CN100548775C

CN100548775C - 重型车辆

Info

Publication number: CN100548775C
Application number: CNB2004800204342A
Authority: CN
Inventors: J-M·沙马亚尔; P·迪里夫
Original assignee: Michelin Recherche et Technique SA Switzerland; Societe de Technologie Michelin SAS
Current assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Priority date: 2003-07-17
Filing date: 2004-07-12
Publication date: 2009-10-14
Anticipated expiration: 2024-07-12
Also published as: US20060137917A1; CA2531992C; US7878278B2; JP2009513415A; FR2857649A1; CN1822978A; CA2531992A1; JP5037123B2; WO2005016728A1

Abstract

本发明涉及一种重型车辆，例如重量大于500公吨的运输车辆或土木工程车辆，其装备的轮胎直径大于3.5米、轴向宽度大于37英寸，且包括具有至少两个轮胎的前桥和具有至少两个轮胎的后桥，并且通过后桥传递至少部分动力。根据本发明，至少其中一个车桥包括至少四个轮胎，其成对地对称连接在车桥两侧，并且两个相连的轮胎具有不同的轴向宽度。

Description

重型车辆

技术领域

本发明涉及一种重型车辆，例如重量大于500公吨、且装有直径大于3.5米的轮胎的运输车辆或“土木工程”车辆。

背景技术

这种车辆通常被设计用于承受重负载，包括具有两个转向轮的前转向桥和后桥，后桥通常都是刚性的，且具有四个成对布置在两侧的驱动轮。

桥被定义为能使车辆的固定结构连接到地面的元件组。

轮胎的轴向或横向方向平行于轮胎的旋转轴。

轮胎的圆周方向或纵向是与轮胎外周相应的方向，并且由轮胎的滚动方向限定。

轮胎的旋转轴是在正常使用中轮胎绕着其旋转的轴。

在使用车辆时，特别是在矿山或采石场中用于运输负载的车辆时，进入的问题和生产需求导致这些车辆的制造商必须增加它们的负载能力。这样使车辆变得更大，从而自身重量变得更重，以能够运输更重的负载。这些车辆的目前重量可以达到几百公吨，所运输的负载也可达到几百公吨；总重量可达600公吨。

由于车辆的负载能力与轮胎有直接联系，所以已经知道为了增加负载能力，需要增加轮胎中空气含量。

目前，如上文所述，例如在采矿中所用的翻斗车包括后驱动桥，在其上安装有四个成对布置的车轮，以满足上述要求。

此外，所述车轮的尺寸以及轮胎的尺寸、特别是下部区域的刚度都要求所述轮胎要做成几部分，以使轮胎可以安装到一个轮辋上。在更换或者维护时的安装和拆卸所述轮胎的操作都很耗时且繁琐。在进行这些操作时所要操作的夹紧部件的数量可能大于200，并且需要非常大的夹紧力矩。因此，进行这些操作所花费的时间通常很长，由此在进行采矿时不利于提高生产率。

由于目前需要不断地提高这种车辆的负载能力，所以上文所列出的各种参数都要求加宽轮胎，以增加其内部的空气容积。轮胎直径在4米左右实际上就不可能再增加了，特别是考虑所述轮胎的运输问题。事实上，所述轮胎的尺寸会受到运输条件的限制，特别是路面宽度和桥梁的高度。实际上同样不可能减小轮辋的直径，其特别用于定位驱动转矩传递系统以及制动系统。

在研究当中发明人成功地证明了这种“加宽”轮胎也可以有效地增加运输负载，但是却存在多种缺陷。实验显示与现有轮胎相比这种轮胎的抗磨性下降。这使轮胎过早磨损，从而降低车辆效率以及生产率。

此外，专利申请WO00/71365公开了一种可以简化轮胎安装的方法，该轮胎可以直接安装在充当轮辋的轮毂上。因此独立的环可充当轮辋座，并且通过锁定环固定在适当位置，该锁定环牢固地连接在轮毂上，从而与形状互补。

因此发明人的目的就是根据用户的新需求，即进一步提高重型车辆的负载能力，特别是用于采矿的车辆的负载能力，与现有轮胎相比轮胎在磨损方面的性能不会降低。

发明内容

根据本发明的目的通过一种重型车辆实现，例如重量大于500公吨的运输车辆或“土木工程”车辆，其装备的轮胎直径大于3.5米，且包括具有至少两个轮胎的前转向桥和具有至少两个轮胎的后驱动桥，并且通过后驱动桥传递至少部分动力，至少其中一个车桥包括至少四个轮胎，其成对地对称连接在车桥两侧，并且两个相连的轮胎具有不同的轴向宽度。

