己换轮胎，特尤其是女司机。因此放在汽车后备厢的剪式千斤顶就成了一件摆设。如果能综合卧式千斤顶和剪式千斤顶的优点，组成一种新型的千斤顶，那么问题就迎刃而解了！

从结构上来说，剪式千斤顶是由两个等腰三角形组成的，上面的三角形顶角朝上，下面的三角形顶角朝下，这种结构不稳定，容易折弯。

抬升时用力旋转中间的螺杆，减少三角形底边的长度来增大等腰三角形顶角和底边之间的距离。在受压力的前提下，旋转螺杆的阻力非常大，使用者需要额外多做功。

车轮并不是直接安装在车底盘上的，为了适应各种路况和减少振动强度，车轮与底盘之间安装有减振器和减振弹簧。车辆停在路面上，车身的重量迫使减振弹簧压缩，如果将底盘升高，车轮并不会立刻离开地面，必须等减振弹簧恢复到自然伸长状态后才会离开地面，而换车轮又必须让车轮完全离开地面，因此我们在使用千斤顶抬升汽车底盘时，往往要抬升10cm以上才能使轮胎完全离开地面，费力费时（如图4）。

4 具体结构

笔者研制的千斤顶采用了等腰三角形的结构，三角形的顶点为（与车辆接触）支撑点（如图5），底边为齿条结构，通过缩短齿条在两底角之间的距离来增大顶角与底边的距离。车用省力型踩踏式千斤顶包括杠杆、第二连杆、第三连杆和具有齿条段的第一连杆，第二连杆的两端分别与顶块、第一连杆形成铰接，第三连杆的两端分别与顶块、移动支座形成铰接，杠杆前端与移动支座铰接，杠杆支点部与滑移支座铰接，移动支座上设置有与第一连杆齿条段相适配的可转动卡齿。

通过踩踏踏板，使等腰三角形的底边缩短，每踩踏一次，齿条就收缩一齿的距离，三角形的顶端也就升高一点，这样就能够轻松地抬起车辆（如图6）。

踩踏式千斤顶最大的特点是直接支撑在车轮的悬架上，每次只需要升高3cm就能够让车轮离开地面，既省力又省功。

5 创新点

（1）由齿条和支撑杆组成的等腰三角形结构，依靠减小三角形底角之间的距离来增大顶角与底边的距离；

（2）采用踩踏的方式来升高千斤顶，来抬高车辆；

（3）将千斤顶支撑在车辆底部的位置改为支撑车轮的悬架，这样千斤顶升高较小的距离就能使车轮离开地面。

6 结语

通过测试得出：车用省力型踩踏式千斤顶完全满足车辆更换轮胎的需要，它结构简单，重量轻，体积小，能够放在后备箱备胎旁的狭小空间里，使用方便，省力又省功，有较好的实用性和市场推广价值。

参考文献

[1]卢远西.车用千斤顶研究与设计[J].中国高新技术企业，2016，（31）：7-8.

附图说明：

结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

参照附图，车用省力型踩踏式千斤顶包括杠杆15，第二连杆11，第三连杆12和具有齿条段的第一连杆10，第二连杆11的两端分别与顶块13，第一连杆10形成铰接，第三连杆12的两端分别与顶块13移动支座16，形成铰接，杠杆15，前端与移动支座16铰接，杠杆15，支点部与滑移支座17铰接，移动支座16上设置有与第一连杆10，齿条段相适配的可转动卡齿16a。通过踩动杠杆15使第二连杆11第三连杆12向内收拢，使顶块13产生顶升行程，非常省力。由于使用时杠杆15，位于车体外侧，而且通过转动卡齿16a与第一连杆10的齿条段相配合实现位置锁定，安全性可以得到保证。

参照附图，所述二连杆11，第三连杆12，两个铰接端的距离相等。为提高使用的方便性，可在所述第一连杆，10的底部沿其纵向间隔设置两组滚轮14。

（作者单位：成都七中）