CN101554865B - 具有防侧翻系统的汽车及防侧翻系统 - Google Patents

具有防侧翻系统的汽车及防侧翻系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有防侧翻系统的汽车，防侧翻系统包括两个左被动液压泵；两个右被动液压泵；左主动液压泵和右主动液压泵，固定在所述车身上，左主动液压泵分别与两个左被动液压泵连通，右主动液压泵分别与两个右被动液压泵连通；减速传动装置，其输出端通过两个连杆分别与左主动液压泵的柱塞和右主动液压泵的柱塞连接，以使所述左主动液压泵的柱塞和所述右主动液压泵的柱塞作反向同程运动；伺服电机；以及控制装置，与所述伺服电机相连并且根据汽车行驶状况而发出相应的信号从而指令伺服电机作出相应运转。防侧翻系统为独立的系统，能在汽车急转弯时快速地将汽车的重心向转弯一侧移动，有效地防止汽车侧翻。

Description

具有防侧翻系统的汽车及防侧翻系统
技术领域
本发明涉及一种汽车保护装置，具体地涉及一种汽车防侧翻装置。
背景技术
汽车在行驶途中难免遇到急转弯的情况或遇紧急情况急速并线的情况，所以经常会发生汽车侧翻事故。为了防止汽车在急转弯时侧翻，目前汽车中，部分汽车设计外侧减震弹簧加硬功能，对转弯时行驶速度较慢的汽车有一定的防侧翻作用，但不能解决根本问题。还有的汽车设计了防侧翻装置，通过在转弯时抬高汽车外侧来防止汽车侧翻，具体的，例如当汽车向左急转弯时，通过液压装置将汽车的右侧抬高，从而将汽车的重心向左侧转移。该技术方案在一定程度上能够防止汽车侧翻，但也存在一些缺陷，例如，由于在转弯时只将汽车外侧升起，汽车的重心在向内侧移动的同时有一定程度的抬高，这在一定程度上抵消了防侧翻功能。而且，该技术方案与液压助力转向机一起并联在车辆液压助力转向系统中的液压泵上，不管哪一个系统出问题，整车就会抛锚。另外，现有的防侧翻装置还存在着结构复杂、成本高等缺陷。
发明内容
为克服上述缺陷，本发明提供了一种汽车防侧翻系统，能够在汽车急转弯时快速地将汽车的重心向弯内移动，有效地防止汽车侧翻。
为实现上述目的，本发明提供了一种具有防侧翻系统的汽车，所述汽车具有车身、固定连接于车身的前桥架和后桥架，所述前桥架和所述后桥架分别在其中点处铰接左前、右前桥和左后、右后桥的一端，所述左前、右前桥和左后、右后桥的另一端分别固定连接于所述汽车的相应的车轮轴套上。所述防侧翻系统包括两个左被动液压泵，分别连接在所述前桥架的左端和所述左前桥之间以及所述后桥架的左端和所述左后桥之间；两个右被动液压泵，分别连接在所述前桥架的右端和所述右前桥之间以及所述后桥架的右端和所述右后桥之间。左主动液压泵和右主动液压泵，固定在所述车身上，所述左主动液压泵分别与所述两个左被动液压泵连通，所述右主动液压泵分别与所述两个右被动液压泵连通。减速传动装置，其输出端通过两个连杆分别与所述左主动液压泵的柱塞和所述右主动液压泵的柱塞连接，以使所述左主动液压泵的柱塞和所述右主动液压泵的柱塞作反向同程运动。伺服电机，用于驱动所述减速传动装置。控制装置，与所述伺服电机相连并且根据所述汽车行驶状况而发出相应的信号从而指令所述伺服电机作出相应运转，所述控制装置包括触发装置、具有触发开关的控制电路、伺服电机和由减速传动装置触发的行程开关。
优选地，所述减速传动装置为蜗轮齿轮和蜗轮齿杆机构，所述蜗轮齿杆的输入端与所述伺服电机的输出端连接，所述蜗轮齿轮的输出端与所述两个连杆的一端铰接。
优选地，所述两个左被动液压泵和两个右被动液压泵的结构相同，均包括泵体、套设在所述泵体内的母柱塞以及套设在所述母柱塞内的子柱塞，所述子柱塞设置在所述母柱塞内的下减震弹簧和上限位弹簧之间。
