專利名稱:一種全路況汽車的制作方法
這是一種全路況汽車,一種水陸兩棲并且是輪、履兼?zhèn)涞娜窙r汽車,屬于汽車制造領(lǐng)域。
全路況汽車泛指能水陸兩棲,泥、雪、沙無阻,能在各種路況正常行駛的車輛,現(xiàn)實際使用的車輛大致有三類其一是以瑞士生產(chǎn)的“皮蘭哈8×8裝甲車”為代表,該車采用8輪甚至10輪驅(qū)動,可水上浮渡,缺點是雖配置了8~10只車輪,但車的單位底壓仍然較大,多在100Kpa以上,難于通過深雪及沼澤;再有,多輪驅(qū)動致使軸間差速傳動機構(gòu)十分復雜,難于被民用車輛所接受。
其二是履帶式水陸坦克,履帶車輛雖可通過多數(shù)深雪沼澤,但車速較低,且履帶的壽命遠低于車輪,一般不超過3000Km。
其三是“大腳車”,此類車使用巨型寬面輪胎,胎寬大多在1M左右,車輛底壓與履帶相當,在水中可將車身浮起,劃水驅(qū)動如走平川,缺點是輪胎過于笨重,轉(zhuǎn)向困難,車速在50Km/h以下。
以上三種車的共同缺點是不能適應城市交通環(huán)境,也不能在高速公路上行駛。再有,前述三種車的優(yōu)勢在于惡劣路況的通過性較好,而在不十分惡劣的多數(shù)平川土路,其機動性、經(jīng)濟性及舒適性則明顯低于普通越野汽車。因此,它們都不是在完全意義上的全路況汽車。
本項發(fā)明所追求的全路況汽車是進城是轎車,出城是吉普,險惡路況又具有水陸兩棲坦克的通過能力。
由本人提出的“99109148.5”號專利申請,給出了一種使用“主動式縱擺臂獨立懸架”,通過調(diào)控車輪及履帶的懸掛高度來實現(xiàn)輪履切換的全路況汽車;雖原理可行并被實驗所證實,但在細部結(jié)構(gòu)上存在幾個嚴重缺陷,并因此使該項設(shè)計不具備實用性。
其主要缺陷是在該懸架的轉(zhuǎn)向機構(gòu)中使用了一對齒扇,因齒扇屬于“線接觸高副傳動件”,其抗沖擊性能差,且齒間的耐磨性也遠不如面接觸的低副構(gòu)件,再有齒扇嚙合不易消除齒間的側(cè)隙;而按當今汽車的技術(shù)規(guī)范,汽車轉(zhuǎn)向系應是一個“零間隙配合系統(tǒng)”,要求自方向盤至前車輪的自由曠量總和所產(chǎn)生的前輪自由擺角應小于0.5度;過大的前輪擺動不僅要增大能耗,還會導致各種險情。(注前輪擺角為1度時,滾動阻力增加30%,擺角達3度時,滾動阻力增加3~4倍)。
其二是原轉(zhuǎn)向機構(gòu)中,與轉(zhuǎn)向拉桿相聯(lián)接的轉(zhuǎn)向傳動曲柄軸,位于傳動齒輪箱內(nèi)的驅(qū)動傳動軸(空心軸)的心部,這不僅增加了傳動系的復雜性,還由于驅(qū)動軸是高速回轉(zhuǎn)副,其軸承間隙較大,而此較大的與高速回轉(zhuǎn)相適配的間隙將疊加在“要求零間隙配合”的轉(zhuǎn)向系中,因而不被當代汽車技術(shù)規(guī)范所充許。
其三在該懸架的擺臂升降機構(gòu)中,使用了同為高副的蝸輪蝸桿副,也存在不抗沖擊的不足。
其四該懸架中緩沖彈簧的安裝形式欠佳,導致彈簧易磨損斷裂。
基于上述四點缺陷,使得該項發(fā)明不能滿足實用性要求。
