CN1046665C - 具有中间联接扭杆的悬架 - Google Patents

Abstract

一种车辆悬架系统，其中前轮组件(1，2)和后轮组件(3，4)弹性支承车身(5)。车轮组件(1，2，3，4)由扭杆(11，12)(13，14)(15，16)和(17，18)联接，而这些扭杆又通过齿轮或连杆联接，并使扭杆相互反向转动。其结果是当一个车轮在垂直方向移动时，通过相邻一对扭杆的反转作用，使另一个相邻的车轮向相反方向移动。每对扭杆(17，18)和(13，14)之间分别具有可转动的齿轮支座(13，14)，它们被连杆(35)联接。其作用是将车辆某一侧车轮组件的平均运动传递到另一侧车轮组件上，从而减小车辆的侧倾。

Description

具有中间联接扭杆的悬架

本发明涉及车辆的悬架系统的改善，尤其是各个轮子的悬架元件具有相互作用的系统，以便提供均匀一致的车轮负载，使车轮上的载荷不直接受到车轮行驶的影响，并且使汽车驾驶和操作的综合性能得以改善。

近来有一种趋势是采用具有弹性恢复的弹簧悬架系统，具有可变阻尼系数和可调整弹簧系数，试图改善车辆的平稳性并减少车身相对于行驶平面的运动。

另外一些更先进的悬架系统通常是指主动或半主动悬架系统，它包括一些用来对信息进行监测的传感器，这些信息包括车轮垂直方向运动、车身的侧倾、以及速度、加速度、转向操作和制动控制等。随车安装的计算机(ECU)对这些数据信息进行处理，并控制液压缸或气压缸高速伸缩以抬高或降低车轮，从而适应不平的路面。象车辆沿着高水平的路面行驶时一样，车身不会有跳动、侧倾和俯仰运动。

这些主动悬架系统需要有智能的支持系统，并且需要由车辆发动机输入相当的外部能量，以便控制致动器来调整悬架系统。

上述的主动悬架系统不仅在制造上和维护正常工作上价格昂贵，而且还会发生电子元件和液压件的损坏，例如发生液体的密封失效。这是由于悬架系统过于复杂而造成的。

因此，本发明的目的在于提供一种悬架系统，它不仅能够体现主动悬架的许多优越性，而且具有结构简单和使用周期长的特点，不需要有额外的支出，也不象主动悬架那样由于需要频繁调整和维护而使其复杂化。

为了实现这个目标，本发明提供了一种悬架系统，它具有两个横向间隔的前轮部件和两个横行间隔的后轮部件来支承车身。每个车轮部件包括一个轮子和一个将轮子联接到车身的支架，该支架允许车轮在垂直方向相对于车身运动。每对横向间隔的车轮部件，相应地由第一机械联接装置进行联接。每对纵向间隔的车轮部件，相应地由第二机械联接装置进行联接。通过调整上述第一和第二机械联接装置，当车轮部件在垂直方向运动时，在同一个机械联接装置上的另一个车轮相应地作垂直方向反向运动，从而由上述第一和第二机械联接装置共同控制车身的俯仰和侧倾运动，以保持所有车轮具有均匀一致的载荷，同时保证所有车轮上的牵引力。

当一个车轮在垂直方向相对于车身运动时，上述第一和第二机械联接装置提供机构，其功能是相应地在与该车轮纵向和横向间隔的轮子上产生相反的运动。如果这个机械联接装置具有弹性，相对运动程度随着联接装置弹力程度的不同以及相应轮子上载荷的不同而不同。

当车轮通过不平的路面或承受动态载荷，例如地面不平或产生转弯离心力时，如果机械联接装置是刚性的，悬架系统将使车身完全没有侧倾和俯仰控制。

如果在第一机械联接装置上具有一定的弹性，它将允许车身有一定的俯仰运动，俯仰运动的程度与横向第一联接装置的弹力有关。同样，第二机械联接装置也将允许车身有一定的侧倾运动，侧倾的程度与纵向第二联接装置的弹力有关。