根据本发明的优选实施例，轴向外侧的轮胎较窄。

仍优选地，轴向内侧的轮胎传递至少部分动力。

这种车辆的实施例可以增加车辆的负载能力，同时保证磨损性能使其与现有情况相比不会下降。发明人已经证明了加宽轮胎可增加负载能力，特别在轮胎成对地布置在车桥两侧时，然而会增加磨损，特别是在车辆沿弯曲轨迹行驶时。根据本发明，特别是在本发明的优选实施例中，将不传递动力的较窄轮胎安装在轴向外侧可降低车辆转弯时产生的纵向压力。实际上，当包括成对地或双轮胎的车辆转弯时，轴向最外侧的轮胎如果位于弯曲外侧则移动较大距离，如果位于弯曲内侧则移动较小距离。

发明人还成功地证明了在车桥传递至少部分动力的情况下，根据本发明该车桥包括至少四个成对地对称连接在车桥两侧的轮胎，且两个相连的轮胎具有不同的轴向宽度，如果它们都是驱动轮胎，则很难控制传递到每个轮胎的力。实际上在这种情况下，动力传递必须根据轮胎的轴向宽度改变，这样轮胎的行驶速度才会相同；轮胎不同的轴向宽度具有不同的胎冠结构，因此具有不同胎面厚度刚度，导致同一轮胎具有不同的行驶速度，并且传递到所述相同轮胎上的驱动不同。

为了避免这种行驶速度的差异以及导致轮胎“自磨损”，以及简化至少部分动力向所述车桥的传递，本发明的变形实施例建议只有轴向内侧的轮胎传递至少部分动力。

根据本发明的优选实施例，后桥包括四个轮胎，且两个轴向外侧的轮胎不传递动力，它们的主要作用是承受部分负载。

根据本发明的另一个变形实施例，当后桥上所有轮胎都传递至少部分动力时，有利地后桥装备一个或多个使不同轮胎以不同速度旋转的装置，所述速度适于抑制各个轮胎的磨损。

根据本发明的有利实施例，前桥的至少两个轮胎可有利地传递部分动力。

在变形实施例中，本发明还使前桥包括四个轮胎，其成对地对称布置在车辆两侧，且两个相连的轮胎具有不同的轴向宽度。

根据这个变形实施例，优选地如上所述至少所述前桥的两个轮胎传递部分动力。优选地，两个轴向内侧的轮胎优选地是传递动力的轮胎。如在后桥传递动力的情况下，根据本发明其他变形实施例，当前桥上所有轮胎传递至少部分动力时，前桥装备一个或多个使不同轮胎以不同速度旋转的装置，所述速度适于抑制各个轮胎的磨损，特别在转弯时的磨损。

根据本发明的另一个变形实施例提供至少两个轮胎，优选地在车辆沿非直线的轨迹行驶时，或优选地当车辆转弯时转弯半径小于预定值时，该后桥上轴向外侧的轮胎不单独传递动力。该实施例可通过位于所述轮胎和传递动力元件之间的离合装置实现。可按照本领域技术人员已知的任何方式通过车辆的转向元件控制这种装置。

通过相同的方式，本发明有利地提供一种变形实施例，只有当车辆转弯而不走直线时，或优选地当车辆转弯时转弯曲半径小于预定值时，前桥的至少两个轮胎传递部分动力。

该发明还提供一种例如上述的车辆，根据下述文件WO00/71365公开的方法，其每个轮胎都与电机相连，电机例如容纳在与轮胎相连的车轮中或轮胎附近的车桥轮毂中。

根据这个实施例，使用与轮胎相连的电机可使动力分布根据轮胎和转弯轨迹变化。

通过相同方式，本发明使电机只控制传递动力的轮胎；这些轮胎例如是前桥上的轮胎，后桥的轮胎与传统的发动机和变速器相连。

当只有电机提供动力时，本发明使某些轮胎与这种电机相连，其他轮胎只以承载作为它们的基本功能。

因此，本发明有利地不在上述车辆的驱动桥上安装车轮，轮胎通过第一安装环和第二锁定环安装在车桥的适当位置，其中第一安装环形成胎缘座，第二锁定环定位所述第一安装环，从而定位轮胎。这种安装方式还在上述专利申请WO00/71365中公开了。根据该实施例，本发明需要轮毂上的凹槽容纳锁定环，且每个轮胎需要定位两个这种环。这种轮胎安装方法可进一步提高本发明的车辆效率，此外还能降低轮胎磨损，使更换轮胎的操作变得更快。

无论是本发明的哪个实施例，都能有利地使所有轮胎单独地与制动装置相连，以在最优的条件下减速或停止车辆。

简要的附图说明

通过下面结合附图1和2的关于本发明实施例的说明可以更清楚地看出本发明的其他优点和特征，其中：

图1是根据本发明车辆的俯视示意图，

图2是根据本发明第二实施例的俯视示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，附图不是按比例绘制的。附图只示出了车辆的半部，该半部关于轴XX′对称延伸，轴XX′表示车辆的纵向中间平面。

图1是根据本发明的车辆半部1的示意图，其在两个车桥5、6上布置了六个轮胎，前桥5上的两个所述轮胎为转向轮胎。由于图中只示出了车辆半部，因此只示出了三个轮胎2、3、4。