另外,經(jīng)對B6OB、B60G、B6OF等類項的檢索,可發(fā)現(xiàn)已有大量“可升降懸架”的在先申請,雖均有“可調(diào)整車高”的共同特征,也使用了類似或相同的“機械元素”,但在發(fā)明目的,升降幅度,與車身及車內(nèi)系統(tǒng)配接等方面存在明顯差別,如“95311445”號文獻,該懸架屬“橫擺臂多聯(lián)桿懸架”,雖有很大的升降幅度,但車輪被升起后呈水平放置,不再具有車輪的承載、驅(qū)動、轉(zhuǎn)向等功能,其意義僅在于減少水中阻力。
“特愿平8-8590”號申請所公開的結(jié)構(gòu)中,雖使用了與本項發(fā)明相同的機械元素-絲杠、絲母,但其是與外懸臂直接相聯(lián),不具防水性;且其聯(lián)接的是簡易型的板簧懸架,不具備可變剛度的特性;該懸架是一種直接升降方式,必然因車身因素的制約而不能有較大的升降幅度;再有,板簧懸架的“車底離地間隙”指標是由板簧上的前、后橋殼的尺寸及位置所決定,橋殼隨懸架同共升降跳動,也即,該種懸架只能調(diào)整車身高度而不能改變“離地間隙”。
“Appl.No.913237”則公開了一種水陸兩棲車的尾輪懸架,該懸架可大幅度升降車輪,能與水密性底盤相配接,且屬于“主動式縱擺臂獨立懸架”,但該懸架不具有轉(zhuǎn)向機構(gòu),且由于采用了液壓缸直接拉動擺臂的調(diào)控方式則會遇到一對矛盾因這種直接調(diào)控方式存在一個液壓缸拉桿與擺臂間的死角,使得擺臂升降角不能超過57度,為獲得足夠的升降幅度,則只能加長擺臂,并因此而失去必要的抗路面沖擊能力;綜上,該“主動式縱擺臂獨立懸架”只能用于輔助承載的尾輪。
本次申請給出的懸架結(jié)構(gòu),在基本原理及工程可行兩個方面均能滿足當今汽車的技術(shù)要求,使該車可具有標準的“轎車、越野車、履帶車及明輪船”等四種狀態(tài),能實現(xiàn)“使汽車在完全意義上的全路況行駛”的發(fā)明目的。
本車是一輛輪、履結(jié)合的汽車,因該車的前輪、后輪及履帶承重輪的功能有所不同,使得在同一輛車上使用的懸架結(jié)構(gòu)也有所區(qū)別,可大致分為“前轉(zhuǎn)向輪懸架”、“后驅(qū)動輪懸架”、“履帶承重輪懸架”及“轉(zhuǎn)向驅(qū)動輪懸架”等四種;其中“轉(zhuǎn)向、驅(qū)動輪懸架”可用于全輪驅(qū)動且全輪轉(zhuǎn)向的高檔車型,但多被用于“4×4”車型的前輪,它的功能最全,結(jié)構(gòu)也最復雜,可視其為基本型懸架,其余三種則屬于它的簡化變形,故本文著重介紹“轉(zhuǎn)向、驅(qū)動輪懸架”的結(jié)構(gòu)特點及工作原理該懸架有一個由“傳動齒輪箱兼為主擺臂8,上擺臂7,主銷架4等專用件,以及齒輪箱內(nèi)的傳動齒輪,從內(nèi)轉(zhuǎn)子13的心部穿過的驅(qū)動傳動軸,從主銷架4心部穿過的半軸,從叉指節(jié)臂6心部穿過的軸頭,以及聯(lián)接半軸與軸頭的萬向節(jié)等通用件”等組成的主擺臂機構(gòu);其中在主銷架4上有一斜臂15與上擺臂7相聯(lián)接。
該懸架還有一個由“外轉(zhuǎn)向拉桿1,十字軸2和3,曲柄14等專用件及主銷5,叉指節(jié)臂6,以及與曲柄14相聯(lián)接的內(nèi)轉(zhuǎn)向拉桿,轉(zhuǎn)向機等通用件”所構(gòu)成的“轉(zhuǎn)向操控機構(gòu)”。
