CN103287415B - 一种转向平衡的新能源汽车 - Google Patents

Abstract

一种转向平衡的新能源汽车，包括车体、车桥、电动机、刹车臂和刹车总泵，其特征在于：还包括电磁继电器、转臂、主动齿轮、从动齿轮、卡片、助力泵和制动分泵。本发明的有益效果是：由于只有在电动汽车转向时，才将转向外侧的液压缸的工作腔关闭，使液压缸的顶端到活塞杆的底端之间调节为固定长度，用以支撑住车体的转向外侧，防止转向外侧的车体在惯性的作用下下压而发生侧翻；在电动汽车正常行驶时，液压缸的工作腔处于开通状态，能够调节液压缸的顶端到活塞杆的底端之间的长度，从而使电动汽车的避震器发挥避震作用。

Description

一种转向平衡的新能源汽车

技术领域

本发明属于车辆技术领域，具体涉及一种转向平衡的新能源汽车。

背景技术

对于燃料汽车来说，行驶过程中对安全性要求最高的两种情况分别是过弯和制动。为了确保驾驶员、随乘人员以及车辆的安全，必须要求车辆在高速过弯时不能发生侧翻，在制动时不能出现失误。针对上述两个问题，研发人员均做出了较大的突破，然而对于电动汽车来说，这两种情况却没能有效解决。具体原因是：

目前的电动汽车采用蓄电池储存的电能作为动力能源，其在实际应用中，最突显的问题就是续驶里程短。为了增加电动汽车的续驶里程，有效的办法之一就是减轻车辆的自身重量。减轻车辆的自重后，为保证驾驶时的舒适性，车辆的避震强度也要相应地减弱。车辆转弯时，车轮在驾驶员强行扭转下产生偏转，车轮与地面间的摩擦力迫使车辆转向，而车辆由于惯性作用会产生维持车辆向原方向行驶的力，一方面，该力相对于摩擦力的支点产生的力矩，会转换成很大的偏位重量压向外侧，这个偏位重量会传递给外侧避震器，使减弱后的避震器大幅压缩，使车身向转向的外侧倾斜；另一方面，该力还会产生使车辆向原方向移动的侧推力，由于轮胎与地面间的摩擦力强行车辆转向，使内侧的避震器由于车辆重心向外侧移动而借势向上顶起，助推了车辆的倾斜程度，甚至使车辆侧翻，出现事故。所以，从一定程度上讲，减弱后的避震器增大了车辆发生侧翻的几率。      

反过来讲，硬度大的避震器虽然会减少车辆侧翻的可能性，但是由于硬度过大会使驾车产生剧烈的颠波而极不舒服。

此外，车辆制动时，其原理及过程主要是依靠踩下刹车踏板使真空泵产生负压力，负压力传递到刹车总泵，最终由刹车总泵控制刹车器制动刹车。这个过程中最重要的部件便是真空泵，真空泵在工作时需要电能维持，并且会消耗较多的电能。众所周知，在一次行驶过程中，往往会需要多次制动，而并非一次制动，由此便产生一个较为突出的问题：多次制动的后果是消耗更多的电能而使行驶里程减少。

由此看来，电动汽车领域还有待研发人员进一步的探究。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种转向平衡的新能源汽车，既能通过惯性控制刹车总泵工作，减少电能消耗，又能防止转弯时侧翻。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种转向平衡的新能源汽车，包括车体、车桥、电动机、刹车臂和刹车总泵，其特征在于：还包括控制装置、电磁继电器、转臂、主动齿轮、从动齿轮、卡片、助力泵和制动分泵；在车体和车桥之间设置左右分布的左液压缸和右液压缸，左液压缸和右液压缸的上下端对应联接车体和车桥；左液压缸和右液压缸的工作腔均联通盛放液压体的液压箱，工作腔与液压箱之间的管路上设置电控开关阀，电控开关阀联接控制装置，控制装置包括弹性回位器、触控开关和铰接安装的惯性锤，惯性锤的两侧均设置弹性回位器和触控开关，触控开关控制电控开关阀工作电源的通断；转臂活动套装在电动机输出轴上，电磁继电器安装在转臂上，在电磁继电器的衔铁上固定能插入从动齿轮齿槽中的卡片；刹车臂的一侧设置助力按钮，助力按钮通断电磁继电器的工作电源，主动齿轮固定在电动机输出轴上，从动齿轮安装在转臂上并能与主动齿轮相啮合；转臂转动时能够压缩助力泵的活塞杆回缩；助力泵与制动分泵通过油管连接；制动分泵的活塞杆与刹车总泵的活塞杆相联。

