CN101239570B - 独立智能控制式汽车车架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可轻松实现车体升降、自动平衡的独立智能控制式汽车车架，其主要特点是，所述车架大梁与各车轮之间的各承重柱之间没有除大梁以外的其它机械硬连接装置；所述承重柱由中空的承重横柱和承重立柱首尾相连而成，承重横柱的外端与车轮装置连接，承重立柱包括垂直平行的稳桩与液压柱；所述车架大梁外套于承重立柱；所述动力传输装置、减震平衡装置、转向装置和刹车装置均采用液压传动装置。由于本发明采用了各承重柱独立智能控制及液压传动装置，所以，用本发明作为车架的汽车，可轻松实现汽车底盘的升降以适应不同环境，可自动平衡底盘、性能平稳、有效防止侧翻，减震性能好，是高档轿车的最佳选择。

Description

独立智能控制式汽车车架

                        技术领域 

本发明涉及一种汽车车架，尤其涉及一种适用于高档轿车的全液压独立控制的独立智能控制式汽车车架，属于汽车配件的生产领域。 

                        背景技术 

现有汽车中，车架都采用在两个前轮之间及两个后轮之间分别安装横梁的结构，然后将车箱整体放在两根横梁上。在现有汽车中，由于受车架自身的全机械结构的限制，所以其动力传输装置、减震平衡装置和转向装置均采用机械传动装置，所以在两个前车轮和两个后车轮之间除横梁外，还有传动装置和转向装置的硬连接部件，无法实现对各车轮的独立控制。上述汽车结构带来的缺陷是：(1)汽车底盘的高低在出厂时被确定，平时根本不可能自由改变，这让汽车的适应能力明显不足，所以要应付不同路况，就要购买不同类型的汽车，比如轿车及越野车；(2)由于每个车轮与横梁的位置固定，所以每个车轮与底盘的相对位置也都是固定的，这样，在路面不平时，就必然导致车身的倾斜，不但影响舒适度，而且有安全危险；(3)由于不能局部改变车身的高度，在汽车出现侧翻现象时无能为力；(4)由于只能通过机械(如弹簧)减震，所以减震效果有限，影响了坐车舒适度；(5)机械传动比较容易产生振动，磨损也比较大，而且只能实现分级调速，这些都阻碍了汽车工业的发展。 

                        发明内容 

本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种可轻松实现车体升降、自动平衡的独立智能控制式汽车车架。 

本发明是通过以下技术方案来实现上述目的： 

本发明通过车轮承重，包括车架大梁与车轮之间的承重柱，还包括从汽车车箱内的输出端到车轮之间的所有电子控制装置、动力传输装置、减震平衡装置、转向装置和刹车装置；所述车架大梁与各车轮之间的各承重柱之间没有除大梁以外的其它机械硬连接装置；所述承重柱由中空的承重横柱和承重立柱首尾相连而成，承重横柱的外端与车轮装置连接，承重立柱包括垂直平行的稳桩与液压柱；液压柱由液压油缸、承重立杆和活塞组成，活塞位于液压油缸内的中段，承重立杆的一端与活塞固定连接，承重立杆的另一端伸出液压油缸外，两个后承重立柱的的液压柱的承重立杆的另一端与承重横柱固定连接，在两个前承重立柱的稳桩的下部安装有旋转轴承，在旋转轴承上方的稳桩上固定安装有承重横杆，两个前承重立柱的液压柱的承重立杆的另一端与承重横杆固定连接；所述车架大梁外套于承重立柱，其中，大梁与承重立柱的稳桩为活动套连接，大梁与承重立柱的液压柱的液压油缸为固定套连接；所述动力传输装置、减震平衡装置、转向装置和刹车装置均采用液压传动装置。 

在上述承重立柱的液压柱中，液压油缸、承重立杆和活塞组成了一个相对移动立柱，由于承重立杆的下端固定，所以当改变液压油缸内活塞两边的液压油含量时，活塞的位置即高度就会发生改变，而实际上活塞是与承重立杆固定连接的，所以活塞离地面的高度是固定不变的，相对来说，当改变液压油缸内活塞两边的液压油含量时，液压油缸离地面的高度就会改变。而在上结构中，车架大梁固定外套于承重立柱的液压油缸上，所以，通过改变液压油缸内活塞两边的液压油含量，就可以改变液压油缸离地面的高度，从而改变与该承重立柱连接的大梁离地面的高度。这为整体及局部调整车身高度 提供了最理想的结构。 