此外,還有一個由“內(nèi)轉(zhuǎn)子13,外轉(zhuǎn)子10,內(nèi)擺臂9,絲母11,絲杠12等專用件,及彈簧、阻尼脂等通用件”所構(gòu)成的“緩沖、減震、升降機構(gòu)”;其中在絲母11的軸銷上裝有外方內(nèi)圓的滑套16;滑套16的外寬尺寸應與內(nèi)擺臂的長形滑槽滑動配合,滑套16的內(nèi)圓則與絲母11的軸銷滑動配合,此滑套的作用在于將內(nèi)擺臂9的滑槽與絲母11的軸銷成為可滑移的低副。(否則,這里將出現(xiàn)不耐沖擊的高副環(huán)節(jié))。
以上,內(nèi)轉(zhuǎn)子13與齒輪箱兼主擺臂8為剛性聯(lián)接;主銷架4可繞軸心O2轉(zhuǎn)動90度左右的角度;軸心O1、O2、O3、O4之間的連線圍成一個平行四邊形,此種“雙縱臂”結(jié)構(gòu)可保證主銷后傾角及內(nèi)傾角不依主擺臂的升降跳動而改變;當車輛處于前行狀態(tài)時,軸心O1、O2、O5、O6構(gòu)成另一個平行四邊形,并與上述平行四邊形有一共同邊線“O1--O2”;且由于邊線“O1-O5”與“O1-O3”間的夾角是不隨主擺臂的升降跳動而改變的,可推論出邊線“O2-O6”與“O2-O4”間的夾角也是不隨主擺臂的升降跳動而改變的。這意味著叉指節(jié)臂6也不因主擺臂的升降跳動而發(fā)生繞主銷5的擺動;此結(jié)構(gòu)類似高檔跑車中使用的五聯(lián)桿橫擺懸架,可有效消除大多數(shù)中檔以下汽車均會出現(xiàn)的“擺臂跳動時,擺臂與轉(zhuǎn)向系之間的干涉現(xiàn)象”。
但當汽車處于轉(zhuǎn)彎狀態(tài)時,軸心O1、O2、O5、O6不再是平行四邊形,若此時車輪受到路面沖擊而引起主擺臂8的跳動,則將出現(xiàn)上述干涉現(xiàn)象;也即會產(chǎn)生一個“偽附加轉(zhuǎn)向操控分量”,并使前車輪伴隨主擺臂的跳動而左右擺動,因只是一個“偽附加分量”,擺動幅度遠小于車輪的垂直跳動,因此實際上對車的轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性影響不大,并且這也是目前多數(shù)汽車均要出現(xiàn)的現(xiàn)象;也即,該結(jié)構(gòu)能滿足當今汽車的技術(shù)規(guī)范要求。(“99109148.5”號專利申請中給出的轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)是無此缺點的,其在動做原理上是完美無缺的,但因存在前述缺陷而被放棄)。
當車輪受到路面沖擊時,車輪的跳動經(jīng)輪轂,叉指節(jié)臂,主銷至主銷架,再及主擺臂8,并引起主擺臂8繞O1軸擺動,繼而帶動內(nèi)轉(zhuǎn)子13轉(zhuǎn)動,再經(jīng)其外圈上的擋塊而推動彈簧;由于絲杠12與絲母11的自鎖,使得內(nèi)擺臂9不能經(jīng)由外轉(zhuǎn)子10被彈簧推動,于是引起彈簧的壓縮與回彈,-這便是本懸架的緩沖過程。