通常，每个机械联接装置需要有一定的弹性，以便增加汽车乘员的舒适性。这时，通常就需要消除俯仰或侧倾，其方法是在各个第一和/或第二机械联接装置之间提供一个特定的中间联接装置。一般而言，对于传统汽车设计，由于几何结构上或力学上的特点，对侧倾运动的控制比对俯仰运动的控制应考虑得更严格。

由于在两个第二机械联接装置之间具有一个中间联接，在车身的横向构成一个中间联接的结构，以便当车的某一侧机械联接装置发生倾角运动时，对另一侧的机械联接装置施加一个相反的倾角运动，这两个相反的倾角最好相等。

每个第一机械联接装置都具有各自细长的构件，将两个横向间隔的车轮部件联接起来，根据车轮相对于车身发生的垂直方向运动而产生相应的倾斜运动。每个第一机械联接装置的细长构件被联接起来，以便当机械联接装置上的某个细长构件产生倾斜运动时，迫使同一个机械联接装置上的另一个细长构件产生相反的倾斜运动。这两个相反的倾斜运动最好相等。

第二机械联接装置的结构形式与上述的相似，但它是对于纵向间隔的车轮组件而言。

在推荐的实施例中，每个第一和第二机械联接装置包括各自用于联接每个车轮部件的细长构件，机械联接装置中两个细长构件由齿轮装置进行联接。齿轮装置的布置使一个细长构件的倾斜运动引起另一个细长构件产生相反方向的运动，运动量可以相等或限制在一定的范围内。

采用这种结构，由于轴的传动使车身产生的扭转力趋于极小。

现代悬架系统还要对车辆行驶在波动路面上的车轮载荷进行平衡。一个典型的例子是左前轮和右后轮处于比右前轮和左后轮高出的地面位置，对于传统采用弹簧悬架系统的车辆，轴的传动力基本上只在两个高出的车轮上产生，另外两个处在凹坑位置的轮子承受很少的载荷，从而失去了牵引作用。这种轴传动形式经常导致载荷小的车轮发生自转，随后使车辆被陷住或处在危险的境地。

应当区分系统在静态和动态情况下的本质差别。只有在动态过程弹性细长构件才发生的明显变形，此时只是因为瞬间的冲击力引起相对重量较轻的车轮上下移动，而不会使重量大的车身产生移动，这个性能与传统车辆悬架相似。但是，当车辆静止或慢速行驶在不平的路面时，车身和细长构件有充足的时间移动到某一位置，使弹性变形可以不予考虑，从而防止车轮不承重，并保持车轮的牵引力。

按照上述的结构方式，每个机械联接装置包括两个细长构件，它们分别联接到与该机械联接装置相连的两个车轮组件上。由于各细长构件的联接，当其中一个在某一方向发生转动时，迫使另一个在相反方向转动，这两个转动最好是相等或相同的数量级。这种结构的效果在于，在轴传动期间，防止支承车身的车轮弹性力变化或者使其变化趋于极小，从而保证车轮上的载荷一致并保证车轮的牵引力，此外还消除车身上的扭转力。

细长构件的结构可以是扭杆形式，联接在前轮上的扭杆向后轮方向延伸，而连接在后轮上的另一个扭杆向前扭杆的后端延伸，前后扭杆的相邻端采用齿轮或杆件系统的形式联接，以获得所需的相反方向转动。

这样，当车辆某侧一个车轮(例如左前轮)受到向上的力时，引起同侧相联接的车轮(如左后轮)受到与这个力的值基本相同的向下推力，从而在非冲击传动的状态下保持各车轮的载荷大致相等。这个结果也适用于另一侧的前后轮之间以及两个前轮之间和两个后轮之间。这种悬架还可以在左右侧机械联接装置之间提供至少一个横向的联接。通过车辆一侧扭杆与另一侧扭杆的横向联接，提供了抗倾翻稳定性。当车辆一侧的两个轮子受到向上(下)的力时，该结构同时使另外一侧的两个轮子受到相同方向的力。采用这种方法，不必有传统悬架上的抗倾翻稳定杆就可以控制车辆的抗倾翻稳定性，而抗倾翻稳定杆限制了轴传动的自由度。应当注意，这种横向联接不起支承车身的作用，只是限定侧倾位置和稳定性，不给轴的传动强加限制。