本发明各局部装置的具体结构如下： 

所述电子控制装置为：包括智能中央控制器，在每个承重立柱的上方分别安装有玲珑水平仪，玲珑水平仪的信号输出端通过电线与智能中央控制器连接，智能中央控制器的信号输出端通过电线与电控多路换向阀的信号输入端连接，电控多路换向阀的油管输入端与汽车发动机油泵的输出端连接，电控多路换向阀的四组油管输出端分别通过送油管与四个承重立柱的液压柱的液压油缸的上、下两个主油管输入端连接，液压油缸的上、下两个主油管输入端的内端口分别位于液压油缸内的活塞的两边。一旦车身发生倾斜，玲珑水平仪就会把车身倾斜的信号传给智能中央控制器，智能中央控制器根据计算结果，把精确的控制信息传给电控多路换向阀，电控多路换向阀根据接收道德指令信息，通过改变承重立柱的液压柱的液压油缸内活塞两边的油量来改变与不同承重立柱连接的大梁的高度，完成自动平衡的功能。比如快要发生侧翻时，本发明就能通过上述过程将外侧一前一后两个承重立柱对应的大梁提高，可有效防止侧翻的发生。另外，司机也可主动向智能中央控制器发出指令，以达到整体或局部改变车身高度的目的，以适应不同路面，或应对不同临时状况。 

所述动力传输装置为：变速箱输出端的旋转轴与齿轮箱输入端的旋转轴固定连接，齿轮箱的输出端有四个旋转轴，其中两个旋转轴分别与两个后驱油泵的旋转轴连接，另外两个旋转轴分别与两个前驱油泵的旋转轴连接；两个后驱油泵中的出油泵的油管输出端通过送油管分别与两个后承重立柱的稳桩内的液压涡轮机的油管输入端连接，两个后驱油泵中的入油泵的油管输入端通过送油管分别与两个后承重立柱的稳桩内的液压涡轮机的油管输出端连 接；两个前驱油泵中的出油泵的油管输出端通过送油管分别与两个前承重立柱的稳桩内的液压涡轮机的油管输入端连接，两个前驱油泵中的入油泵的油管输入端通过送油管分别与两个前承重立柱的稳桩内的液压涡轮机的油管输出端连接；分别与两个后承重立柱的稳桩内的液压涡轮机的油管输入端相连接的送油管之间互通连接，分别与两个后承重立柱的稳桩内的液压涡轮机的油管输出端相连接的送油管之间互通连接；分别与两个前承重立柱的稳桩内的液压涡轮机的油管输入端相连接的送油管之间互通连接，分别与两个前承重立柱的稳桩内的液压涡轮机的油管输出端相连接的送油管之间互通连接；两个后承重立柱的稳桩内的液压涡轮机的旋转轴与单向传动器的输入旋转轴连接，单向传动器的输出旋转轴与后车轮轮毂连接，单向传动器及其输出旋转轴均位于后承重横柱内；两个前承重立柱的稳桩内的液压涡轮机的旋转轴通过花剑齿伴轴与前车轮轮毂连接，花剑齿伴轴位于前承重横柱内。 

所述动力传输装置中，在所述两个前驱油泵与所述齿轮箱的输出端之间还安装有前驱离合器；在所述两个前承重立柱的稳桩内的液压涡轮机的两个油管之间通过中间油管互通连接，在中间油管上安装有电控开关，电控开关受前驱离合器控制。前驱离合器主要用于有选择性地使用前驱的功能，比如在上坡时选择四驱驱动，在平路或下坡时，只选择后驱驱动。所述动力传输装置中，在所述变速箱的输出端与所述齿轮箱的输入端之间还安装有惯性飞轮。 

所述减震平衡装置为：在所述各承重立柱的液压柱的液压油缸的上、下两端分别安装有压力检测器和辅助油管，上、下两端的压力检测器和辅助油管分别位于液压油缸内的活塞的两边；上、下两端的辅助油管分别与辅助油泵的两个油管端口连接，上、下两端的压力检测器分别通过电线与辅助油泵 上的智能控制器的信号输入端连接。在所述各承重立柱的液压柱的液压油缸内的上部安装有独立活塞，在独立活塞与液压油缸的顶端内壁之间安装有弹簧。 