优选地，所述前桥架的一端与所述左前桥之间、所述前桥架的另一端和所述右前桥之间、所述后桥架的一端与所述左后桥之间以及所述后桥架的一端与所述右后桥之间均设有防脱装置。
本发明还提供了一种防侧翻系统，安装于汽车上，该系统包括两个左被动液压泵，分别连接在所述前桥架的左端和所述左前桥之间以及所述后桥架的左端和所述左后桥之间；所述左前桥和左后桥的右端分别铰接于所述前桥架和所述后桥架的中点处，左端分别固定连接于所述汽车的左前轮轴套和左后轮轴套上；两个右被动液压泵，分别连接在所述前桥架的右端和所述右前桥之间以及所述后桥架的右端和所述右后桥之间，所述右前桥和右后桥的左端分别铰接于所述前桥架和所述后桥架的中点处，右端分别固定连接于所述汽车的右前轮轴套和右后轮轴套上；左主动液压泵和右主动液压泵，固定于所述汽车的车身上，所述左主动液压泵分别与所述两个左被动液压泵连通，所述右主动液压泵分别与所述两个右被动液压泵连通；减速传动装置，其输出端通过两个连杆分别与所述左主动液压泵的柱塞和所述右主动液压泵的柱塞连接，以使所述左主动液压泵的柱塞和所述右主动液压泵的柱塞作反向同程运动；伺服电机，用于驱动所述减速传动装置；以及控制装置，与所述伺服电机相连并且根据所述汽车的行驶状况而发出相应的信号从而指令所述伺服电机作出相应运转，所述控制装置包括触发装置、具有触发开关的控制电路、伺服电机和由减速传动装置触发的行程开关。
优选地，所述减速传动装置为蜗轮齿轮和蜗轮齿杆机构，所述蜗轮齿杆的输入端与所述伺服电机的输出端连接，所述蜗轮齿轮的输出端与所述两个连杆的一端铰接。
优选地，所述两个左被动液压泵和两个右被动液压泵的结构相同，均包括泵体、套设在所述泵体内的母柱塞以及套设在所述母柱塞内的子柱塞，所述子柱塞设置在所述母柱塞内的下减震弹簧和上限位弹簧之间。
优选地，所述前桥架的一端与所述左前桥之间、所述前桥架的另一端与所述右前桥之间、所述后桥架的一端与所述左后桥之间以及所述后桥架的一端与所述右后桥之间均设有防脱装置。
本发明的优点在于，在汽车急转弯时，控制装置发出信号，启动伺服电机做出相应的运转，通过减速传动装置与刚性连杆带动左右柱塞做相应运动，使一侧的两个被动液压泵的柱塞上升、另一侧的两被动液压泵的柱塞下降，这样可以快速将转弯中的汽车重心向转弯内侧水平移动，有效地防止汽车侧翻。
本发明为一套独立的防侧翻系统，对汽车本身功能及运行均无影响，将减震与防侧翻设计为一体，结构简单，成本低廉，维修方便。
由于本发明的防侧翻系统中的被动液压泵设置在主桥架和左或右桥之间，主桥架与铰接于其中心处的左桥和右桥形成复合结构，因此极大地改善了在转弯时汽车的重心内移的过程中主桥架的受力情况。
附图说明
图1为本发明的防侧翻系统的部分结构示意图；
图2为图1的防侧翻系统中被动液压泵的安装结构示意图；
图3为图1中防侧翻系统的被动液压泵的结构示意图；
图4为图1中的防侧翻系统的被动液压泵安装的前桥架和左、右桥的结构示意图；
图5为图1中的防侧翻系统的触发装置及触发开关的结构示意图；
图6为图1中的防侧翻系统的控制装置的控制电路示意图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明进行详细说明。