在图1中示意示出的车辆1是总载重为800公吨的重型车辆。

前桥装备的轮胎2是断面高度与宽度的比值H/S为0.50的大型轮胎，H是轮辋上轮胎的高度，S是当轮胎安装到其使用轮辋并且充气到推荐气压(recommended pressure)时轮胎的最大轴向宽度。该轮胎的尺寸为100/59R69。

车辆后桥上的轴向内侧轮胎3是与安装在车辆前桥上的轮胎2相同的轮胎，因此其尺寸也为100/59R69。

车辆后桥的轴向外侧的轮胎4是断面高度与宽度的比值H/S为1的大型轮胎，H是轮辋上轮胎的高度，S是当轮胎安装到其使用轮辋并且充气到推荐气压时轮胎的最大轴向宽度。该轮胎的尺寸为44R69。

这些不同的轮胎都具有由不可延伸的钢制金属缆线构成的径向胎体加强件，且加强件沿径向固定在每个胎缘内。

轮胎按专利申请WO00/71365公开的方法安装。根据该方法，车辆的每个车桥都被设计为通过环支撑轮胎，环具有形成胎缘接收座的表面。这些环的表面有利地为截头圆锥形。接收环本身通过锁定环锁定在车桥的轮毂上，其表面的一部分与所述轮毂上凹进的形状相应，其中锁定环插入该轮毂中。

轮胎4的一个主要作用是承载-其不参与动力的传递。该实施例将轮胎固定在可自由转动型的系统上，从而使所述轮胎4自由旋转。可以理解本发明不限于该实施例：根据其他实施例，轮胎4可传递部分动力。

因此本发明的车辆的负载能力大于当前车辆的负载能力，为800公吨。相同轮胎成对布置在车桥上的、且可运输的负载相同的传统车辆的尺寸如下：69/70R69。

由于这种类型的车辆不存在，所以不能作实验；但是通过简单的方式进行计算和模拟，本领域技术人员就可以获得所述车辆关于运输的负载的信息，包括它的尺寸和施加在轮胎上的压力，从而可以估算出其所承受的磨损和疲劳。

因此通过模拟来确定装备在本发明车辆上的轮胎使用寿命，以及安装在传统车辆后桥上的轮胎的使用寿命。本发明的实验结果较好。

本发明还可使安装在前桥5上的轮胎2参与动力传递。事实上使轮胎2传递部分动力可提高车辆在拐弯时的操纵性。实际上，当这些相同的轮胎转动时，特别当车辆具有负载时，前桥5的轮胎传递的局部动力便于车辆按轨迹行驶。很明显，实际上在特定负载和行驶条件下，在车辆按曲线轨迹行驶时很难或不可能操纵该车辆，因为车辆不能响应前桥轮胎的转动。这些条件还可能导致前桥的轮胎爆裂和损坏。

图2示出了根据本发明车辆1′的另一个实施例，其与上述实施例的不同之处在于在前桥5′上安装有附加轮胎7′，其与轮胎2′构成双轮胎。与后桥的′方式相同，轮胎7′有利地轴向宽度小于与其构成双轮胎的轮胎2′的轴向宽度。轮胎附加的这个可以使负载分布在更多的轮胎上。该实施例例如可进一步增加负载能力或可选择地减小轮胎的尺寸。轮胎尺寸的减小可使车辆保持宽度不变而增加负载能力。这种特性有利于矿山使用的车辆，其轨迹的宽度不可能再加宽了。根据本发明的这种结构可使负载能力大于1000公吨。

在车辆1′的实施例中，轮胎7′可以只具有承受部分负载的功能。根据其他的变形实施例，轮胎7′还可持续或临时传递动力，如上所述，或可选择地例如通过采用电机来实现。

Claims

1、一种重型车辆，其装备的轮胎直径大于3.5米，且包括具有至少两个轮胎的前桥和具有至少两个轮胎的后桥，并且通过后桥传递至少部分动力，其特征在于：至少其中一个车桥包括至少四个轮胎，其成对地对称连接在车桥两侧，并且两个相连的轮胎具有不同的轴向宽度，轴向外侧的轮胎较窄，轴向内侧的轮胎传递至少部分动力，并且后桥包括四个轮胎，且两个轴向外侧的轮胎不传递动力。

2、根据权利要求1所述的车辆，其特征在于：后桥的四个轮胎成对地对称连接在车桥两侧，且两个相连的轮胎具有不同的轴向宽度。

3、根据权利要求1所述的车辆，其特征在于：前桥的至少两个轮胎传递部分动力。

4、根据权利要求1所述的车辆，其特征在于：前桥包括至少四个成对地对称连接在车桥两侧的轮胎，且两个相连的轮胎具有不同的轴向宽度。

5、根据权利要求1所述的车辆，其特征在于：至少传递动力的一些轮胎被电机控制。

6、根据权利要求1所述的车辆，其特征在于：轮胎通过第一安装环和第二锁定环安装在车桥上，其中所述第一安装环形成胎缘座，所述第二锁定环定位所述第一安装环，由于所述第二锁定环与轮毂上的凹槽在形状上互补，从而所述第二锁定环牢固地连接在轮毂上。