所述转向装置为：方向盘与传动连杆的一端连接，传动连杆上安装有单向传动器，传动连杆的另一端与液压转换器的转轴输入端连接，方向盘、传动连杆、单向传动器和液压转换器构成机械转向系统；在前车轮轮毂内侧、前承重横柱的前侧安装有前转向油缸，在前车轮轮毂内侧、前承重横柱后侧安装有后转向油缸；机械转向系统中的液压转换器的一个油管输出端同时与左前承重横柱前侧的前转向油缸和右前承重横柱后侧的后转向油缸连接，液压转换器的另一个油管输出端同时与左前承重横柱后侧的后转向油缸和右前承重横柱前侧的前转向油缸连接。 

所述刹车装置为：在所述各车轮轮毂内侧和所述动力传输装置中的惯性飞轮旁边分别安装有液压刹车盘，各液压刹车盘的油管输入端通过送油管与汽车脚刹系统的油管输出端连接。 

所述各承重立柱的俯视平面为内窄外宽的梯形形状。这种形状有利于在车底发生爆炸时，喷向承重立柱的气浪会得到有效分解，从而保护承重立柱不被损坏。 

本发明的有益效果在于： 

由于本发明采用了各承重柱独立智能控制及液压传动装置，所以，用本发明作为车架的汽车，可轻松实现汽车底盘的升降以适应不同环境，可自动平衡底盘、性能平稳、有效防止侧翻，减震性能好，是高档轿车的最佳选择；另外，由于液压传动的精确性、可控性都很强，而通过本发明又可以实现对各车轮的独立控制，所以为汽车的轻震传动及无级变速提供可行性，这将非 常有助于整个汽车行业的高速发展。 

                         附图说明 

图1是本发明的俯视结构示意图； 

图2是本发明中后承重柱的主视结构示意图； 

图3是本发明中前承重柱的主视结构示意图； 

图4是本发明中前承重立柱内液压涡轮机的结构示意图； 

图5是本发明中转向系统的结构示意图。 

                       具体实施方式 

下面结合附图对本发明做进一步具体描述： 

如图1所示，本发明通过车轮承重，包括车架大梁1与车轮之间的承重柱，还包括从汽车车箱内的输出端到车轮之间的所有电子控制装置、动力传输装置、减震平衡装置、转向装置和刹车装置；车架大梁1与各车轮之间的各承重柱之间没有除大梁1以外的其它机械硬连接装置；结合图1、图2和图3，所述承重柱由中空的承重横柱55和承重立柱首尾相连而成，承重横柱55的外端与车轮装置连接，承重立柱包括垂直平行的稳桩12与液压柱；液压柱由液压油缸13、承重立杆61和活塞62组成，活塞62位于液压油缸13内的中段，承重立杆61的一端与活塞62固定连接，承重立杆61的另一端伸出液压油缸13外。如图1和图2所示，两个后承重立柱32的的液压柱的承重立杆61的另一端与承重横柱55固定连接；如图1和图3所示，在两个前承重立柱19的稳桩12的下部安装有旋转轴承65，在旋转轴承65上方的稳桩12上固定安装有承重横杆66，两个前承重立柱19的液压柱的承重立杆61的另一端与承重横杆66固定连接；如图2和图3所示，车架大梁1外套于承重立柱，其中，大梁1与承重立柱的稳桩12为活动套连接，大梁1与承重立 柱的液压柱的液压油缸13为固定套连接；如图1所示，动力传输装置、减震平衡装置、转向装置和刹车装置均采用液压传动装置。 