如图1所示，为本发明的防侧翻系统的部分结构示意图，包括液压调节系统和控制装置，为了清楚的目的，图中仅示出了部分结构。液压调节系统包括左主动液压泵1、右主动液压泵2以及左前、右前、左后和右后被动液压泵(图1中仅示出了左前被动液压泵9和右前被动液压泵10)，左主动液压泵1的液压腔通过管路分别与左前被动液压泵9和左后被动液压泵(图中未示出)的液压腔连通，右主动液压泵2的液压腔通过管路分别与右前被动液压泵10和右后被动液压泵(图中未示出)的液压腔连通。图中示意地描绘了伺服电机6以及包括蜗轮齿轮和蜗轮齿杆机构的减速传动装置，伺服电机6的输出端与蜗轮齿杆的7的输入端连接，与蜗轮齿杆7啮合的蜗轮齿轮8的输出端为一固定在其适当位置的突轴23，两个连杆5的一端铰接于该突轴上，两个连杆5的另一端分别连接于主动液压泵的柱塞3和右主动液压泵的柱塞4，以使主动液压泵的柱塞3和右主动液压泵的柱塞4在两个连杆5的带动下能进行反向同程运动。
如图2和图4所示，汽车的前桥架11的中点处铰接左前桥12和右前桥13的一端，左前桥12和右前桥13的另一端分别通过连接件连接于汽车左前轮和右前轮的轴套上；同样，汽车的后桥架的中点处通过铰轴14铰接有左后桥和右后桥，左后桥和右后桥的另一端分别通过连接件连接于所述汽车左后轮和右后轮的轴套上。
左、右主动液压泵1和2固定在汽车的车身上，如图2所示，左前被动液压泵9和右前被动液压泵10的柱塞上端分别连接于前桥架的左端和右端，为了便于连接，前桥架的左端和右端设有如图所示的连接件，左前被动液压泵和右前被动液压泵的泵体底部分别连接于左前桥和右前桥上。同样，左后被动液压泵和右后被动液压泵的柱塞上端分别连接于后桥架的左端和右端，为了便于连接，后桥架的左端和右端设有连接件，左后被动液压泵和右后被动液压泵的泵体底部分别连接于左后桥和右后桥上。为了防止汽车行驶过程中的振动造成被动液压泵的柱塞的运动，优选地，如图2所示，在前桥架的两侧还设有挂在左前桥和右前桥上的L型的防脱钩22。
本发明的控制装置包括触发装置、具有触发开关的控制电路、伺服电机和由减速传动装置触发的行程开关。伺服电机的启动、转向都由控制电路来控制。如图5所示，触发装置为水平设置在汽车前部的摆锤结构，包括中心通过转轴转动连接于汽车车身的挑杆20，挑杆的前端设有锤头，挑杆通过锤头的惯性摆动来触动触发开关。在摆锤左右两侧对称设有结构相同的左侧触发开关和右侧触发开关(图5中仅示意地示出了右侧触发开关21)，左侧触发开关和右侧触发开关分别包括一个常开的触点开关、一个常闭触点开关以及一个常开的延时开关。左侧触发开关和右侧触发开关由摆锤角度的偏移控制开关。在汽车急转弯时，摆锤由于惯性的作用会向左或向右摆动，从而启动触发开关，通过如图6所示的控制电路来控制伺服电机的运行，将动力通过减速传动装置输送至两个连杆5，使连杆同时反向同程地向左或向右推(拉)动左主动液压泵、右主动液压泵的柱塞。
在优选的实施例中，左前、右前、左后和右后被动液压泵的结构相同，如图3所示，均包括泵体10、套设在泵体内的母柱塞17以及套设在母柱塞17内的子柱塞18，子柱塞18设置在母柱塞内的下减震弹簧15和上限位弹簧16之间，子柱塞18的露出端连接于前桥架或后桥架的两端。四个被动液压泵液压腔内的液压油以及其子柱塞的下端设置在下减震弹簧上的设计使汽车具有更好的减震效果。在泵体10的上端还设有防尘罩19，以防止灰尘进入被动液压泵，延长整个防侧翻装置的使用寿命。
优选地，左前、右前、左后和右后被动液压泵的柱塞上端与前桥架和后桥架的两端及其泵体底部与左前、左后桥架和右前、右后桥架的连接方式均为铰接。
当汽车急转弯时，车体前部发生左右位移速度最大，因此触发装置水平设置在车前部，触发装置的摆锤向转弯相反方向(惯性原理)摆动，经本发明的防止侧翻系统来实现汽车转弯时内低外高重心内移。
汽车无方向改变时，摆锤置于中间位置，伺服电机回路均有常开触点断开，电机静止不动。