优选的，左液压缸和右液压缸经过同一管路联通液压箱，电控开关阀位于该同一管路上。

优选的，电控开关阀为电磁阀。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、由于只有在电动汽车转向时，才将转向外侧的液压缸的工作腔关闭，使液压缸的顶端到活塞杆的底端之间调节为固定长度，用以支撑住车体的转向外侧，防止转向外侧的车体在惯性的作用下下压而发生侧翻；在电动汽车正常行驶时，液压缸的工作腔处于开通状态，能够调节液压缸的顶端到活塞杆的底端之间的长度，从而使电动汽车的避震器发挥避震作用。

2、由于位于转向内侧的液压缸，和位于转向外侧的液压缸中，工作腔能同时被关闭，同时固定车体两侧到车桥间的距离，即支撑住车体转向外侧的同时，拉住车体的转向内侧，更加有利于维持车体的平衡。

3、由于控制装置中由惯性锤受转向时的惯性摇摆接通触控开关触发其工作状态，确保在车辆转弯的瞬时即能触发控制装置，结构简单，操作稳定可靠。

4、惯性助力时采用机械方式拾取惯性能；按钮接通的瞬间，电磁继电器动作，避免了其它方式所存在的延迟或滞后的问题，确保制动的安全性和可靠性，极其适合频繁制动刹车的情况；各个部件无须精密配装，仅通过齿轮间的卡死实现静态联接，消除了部件间的磨损，延长了使用寿命；整个助力制动机构结构简单，精度要求低，拆卸方便；整个助力制动过程依靠输出轴的惯性实现，避免了电能的大量消耗。

5、本发明结构简单，不但使电动汽车在转向时维持平衡，而且在直行时使避震器正常发挥避震作用，从而将转向平衡和避震有机地结合在一起，便于在行业内推广应用。

附图说明

图1是本发明中转向平衡装置的结构示意图；

图2是本发明助力装置结构示意图；

图3是图2所示A-A向剖视图。

图中标记为：

1、液压缸；2、活塞杆；3、排气腔；4、工作腔；5、电磁阀；6、惯性锤；

7、液压箱；8、触控开关；9、弹性回位器；10、蓄电池；11、输出轴；

12、电磁继电器；13、助力按钮；14、刹车总泵；15、刹车臂；16、主动齿轮；

17、从动齿轮；18、机架；19；衔铁；20、制动分泵；21、卡片；22、助力泵；

23、转臂。 

具体实施方式

下面结合附图实施例，对本发明做进一步描述：

本发明以人体前进方向和车体前进方向相一致为基准，将车体在宽度方向的两侧对应定义为左侧和右侧。

如图1所示，本发明在电动汽车中设置转向平衡控制装置，具体表现为：车体和车桥之间设置左右分布的液压缸1，液压缸1的上端联接车体、下端联接车桥，活塞将液压缸1的内腔分为工作腔4和排气腔3，工作腔4和排气腔3分别连通液压箱7，液压箱7与工作腔4之间的油路中设置电磁阀5，电磁阀5控制该油路的通断。由蓄电池10作为电磁阀5的工作电源，蓄电池10与电磁阀5间的供电回路中连接有触控开关8，并在两触控开关8的中间位置设置铰装在车体上的惯性锤6，触控开关8的工作状态由惯性锤6来触动控制，惯性锤6的两侧设置有弹性回位器9。

如图2和3所示，为实现电动汽车在转弯过程中的助力刹车，将助力泵22连通制动分泵20，制动分泵20的活塞杆联接刹车总泵14的活塞杆。刹车臂15安装在机架18上，转臂23活动套装在电动机的输出轴11上，电磁继电器12安装在转臂23上端面上，卡片21固定在电磁继电器12的衔铁19末端，卡片21朝下设置。助力按钮13通过导线连接到电磁继电器12的电源回路中。主动齿轮16固定安装在输出轴11上，从动齿轮17安装在转臂23上，并与主动齿轮16相啮合。刹车臂15动作触发助力按钮13闭合，使电磁继电器12通电，衔铁19被磁力吸引使得卡片21插入从动齿轮17的齿槽中。转臂23的侧面与助力泵22的活塞杆相接触。