如图1所示，所述电子控制装置为：包括智能中央控制器20，在每个承重立柱的上方分别安装有玲珑水平仪18，玲珑水平仪18的信号输出端通过电线8与智能中央控制器20连接，智能中央控制器20的信号输出端通过电线8与电控多路换向阀21的信号输入端连接，电控多路换向阀21的油管输入端与汽车发动机油泵的输出端连接(图中不可视)，结合图1、图2和图3，电控多路换向阀21的四组油管输出端分别通过送油管33与四个承重立柱的液压柱的液压油缸13的上、下两个主油管33的输入端连接，液压油缸13的上、下两个主油管33的输入端的内端口分别位于液压油缸13内的活塞62的两边。一旦车身发生倾斜，玲珑水平仪18就会把车身倾斜的信号传给智能中央控制器20，智能中央控制器20根据计算结果，把精确的控制信息传给电控多路换向阀21，电控多路换向阀21根据接收到的指令信息，通过改变承重立柱的液压柱的液压油缸13内的活塞62两边的液压油36的油量来改变与不同承重立柱连接的大梁1的高度，完成自动平衡的功能。比如快要发生侧翻时，本发明就能通过上述过程将外侧一前一后两个承重立柱对应的大梁1提高，可有效防止侧翻的发生。另外，司机也可主动向智能中央控制器20发出指令，以达到整体或局部改变车身高度的目的，以适应不同路面，或应对不同临时状况。 

如图1所示，所述动力传输装置为：变速箱22输出端的旋转轴与齿轮箱25输入端的旋转轴固定连接，齿轮箱25的输出端有四个旋转轴，其中两个旋转轴分别与两个后驱油泵26和28的旋转轴连接，另外两个旋转轴分别与两个前驱油泵9和10的旋转轴连接。结合图1和图2，两个后驱油泵26和 28中的出油泵26的油管输出端通过送油管35分别与两个后承重立柱32的稳桩12内的液压涡轮机60的油管输入端连接，两个后驱油泵26和28中的入油泵28的油管输入端通过送油管35分别与两个后承重立柱32的稳桩12内的液压涡轮机60的油管输出端连接。结合图1和图3，两个前驱油泵9和10中的出油泵9的油管输出端通过送油管35分别与两个前承重立柱19的稳桩12内的液压涡轮机60的油管输入端连接，两个前驱油泵9和10中的入油泵10的油管输入端通过送油管35分别与两个前承重立柱19的稳桩12内的液压涡轮机60的油管输出端连接。结合图1和图2，分别与两个后承重立柱32的稳桩12内的液压涡轮机60的油管输入端相连接的送油管35之间互通连接，分别与两个后承重立柱32的稳桩12内的液压涡轮机60的油管输出端相连接的送油管35之间互通连接；结合图1和图3，分别与两个前承重立柱19的稳桩12内的液压涡轮机60的油管输入端相连接的送油管35之间互通连接，分别与两个前承重立柱19的稳桩12内的液压涡轮机60的油管输出端相连接的送油管35之间互通连接。如图2所示，两个后承重立柱32的稳桩12内的液压涡轮机60的旋转轴59与单向传动器58的输入旋转轴连接，单向传动器58的输出旋转轴56与后车轮轮毂31连接，单向传动器58及其输出旋转轴56均位于后承重横柱55内。如图3所示，两个前承重立柱19的稳桩12内的液压涡轮机60的旋转轴59通过花剑齿伴轴63与前车轮轮毂16连接，花剑齿伴轴63位于前承重横柱55内。 

如图1所示，所述动力传输装置中，在两个前驱油泵9和10与齿轮箱25的输出端之间还安装有前驱离合器11；如图4所示，在两个前承重立柱19的稳桩12内的液压涡轮机60的两个油管33之间通过中间油管91互通连接，在中间油管91上安装有电控开关68，图中69为副齿轮；结合图1和图 4，电控开关68受前驱离合器控制11。前驱离合器11主要用于有选择性地使用前驱的功能，比如在上坡时选择四驱驱动，在平路或下坡时，只选择后驱驱动。如图1所示，所述动力传输装置中，在变速箱22的输出端与齿轮箱25的输入端之间还安装有惯性飞轮23。 

如图2和图3所示，所述减震平衡装置为：在各承重立柱的液压柱的液压油缸13的上、下两端分别安装有压力检测器51和辅助油管38，上、下两端的压力检测器51和辅助油管38分别位于液压油缸13内的活塞63的两边；上、下两端的辅助油管38分别与辅助油泵53的两个油管端口连接，上、下两端的压力检测器51分别通过电线与辅助油泵53上的智能控制器52的信号输入端连接。在各承重立柱的液压柱的液压油缸13内的上部安装有独立活塞50，在独立活塞50与液压油缸13的顶端内壁之间安装有弹簧39。 