现参照图6来描述本发明的工作原理。当汽车左转弯时，摆锤由于惯性向右摆动，触动右侧的触发开关，使触发开关中的常开开关A1、延时A2-2闭合，常闭开关A2-1断开状态，电流经正极、常开开关A1、Q2-1、行程开关X1、继电器J1线圈至负极，J1工作，驱动电路电流经正极、Q2-2、Q1-1、伺服电机(正极)、Q1-3、Q2-3至电源负极，伺服电机正转，伺服电机经例如蜗轮齿轮蜗轮齿杆等减速传动装置转换减速带动两个连杆向右运动，这时出现两种情况，一是右侧主动液压泵的柱塞被推进一段行程，其中的液压油被压到右前侧被动液压泵和右后侧被动液压泵中，两个被动液压泵的柱塞被液压油顶起，从而使右侧车体升高；二是左侧主动液压泵的柱塞被拉出相同的行程，因此左前侧被动液压泵和左后侧被动液压泵中的液压油被左侧主动液压泵抽出，左前两个被动液压泵中的母柱塞下落，从而使左侧车体降低。而且减速齿轮转到预定角度就会触动限位开关X1，断开电源，使伺服电机停留在此位置。至此，防侧翻系统完成车体重心左移的动作，从而降低了汽车的离心力，也就是降低了汽车向右侧翻的几率。当汽车恢复直线行驶后，摆锤在右侧触发开关中的回位弹簧的作用下回到中间位置并释放右侧触发开关A1，同时A2-1(A1A2同轴)闭合，电流经正极、A2-1、Q1-1、X2、A2-2(此开关具有延时功能，此时仍闭合)、J2线圈至负极，继电器J2工作，驱动电路电流经正极、Q1-2、Q2-2、伺服电机(负极)、Q2-3、Q1-3至电源负极，使伺服电机反向转回原位，待伺服电机转回原位后，A2-2、X2断开，液压系统恢复平衡，从而使汽车恢复正常平衡位置。
相反，如汽车右转弯时，摆锤由于惯性作用向左摆动，因此触动左侧的触发开关A3、A4-2闭合，A4-1处于断开状态，电流经正极、A3、Q4-1、X3、继电器J3线圈至负极，继电器J3工作，驱动电路电流经正极、Q4-2、Q3-2、伺服电机(负极)、Q4-1、Q3-2至电源负极，伺服电机反转，通过例如蜗轮齿轮蜗轮齿杆机构的减速传动装置转换减速带动两个连杆向左运动，这时出现两种情况，一是左主动液压泵的柱塞被推进一段行程，因此其中的液压油被压到左前被动液压泵和左后被动液压泵中，使两个被动液压泵的柱塞被液压油顶起，从而使左侧车体升高；二是右主动液压泵的柱塞被拉出相同的行程，使右前被动液压泵和右后被动液压泵中的液压油被右主动液压泵抽出，右侧两个被动液压泵中的母柱塞下落，从而使右侧车体降低。减速传动装置中的减速齿轮转到一定角度触动限位开关X3，断开电源，使伺服电机停留在此位置。至此，防侧翻系统完成车体重心右移，从而降低了汽车的离心力，也就降低了汽车向左侧翻的几率。当汽车恢复直线行驶后，摆锤在触发开关中的回位弹簧的作用下回到中间位置并释放右侧触发开关A3，同时A4-1(A3A4同轴)闭合，电流经正极、A4-1、Q3-1、X4、A4-2(此开关具有延时功能，此时仍闭合)、继电器J4线圈至负极，J4工作，驱动电路电流经正极、Q3-3、Q4-2、伺服电机(正极)、Q3-3、Q4-3至电源负极，使伺服电机反向转回原位，待伺服电机转回原位后，延时开关A4-2、行程开关X4断开，液压系统再次恢复平衡。汽车恢复正常行驶。
本发明还提供了具有上述防侧翻系统的汽车，该防侧翻系统的结构及工作原理在上面已做了详细描述，在此不再复述。
前面描述的仅为本发明的具体实施方式，本发明并不仅限于此，任何关于本发明的变体或对其所进行的改进以及调整都在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种具有防侧翻系统的汽车，所述汽车具有车身、固定连接于车身的前桥架和后桥架，所述前桥架和所述后桥架分别在其中点处铰接左前、右前桥和左后、右后桥的一端，所述左前、右前桥和左后、右后桥的另一端分别固定连接于所述汽车的相应的车轮轴套上，其特征在于，所述防侧翻系统包括：