在彈簧壓縮及回彈的同時,內(nèi)轉(zhuǎn)子13的外圈擋塊也在同時推動彈簧四周的阻尼脂流過內(nèi)外轉(zhuǎn)子擋塊與內(nèi)外轉(zhuǎn)子周向間的徑向狹縫,此過程便是阻尼減震過程,狹縫的大小可影響阻尼的大小(當然,阻尼脂的粘度也對阻尼產(chǎn)生影響)。另外,若在外轉(zhuǎn)子擋塊上,沿中部的切線方向打一通孔,在通孔內(nèi)設(shè)置節(jié)閥,用微電機控制節(jié)閥的開度,即可實現(xiàn)對減震阻尼的自動控制。
綜上所述,本結(jié)構(gòu)是一個“緩沖、減震合一”的機構(gòu),使用本懸架無須另配減震器。
再有,由圖3可以看出,緩沖彈簧是沿圓周方向間隔排列的,當主擺臂8所處的平衡位置不同時,同樣大小的“路面垂直沖擊增量”所引起的主擺臂8及內(nèi)轉(zhuǎn)子13的角位移增量不為常數(shù),這使得彈簧的壓縮量也不為常數(shù)-這也即是“懸掛剛度不為常數(shù)”。當車輪處于較下位的越野車狀態(tài)時,懸掛剛度較大;當車輪處于較上位的轎車狀態(tài)時,懸掛剛度較?。恢鲾[臂8處于或接近水平狀態(tài)時的懸掛剛度最小。
當絲杠12被驅(qū)動時,可使絲母11沿絲杠的軸向產(chǎn)生位移,繼而帶動內(nèi)擺臂9擺動,并使外轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動,經(jīng)過彈簧推動內(nèi)轉(zhuǎn)子帶動主擺臂8偏轉(zhuǎn),由此可使車輪的平衡位置升高或降低-這便是車輪懸掛高度的調(diào)控過程。
在圖3所示結(jié)構(gòu)中,內(nèi)轉(zhuǎn)子外圈及外轉(zhuǎn)子內(nèi)圈共設(shè)置了3對凸起擋塊,相應地安裝了3只彈簧,其意義在于由于螺旋彈簧是沿圓周方向彎曲放置的,會產(chǎn)生較大的徑向張力,當采用一根彈簧時,張力最大,易使彈簧的某段磨損斷裂;再有,因內(nèi)轉(zhuǎn)子與外轉(zhuǎn)子之間的空間有限,難于放置直徑較大的彈簧(彈簧中徑多在Φ60左右),致使該懸架的承載能力不足。
當采用3只彈簧分段放置時,前述徑向張力被分散,這可使彈簧的抗磨性顯著提高。再有,這3只彈簧被分段間隔放置后,在力學關(guān)系上呈并聯(lián)狀態(tài),(形似串聯(lián),實為并聯(lián)),這可使懸架的承載能力提高3倍,滿足了實用性要求。
若增加分隔的段數(shù),承載力及抗磨性均會提高,但彈簧的緩沖行程相應減小,舒適性變差。一般說來,3噸以下的載人車輛宜采用3段分隔,6噸左右的貨車宜采用5~6段分隔。
上述懸架的重要功能是能主動調(diào)控車輪的懸掛高度,其調(diào)控范圍應能滿足全路況汽車所應具備的幾個主要行駛狀態(tài)的技術(shù)要求
當汽車處于越野車狀態(tài)時,一般要求車底的離地間隙在250~350mm,某些軍用吉普的離地間隙甚至達到400mm;再計及車輪的下向緩沖行程150mm(理論低限為103mm),也即要求車底至輪胎下緣的可能間距為500mm。
當汽車在良好路面行駛時,可將車底間隙調(diào)整到100mm左右,在高速路上可減至50mm,這可使汽車的重心降低,提高穩(wěn)定性;另外,如前所述,此時的懸掛剛度較小,可使舒適性進一步改善。