如图5所示，所述转向装置为：方向盘90与传动连杆92的一端连接，传动连杆92上安装有单向传动器89，传动连杆92的另一端与液压转换器91的转轴输入端连接，结合图1和图5，方向盘90、传动连杆92、单向传动器89和液压转换器91构成机械转向系统2；如图5所示，在前车轮轮毂16的内侧、前承重横柱55的前侧安装有前转向油缸82和80，在前车轮轮毂16的内侧、前承重横柱55的后侧安装有后转向油缸83和81；液压转换器91的一个油管输出端88同时与左前承重横柱55前侧的前转向油缸82和右前承重横柱55后侧的后转向油缸81连接，液压转换器91的另一个油管输出端86同时与左前承重横柱55后侧的后转向油缸83和右前承重横柱55前侧的前转向油缸80连接。 

如图1所示，所述刹车装置为：在各车轮轮毂内侧和所述动力传输装置中的惯性飞轮23旁边分别安装有液压刹车盘15，各液压刹车盘15的油管输 入端通过送油管6与汽车脚刹系统5的油管输出端连接。 

如图2和图3所示，在承重立柱的液压柱中，液压油缸13、承重立杆61和活塞62组成了一个相对移动立柱，由于承重立杆61的下端固定，所以当改变液压油缸13内的活塞62两边的液压油36的含量时，活塞62的位置即高度就会发生改变，而实际上活塞62是与承重立杆61固定连接的，所以活塞62离地面的高度是固定不变的，相对来说，当改变液压油缸13内活塞62两边的液压油36的含量时，液压油缸13离地面的高度就会改变。而在上结构中，车架大梁1固定外套于承重立柱的液压油缸13上，所以，通过改变液压油缸13内活塞62两边的液压油36的含量，就可以改变液压油缸13离地面的高度，从而改变与该承重立柱连接的大梁1离地面的高度。这为整体及局部调整车身高度提供了最理想的结构。 

Claims (10)

1.一种独立智能控制式汽车车架，通过车轮承重，包括车架大梁与车轮之间的承重柱，还包括从汽车车箱内的输出端到车轮之间的所有电子控制装置、动力传输装置、减震平衡装置、转向装置和刹车装置，其特征在于：所述车架大梁与各车轮之间的各承重柱之间没有除大梁以外的其它机械硬连接装置；所述承重柱由中空的承重横柱和承重立柱首尾相连而成，承重横柱的外端与车轮装置连接，承重立柱包括垂直平行的稳桩与液压柱；液压柱由液压油缸、承重立杆和活塞组成，活塞位于液压油缸内的中段，承重立杆的一端与活塞固定连接，承重立杆的另一端伸出液压油缸外，两个后承重立柱的液压柱的承重立杆的另一端与承重横柱固定连接，在两个前承重立柱的稳桩的下部安装有旋转轴承，在旋转轴承上方的稳桩上固定安装有承重横杆，两个前承重立柱的液压柱的承重立杆的另一端与承重横杆固定连接；所述车架大梁外套于承重立柱，其中，大梁与承重立柱的稳桩为活动套连接，大梁与承重立柱的液压柱的液压油缸为固定套连接；所述动力传输装置、减震平衡装置、转向装置和刹车装置均采用液压传动装置。 

2.根据权利要求1所述的独立智能控制式汽车车架，其特征在于：所述电子控制装置为：包括智能中央控制器，在每个承重立柱的上方分别安装有玲珑水平仪，玲珑水平仪的信号输出端通过电线与智能中央控制器连接，智能中央控制器的信号输出端通过电线与电控多路换向阀的信号输入端连接，电控多路换向阀的油管输入端与汽车发动机油泵的输出端连接，电控多路换向阀的四组油管输出端分别通过送油管与 四个承重立柱的液压柱的液压油缸的上、下两个主油管输入端连接，液压油缸的上、下两个主油管输入端的内端口分别位于液压油缸内的活塞的两边。 