本发明中，活动套装是指采用常规滚动轴承或间隙配合的方式，可以使两连接件之间产生相对转动的一种安装方式。因此，在车辆正常行驶时，输出轴11转动，但转臂23不转动。只有当踩下刹车踏板后，转臂23上的卡片21卡死主动齿轮16和从动齿轮17时，输出轴11的转动惯性才会带动转臂23一起转动。此处所述仅仅是机械设计中常规的设计方式，所采用的液压缸1也可以由气缸代替，其原理和工作过程及效果均相同，故不做赘述。

本发明工作原理和工作过程如下：

当车辆急向左侧转向时，惯性锤6在惯性的作用下克服位于右侧的弹性回位器9的弹力，相对于车体向右侧偏转，触碰位于右侧的触控开关8，使防左倾机构和防右倾机构的电磁阀5均接通蓄电池10，电磁阀5带电动作，其内的伸缩头插入液压箱7与工作腔4之间的油路内，将油路切断。如此以来，两侧的液压缸1瞬间均变成一个长度不能变化的固定件，将车身的底盘和车桥牢牢地固定在一起，左侧的液压缸1拉住车身的左侧，右侧的液压缸1支撑住车身的右侧，使车身的右侧不再向下移动，防止了车体向右侧下沉的现象；同时液压缸1封闭后，会将车体和车桥连成一体而失去活动能力，在车体由于惯性作用仍向右侧倾斜时，左侧必定向上抬起，安装在车桥上的轮胎等起配重作用，进一步有效防止了车辆右翻。当车辆急向右侧转向时，惯性锤6同样触动位于左侧的触控开关8，使右侧的液压缸1拉住车身的右侧，左侧的液压缸1支撑住车身的左侧，防止车辆左翻，从而保障了车辆的安全性。

在车辆转弯结束后，惯性锤6失去惯性的作用，并在弹性回位器9的作用下相对于车体恢复中置位置，脱离触控开关8，使触控开关8复位，断开电磁阀5的工作电源，电磁阀5断电，伸缩头回位，使液压箱7与工作腔4之间的油路接通，可调节液压缸1的顶端和活塞杆2下端之间的距离，活塞杆2能自由上下运动，恢复车体与车桥间应有的弹性，使车辆在行驶中更加舒适。

车辆转弯过程中，踩下刹车踏板时，刹车臂15触碰助力按钮13闭合，此时电磁继电器12回路闭合，衔铁19被磁力吸引而向下坠，使卡片21插入从动齿轮17的齿槽中将从动齿轮17卡住，此时从动齿轮17不再自转而绕主动齿轮16公转，从而带动转臂23绕输出轴11转动。转臂23在转动过程中推压助力泵22的活塞杆，并将压力传递给制动分泵20。继而再由制动分泵20将压力传递给刹车总泵14，使刹车总泵14工作。最终刹车总泵14控制安装在车轮上的刹车器进行刹车制动。当松开刹车踏板后，电磁继电器12失电，衔铁19在弹性作用下复位，转臂23在助力泵22的活塞杆的推压下复位。制动分泵20及刹车总泵14均恢复初始状态。    

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (3)

1.一种转向平衡的新能源汽车，包括车体、车桥、电动机、刹车臂和刹车总泵，其特征在于：还包括控制装置、电磁继电器、转臂、主动齿轮、从动齿轮、卡片、助力泵和制动分泵；在车体和车桥之间设置左右分布的左液压缸和右液压缸，左液压缸和右液压缸的上下端对应联接车体和车桥；左液压缸和右液压缸的工作腔均联通盛放液压体的液压箱，工作腔与液压箱之间的管路上设置电控开关阀，电控开关阀联接控制装置，控制装置包括弹性回位器、触控开关和铰接安装的惯性锤，惯性锤的两侧均设置弹性回位器和触控开关，触控开关控制电控开关阀工作电源的通断；

转臂活动套装在电动机输出轴上，电磁继电器安装在转臂上，在电磁继电器的衔铁上固定能插入从动齿轮齿槽中的卡片；刹车臂的一侧设置助力按钮，助力按钮通断电磁继电器的工作电源，主动齿轮固定在电动机输出轴上，从动齿轮安装在转臂上并能与主动齿轮相啮合；转臂转动时能够压缩助力泵的活塞杆回缩；助力泵与制动分泵通过油管连接；制动分泵的活塞杆与刹车总泵的活塞杆相联。

2.根据权利要求1所述的一种转向平衡的新能源汽车，其特征在于：左液压缸和右液压缸经过同一管路联通液压箱，电控开关阀位于该同一管路上。

3.根据权利要求2所述的一种转向平衡的新能源汽车，其特征在于：电控开关阀为电磁阀。