當汽車在水中浮渡時,為減少輪胎的豎向及逆向劃水損耗,提高輪胎的劃水效率,應使車輪盡量上移,以能接近“明輪”狀態(tài),起碼應使車輪的軸心能高出水面。
當車重在3噸左右時,車身的吃水深度約在350mm左右,而車輪的外徑多為700mm,也即此種狀態(tài)下車底至輪胎下緣的距離為零。
綜上分析,全路況汽車的車輪懸掛高度的可調(diào)控范圍應在500mm左右。
當主擺臂8的“O1--O2”間距為400mm時,對應500mm升降范圍的角位移量為87度左右,依主擺臂的初始安裝角不同而有所不同。
前文已述,為能滿足當代汽車的技術(shù)要求,前懸架的轉(zhuǎn)向系采用了由拉桿1,十字軸2和3等低副構(gòu)成的“空間桿系”,此“空間桿系”的傳遞函數(shù)為非線性,且存在死角,并因此制約了主擺臂的可升降范圍,一般情況下難于超過90度-而這也恰好可以滿足前述主擺臂的角位移量在87度左右的實用要求。(“991091485”號專利申請中的懸架結(jié)構(gòu)是線性系統(tǒng),擺臂升降角不受限制,但因?qū)嵱蒙系膰乐厝毕荻环艞?。
上述“轉(zhuǎn)向、驅(qū)動輪懸架”可用于全車四只車輪的懸掛,這將是一種‘全輪驅(qū)動,全輪轉(zhuǎn)向的全路況汽車“,此種車型是汽車中的上品。
在多數(shù)情況下,上述懸架僅被用于前輪懸掛,而后輪則使用“沒有轉(zhuǎn)向機構(gòu)”的“驅(qū)動輪懸架”。
圖5便是后驅(qū)動輪使用的“主動式縱擺臂獨立懸架”的主視圖,從圖中不難看出,它所使用的主擺臂、內(nèi)擺臂、絲杠、絲母以及內(nèi)轉(zhuǎn)子、外轉(zhuǎn)子均與“前懸架”通用,且聯(lián)接方式相同,只是沒有了轉(zhuǎn)向拉桿、主銷等轉(zhuǎn)向構(gòu)件,因此,它實質(zhì)上僅是“前懸架”的一種簡化。
本車在多數(shù)情況下,是依靠車輪行駛的,而車輪無法通過的路段主要分布在公路的低凹段及“風口”處,長度多在1公里左右,我國的內(nèi)蒙、青海、西藏等廣大地區(qū)基本如此,履帶在本車上是“自救性行走工具”,因此,履帶在平時則藏于車身下部的履帶倉內(nèi)。當該車駛遇深泥、雪、沙等車輪不能通過的路況時,則將履帶放下,并使車輪的懸掛高度與履帶保持一致,見圖8;此時可單獨由履帶驅(qū)動即可,車輪僅起穩(wěn)定車身的支撐作用,此種切換式驅(qū)動,簡單、可靠、實用,而若采用“輪-履混合驅(qū)動”,則需在傳動系配置“輪-履軸間差速器”,因結(jié)構(gòu)較復雜不適合民用車輛采用。
再有,由于受到車身長度,軸距等實際因素制約,本車的履帶長度也受到限制,見圖8;當車身長為5m,履帶接地長則難于超過1.5m,僅相當于坦克的1/3;但由于汽車的車重也僅及坦克的1/10甚至是1/15,所以,這副短小的履帶卻可以使汽車的單位底壓低到30Kpa左右,明顯低于輕型坦克60Kpa的底壓,也因此使該車得以通過目前坦克均難以通過的深泥沼澤。(目前能在深泥沼澤上使用的交通工具是一種超長超寬的履帶車,履帶長為8M、寬1M,車的俗名叫“泥里爬”,該車的履帶底壓為28Kpa)。
因本車履帶的使用概率較低,且不會在硬質(zhì)路面使用,因此宜采用輕質(zhì)的尼龍注塑鏈板,又因履帶倉的深度多在300mm左右,履帶驅(qū)動輪的節(jié)圓尺寸也受到限制,所以,鏈板以“雙銷短節(jié)距”的結(jié)構(gòu)形式為宜。