3.根据权利要求1所述的独立智能控制式汽车车架，其特征在于：所述动力传输装置为：变速箱输出端的旋转轴与齿轮箱输入端的旋转轴固定连接，齿轮箱的输出端有四个旋转轴，其中两个旋转轴分别与两个后驱油泵的旋转轴连接，另外两个旋转轴分别与两个前驱油泵的旋转轴连接；两个后驱油泵中的出油泵的油管输出端通过送油管分别与两个后承重立柱的稳桩内的液压涡轮机的油管输入端连接，两个后驱油泵中的入油泵的油管输入端通过送油管分别与两个后承重立柱的稳桩内的液压涡轮机的油管输出端连接；两个前驱油泵中的出油泵的油管输出端通过送油管分别与两个前承重立柱的稳桩内的液压涡轮机的油管输入端连接，两个前驱油泵中的入油泵的油管输入端通过送油管分别与两个前承重立柱的稳桩内的液压涡轮机的油管输出端连接；分别与两个后承重立柱的稳桩内的液压涡轮机的油管输入端相连接的送油管之间互通连接，分别与两个后承重立柱的稳桩内的液压涡轮机的油管输出端相连接的送油管之间互通连接；分别与两个前承重立柱的稳桩内的液压涡轮机的油管输入端相连接的送油管之间互通连接，分别与两个前承重立柱的稳桩内的液压涡轮机的油管输出端相连接的送油管之间互通连接；两个后承重立柱的稳桩内的液压涡轮机的旋转轴与单向传动器的输入旋转轴连接，单向传动器的输出旋转轴与后车轮轮毂连接，单向传动器及其输出旋转轴均位于后承重横柱内；两个前承重立柱的稳桩内的液压涡轮机的旋转轴通过花剑齿伴轴与前车轮轮毂 连接，花剑齿伴轴位于前承重横柱内。 

4.根据权利要求3所述的独立智能控制式汽车车架，其特征在于：所述动力传输装置中，在所述两个前驱油泵与所述齿轮箱的输出端之间还安装有前驱离合器；在所述两个前承重立柱的稳桩内的液压涡轮机的两个油管之间通过中间油管互通连接，在中间油管上安装有电控开关，电控开关受前驱离合器控制。 

5.根据权利要求3所述的独立智能控制式汽车车架，其特征在于：所述动力传输装置中，在所述变速箱的输出端与所述齿轮箱的输入端之间还安装有惯性飞轮。 

6.根据权利要求1所述的独立智能控制式汽车车架，其特征在于：所述减震平衡装置为：在所述各承重立柱的液压柱的液压油缸的上、下两端分别安装有压力检测器和辅助油管，上、下两端的压力检测器和辅助油管分别位于液压油缸内的活塞的两边；上、下两端的辅助油管分别与辅助油泵的两个油管端口连接，上、下两端的压力检测器分别通过电线与辅助油泵上的智能控制器的信号输入端连接。 

7.根据权利要求6所述的独立智能控制式汽车车架，其特征在于：所述减震平衡装置中，在所述各承重立柱的液压柱的液压油缸内的上部安装有独立活塞，在独立活塞与液压油缸的顶端内壁之间安装有弹簧。 

8.根据权利要求1所述的独立智能控制式汽车车架，其特征在于：所述转向装置为：方向盘与传动连杆的一端连接，传动连杆上安装有单向传动器，传动连杆的另一端与液压转换器的转轴输入端连接，方向盘、传动连杆、单向传动器和液压转换器构成机械转向系统；在前车轮轮毂内侧、前承重横柱的前侧安装有前转向油缸，在前车轮轮毂内侧、 前承重横柱后侧安装有后转向油缸；机械转向系统中的液压转换器的一个油管输出端同时与左前承重横柱前侧的前转向油缸和右前承重横柱后侧的后转向油缸连接，液压转换器的另一个油管输出端同时与左前承重横柱后侧的后转向油缸和右前承重横柱前侧的前转向油缸连接。 

9.根据权利要求1所述的独立智能控制式汽车车架，其特征在于：所述刹车装置为：在所述各车轮轮毂内侧和所述动力传输装置中的惯性飞轮旁边分别安装有液压刹车盘，各液压刹车盘的油管输入端通过送油管与汽车脚刹系统的油管输出端连接。 

10.根据权利要求1所述的独立智能控制式汽车车架，其特征在于：所述各承重立柱的俯视平面为内窄外宽的梯形形状。 

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