两个左被动液压泵，分别连接在所述前桥架的左端和所述左前桥之间以及所述后桥架的左端和所述左后桥之间；
两个右被动液压泵，分别连接在所述前桥架的右端和所述右前桥之间以及所述后桥架的右端和所述右后桥之间；
左主动液压泵和右主动液压泵，固定在所述车身上，所述左主动液压泵分别与所述两个左被动液压泵连通，所述右主动液压泵分别与所述两个右被动液压泵连通；
减速传动装置，其输出端通过两个连杆分别与所述左主动液压泵的柱塞和所述右主动液压泵的柱塞连接，以使所述左主动液压泵的柱塞和所述右主动液压泵的柱塞作反向同程运动；
伺服电机，用于驱动所述减速传动装置；
控制装置，与所述伺服电机相连并且根据所述汽车行驶状况而发出相应的信号从而指令所述伺服电机作出相应运转，所述控制装置包括触发装置、具有触发开关的控制电路、伺服电机和由减速传动装置触发的行程开关。
2.如权利要求1所述的具有防侧翻系统的汽车，其特征在于，所述减速传动装置为蜗轮齿轮和蜗轮齿杆机构，所述蜗轮齿杆的输入端与所述伺服电机的输出端连接，所述蜗轮齿轮的输出端与所述两个连杆的一端铰接。
3.如权利要求1所述的具有防侧翻系统的汽车，其特征在于，所述两个左被动液压泵和两个右被动液压泵的结构相同，均包括泵体、套设在所述泵体内的母柱塞以及套设在所述母柱塞内的子柱塞，所述子柱塞设置在所述母柱塞内的下减震弹簧和上限位弹簧之间。
4.如权利要求1所述的具有防侧翻系统的汽车，其特征在于，所述前桥架的一端与所述左前桥、所述前桥架的另一端与所述右前桥之间、所述后桥架的一端与所述左后桥之间以及所述后桥架的另一端与所述右后桥之间均设有防脱装置。
5.一种防侧翻系统，安装于汽车上，其特征在于，包括
两个左被动液压泵，分别连接在所述前桥架的左端和所述左前桥之间以及所述后桥架的左端和所述左后桥之间，所述左前桥和左后桥的右端分别铰接于所述前桥架和所述后桥架的中点处，左端分别固定连接于所述汽车的左前轮轴套和左后轮轴套上；
两个右被动液压泵，分别连接在所述前桥架的右端和所述右前桥之间以及所述后桥架的右端和所述右后桥之间，所述右前桥和右后桥的左端分别铰接于所述前桥架和所述后桥架的中点处，右端分别固定连接于所述汽车的右前轮轴套和右后轮轴套上；
左主动液压泵和右主动液压泵，固定于所述汽车的车身上，所述左主动液压泵分别与所述两个左被动液压泵连通，所述右主动液压泵分别与所述两个右被动液压泵连通；
减速传动装置，其输出端通过两个连杆分别与所述左主动液压泵的柱塞和所述右主动液压泵的柱塞连接，以使所述左主动液压泵的柱塞和所述右主动液压泵的柱塞作反向同程运动；
伺服电机，用于驱动所述减速传动装置；以及
控制装置，与所述伺服电机相连并且根据所述汽车的行驶状况而发出相应的信号从而指令所述伺服电机作出相应运转；所述控制装置包括触发装置、具有触发开关的控制电路、伺服电机和由减速传动装置触发的行程开关。
6.如权利要求5所述的防侧翻系统，其特征在于，所述减速传动装置为蜗轮齿轮和蜗轮齿杆机构，所述蜗轮齿杆的输入端与所述伺服电机的输出端连接，所述蜗轮齿轮的输出端与所述两个连杆的一端铰接。
7.如权利要求5所述的防侧翻系统，其特征在于，所述两个左被动液压泵和两个右被动液压泵的结构相同，均包括泵体、套设在所述泵体内的母柱塞以及套设在所述母柱塞内的子柱塞，所述子柱塞设置在所述母柱塞内的下减震弹簧和上限位弹簧之间。
8.如权利要求5所述的防侧翻系统，其特征在于，所述前桥架的一端与所述左前桥之间、所述前桥架的另一端与所述右前桥之间、所述后桥架的一端与所述左后桥之间以及所述后桥架的另一端与所述右后桥之间均设有防脱装置。
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