履帶的升降調(diào)控則比較簡單,僅需要調(diào)控承重輪的懸掛高度,即可完成對整個履帶的升降,而履帶驅(qū)動輪則是剛性安裝的-即“無懸架懸掛”,見圖8。
圖6是履帶承重輪所使用的“主動式縱擺臂獨立懸架”的(內(nèi))側(cè)視圖,因履帶承重輪是從動輪,所以主擺臂僅僅是個擺臂即可,又因履帶承重輪均是多只相鄰排列使用,且懸掛高度相等,升降調(diào)控也同步進行,因此,可將同一側(cè)履帶承重輪的內(nèi)擺臂安裝在一根絲杠上。
圖7是圖6所示結(jié)構(gòu)的進一步簡化,在此結(jié)構(gòu)中又去掉了頗為復雜的“內(nèi)、外轉(zhuǎn)子加彈簧”的結(jié)構(gòu)方式,并使內(nèi)擺臂與主擺臂剛性聯(lián)接,用長滑杠代替長絲杠,并將緩沖彈簧套在滑杠上,長滑杠從間隔設(shè)置的若干個支座20內(nèi)穿過并能在支座20內(nèi)沿軸向滑動,在滑杠上間隔固定有內(nèi)擺臂限位擋塊18,及彈簧限位擋塊19。拉動長滑杠使其沿軸向位移;即可同時調(diào)控多只承重輪的懸掛高度,由于每只承重輪的內(nèi)擺臂限位擋塊18及彈簧限位擋塊19是相互獨立的,所以承重輪的緩沖跳動也是相互獨立的-也即,該最簡結(jié)構(gòu)依然是“主動式縱擺臂獨立懸架”。
圖面說明
圖1是“轉(zhuǎn)向、驅(qū)動輪”使用的“主動式縱擺臂獨立懸架”的主視圖。
圖2是圖1的C-C視圖,圖3是圖1的A-A視圖,圖4是圖1的B-B視圖,圖5是“后驅(qū)動輪”使用的“主動式縱擺臂獨立懸架”的主視圖,圖6是履帶承重輪使用的“組合式、主動式縱擺臂獨立懸架”的側(cè)視圖,圖7是另一種更為簡化的“履帶承重輪組合式、主動式縱擺臂獨立懸架”的側(cè)視圖,圖8是一種二廂式全路況汽車的外觀簡圖。
在具體實施過程中,還需要解決懸架與車身;懸架的轉(zhuǎn)向機構(gòu)與車內(nèi)轉(zhuǎn)向系;懸架升降機構(gòu)的驅(qū)動與控制等諸多問題汽車懸架是緩沖、消化、吸收路面沖擊的主要部件、傳統(tǒng)懸架與車身配接時均采用空間多點受力的安裝結(jié)構(gòu),而本懸架為能與水密性的汽車底盤相配接,則只允許有一個安裝部位,即內(nèi)轉(zhuǎn)子的軸承支撐;為了提高懸架的抗沖擊能力,應使用2~3道軸承支撐并需分段設(shè)置,圖5中的軸承17便是在內(nèi)轉(zhuǎn)子的端部設(shè)置的一道支撐;由于內(nèi)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動范圍很小,并允許有適量的濕性阻尼,加之內(nèi)轉(zhuǎn)子直徑較大,多在200mm以上,且其設(shè)在車身邊側(cè)上的支撐還需防水滲入,故此,這幾道軸承應使用按“過渡配合加工,手工研磨后裝配”的滑配軸承。
再有,傳統(tǒng)汽車轉(zhuǎn)向系中僅有一個轉(zhuǎn)向機,聯(lián)接一根拉桿即可完成對左右兩只車輪的轉(zhuǎn)向操控,由于本懸架的結(jié)構(gòu)特點,無法使左、右車輪的轉(zhuǎn)向機構(gòu)按照傳統(tǒng)方式“拉手互聯(lián)”,這就需要在方向盤下的豎軸上加裝一個齒輪,與之嚙合的另一齒輪則帶動一個附加的轉(zhuǎn)向豎軸,兩根轉(zhuǎn)向豎軸各自聯(lián)接一個轉(zhuǎn)向機,兩個轉(zhuǎn)向機分別去操控左、右車輪的轉(zhuǎn)向拉桿,見圖1;由于這對齒輪位于具有大傳動比的轉(zhuǎn)向機之前,因此其齒間側(cè)隙及抗沖擊性對轉(zhuǎn)向系精度的影響大為減少,只及轉(zhuǎn)向機下游部件的1/24,可忽略不計。
在本項發(fā)明中,對車輪及履帶懸掛高度的升降調(diào)控是本項發(fā)明的核心內(nèi)容,也是本汽車能全路況行駛的關(guān)鍵手段,因此,對懸架升降機構(gòu)的驅(qū)動與控制便成了本項發(fā)明中附加的重要內(nèi)容,對懸架升降機構(gòu)的司控,實際上就是對懸架升降機構(gòu)中的絲杠的司控,以電機拖動最為簡便,當車輪的升降速度設(shè)定在100mm/s時,司控電機的功率為500W/輪/噸;為簡化駕駛本車的操做,宜配合程控手段,預先設(shè)定車輪及履帶在各種狀態(tài)下不同懸掛高度的對應數(shù)值,在絲杠軸上設(shè)置計數(shù)光盤,通過數(shù)字比較電路完成對絲杠電機的控制,當采用八位二進碼比較器時,車輪懸掛的定位精度為±1mm。
再有,前輪定位是一組影響汽車性能的重要參數(shù),而這又均是由前輪懸架的結(jié)構(gòu)來確定的,其中前束及外側(cè)角,主銷內(nèi)傾角等三個參數(shù)的設(shè)定與傳統(tǒng)汽車相同,唯有主銷后傾角因與斜臂15的斜度相關(guān)而略顯區(qū)別見圖2,斜臂15的斜度一般在45度左右,其設(shè)定原則是使上擺臂7在主擺臂8的升降跳動的全動態(tài)范圍內(nèi),不構(gòu)成對主擺臂8的限位,斜度的大小與主擺臂的初始安裝角及斜臂的軸心距“O2-O4”的長度有關(guān);其中,主擺臂的初始安裝角系指主擺臂在限定的最下位時,軸心距“O1-O2”與鉛垂線的夾角,用幾何做圖法可求出該斜度的最佳角度。又因“O1-O2-O3-O4”為一平行四邊形,所以該斜度等于“O1-O3”的斜度。
主銷后傾角的設(shè)定原則與傳統(tǒng)汽車理論相同,是獨立設(shè)定的參數(shù),與斜臂的斜度無關(guān),但由于主銷是安裝在與斜臂成為一體的主銷架上,于是在結(jié)構(gòu)上互為依存;斜臂15相對于主銷軸線的結(jié)構(gòu)斜度等于前述理論斜度減去主銷后傾角。
在圖2所示結(jié)構(gòu)中,斜臂15的斜度為45度,主銷后傾角為2度,結(jié)構(gòu)斜度為43度;主擺臂初始安裝角為30度。
權(quán)利要求
1.這是一種全路況汽車,屬于汽車制造領(lǐng)域,這是水陸兩棲且為輪、履兼?zhèn)涞娜窙r汽車,它使用一種“主動式縱擺臂獨立懸架”,可大幅度獨立升降調(diào)控車輪及履帶的懸掛高度,并能同時改變懸掛剛度及阻尼,此懸架能與水密的剛性汽車底盤相配接;該懸架有一個由傳動齒輪箱兼做主擺臂(8),上擺臂(7),主銷架(4)等專用件以及齒輪,傳動軸,萬向節(jié)等通用件所構(gòu)成的“主擺臂機構(gòu)”;還有一個由內(nèi)轉(zhuǎn)子(13),外轉(zhuǎn)子(10)等專用件以及彈簧,阻尼脂等通用件所構(gòu)成的“緩沖、減震、升降機構(gòu)”;還有一個由外轉(zhuǎn)向拉桿(1),由柄(14)等專用件以及主銷(5),叉指節(jié)臂(6),軸頭、輪轂等通用件所構(gòu)成的“轉(zhuǎn)向操控機構(gòu)”;以上內(nèi)轉(zhuǎn)子(13)與主擺臂(8)剛性聯(lián)接;其特征在于它有一個外轉(zhuǎn)向拉桿(1),其一端通過十字軸(2)與安裝在車身上的曲柄(14)相聯(lián)接,另一端通過十字軸(3)與一個“能隨主銷(5)及主銷架(4)繞軸心O2轉(zhuǎn)動一定角度的叉指節(jié)臂(6)”相聯(lián)接;當方向盤操控曲柄(14)擺動時,可帶動拉桿(1)使叉指節(jié)臂(6)繞主銷(5)偏轉(zhuǎn),繼而使車輪偏轉(zhuǎn);其特征還在于它有一對帶有長形滑槽的內(nèi)擺臂(9),其一端與絲杠(12)上的一個帶有軸銷的絲母(11)相聯(lián)接,另一端與外轉(zhuǎn)子(10)的外殼相固定;在外轉(zhuǎn)子(10)的內(nèi)圈及內(nèi)轉(zhuǎn)子(13)的外圈有3~6對相互對應的凸起擋塊,擋塊之間裝有彈簧,當絲杠(12)轉(zhuǎn)動時,可使絲母(11)沿軸向移動,繼而帶動內(nèi)擺臂(9)擺動,并使外轉(zhuǎn)子(10)轉(zhuǎn)動,再經(jīng)彈簧推動內(nèi)轉(zhuǎn)子(13),并使與內(nèi)轉(zhuǎn)子(13)剛性聯(lián)接的主擺臂(8)繞軸心O1轉(zhuǎn)動,由此可使車輪的懸掛高度發(fā)生變化;當車輪受到路面沖擊時,經(jīng)主擺臂(8)使內(nèi)轉(zhuǎn)子(13)轉(zhuǎn)動,繼而推動彈簧,但由于絲杠(12)與絲母(11)自鎖,內(nèi)擺臂被絲母(11)限位,致使彈簧不能推動與內(nèi)擺臂(9)固定在一起的外轉(zhuǎn)子(10),由此迫使彈簧壓縮或回彈,從而實現(xiàn)了對車輪的緩沖;
2.由權(quán)利要求1中所述的懸架,當用于多只相鄰排列的履帶承重輪時,可將多只內(nèi)擺臂組合在同一根長絲杠上,其特征是多只相鄰排列的履帶承重輪的多只內(nèi)擺臂通過多只獨立的絲母與同一長絲杠相聯(lián)接。
全文摘要
這是一種全路況汽車,屬于汽車制造領(lǐng)域。這是水陸兩棲且輪履兼?zhèn)涞钠?它具有傳統(tǒng)汽車的主體結(jié)構(gòu)及外觀特征,能適應城市及高速公路的行車環(huán)境。它有一種由絲杠、擺臂、彈簧等傳統(tǒng)機械要素構(gòu)成的“主動式縱擺臂獨立懸架”,能大幅度調(diào)控車輪及履帶的懸掛高度,切換輪←→履驅(qū)動方式,并能改變懸掛剛度及阻尼,使汽車具有標準的越野車、轎車及明輪船等多種行駛狀態(tài)。
文檔編號B60F3/00GK1292331SQ0010989
公開日2001年4月25日 申請日期2000年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月12日
發(fā)明者劉惠清 申請人:劉惠清