这里所描述的车辆悬架系统，通过前后的横向联接装置使车辆在路面上保证俯仰的稳定行，通过同一侧前后轮纵向联接装置使车辆在路面上保证侧倾稳定性。例如，如果将纵向联接装置去掉，车身将向左方或右方下倾。同样，如果将前部或后部的横向联接装置去掉，车身也会发生相应的下倾。因此，由分别单独控制横向和纵向的功能组成控制所有方向倾斜的功能，同时，对于不平的路面不会限制车轮在垂直方向的运动，并使每个车轮的载荷相同。

概括性地说，这里提供的悬架系统包括两个横向间隔的前轮组件和两个横向间隔的后轮部件，这些车轮支承车身，每个车轮部件包括一个轮子和一个将轮子连接到车身上的支架，该支架允许车轮在垂直方向相对于车身运动。每对相间隔的车轮组件由一个机械联接装置联接，该装置按所联接的两个车轮产生平均运动，并有选择性地将这个运动传递到车辆另一侧的机械联接装置上。

通过附图对这种悬架系统一个实际结构的描述，可以很容易地理解本发明。

参照附图：

图1表示车轮和悬架布置的平面草图。

图2A表示有图1中所示车辆悬架变型的平面草图。

图2B表示车辆悬架系统可选方案的平面草图，其中每个车轮采用各自的弹簧装置支承。

图3是图2的详细视图，表示一个在车辆两侧悬架机构之间的横向联接机构。

图4表示了与图2中悬架系统相似的平面草图，其中在车辆两侧悬架机构之间采用了可选的交叉联接形式。

图5是图4所示机构的详细局部视图。

图6表示一个六轮车悬架系统的平面草图。

图7表示一个六轮车纵向联接的侧面视图。

图8表示对图4所示悬架系统形式改进后的平面草图。

图9表示对图6所示悬架系统形式改进后的平面草图。

在这些附图中，忽略了车辆上哪些对本发明所描述内容没有实质关系的构件。

参照图1和图2，车头朝向图纸的上方，前轮向左偏转。左前轮1、右前轮2、左后轮3和右后轮4支承车身。

梯形车架5周围具有一系列支撑板6，叉形悬臂7、8、9和10是众所周知的结构，它们以枢轴方式联接在车架5上，允许车轮在上下方向相对于车架5运动，运动方向分别沿轴线7a、8a、9a和10a。还可以具有第二叉形悬臂(图中没有画出)来定位车轮第三个方向上的位置，或通过已知车辆上所用的吸震类元件将车轮在垂直平面内定位。其它定位车轮的结构如牵引杆、半径杆及类似的装置，它们允许车轮与底盘之间产生相对运动。这些内容都不在图上画出。

用来支承车前端的反转扭杆11、12被侧向定位在底盘的前端，以便扭杆11可以直接联接到左前轮1的悬架上。同样，扭杆12直接联接到右前轮2的悬架上。

车右侧的一对纵向反转扭杆13和14联接在车轮2和3的悬架上。车后端的一对横向扭杆15和16联接在后轮3和4上。最后，左侧一对纵向扭杆17和18联接在左侧车轮4和1的悬架上。

对于车辆的前端，扭杆11和12通过中间连杆19和20被分别联接在叉形悬臂连杆7和8之上，联接方式可以采用球铰接形式，它能够适应叉形悬臂和对应扭杆之间的角度变化。

与上述内容相似，中间连杆21和22分别将后轴横向扭杆15和16联接到叉形连杆9和10上。

采用类似上面描述的中间连杆方法，可以将任何扭杆联接到叉形连杆(或其它任何车轮支承连杆机构)上。或者采用其它任何便利的方法，将扭杆选择性地联接到叉形悬臂、牵引悬臂或其它车轮定位装置上。作为关于纵向扭杆13、14、17、18的示例，它们与叉形悬臂枢轴7a、8a、9a、10a的轴线同心或同轴，以便杆端可以刚性联接在叉形悬臂上。

在任何靠近各个扭杆末端的适当位置具有支承装置6，它将扭杆定位在底盘或车身上，扭杆可以在这个支承装置内转动。典型的支承装置采用滚针轴承或铜轴套，以便使扭杆在内部可以自由转动。

从某些意义上考虑，在同一侧前后轮之间采用橡胶轴套代替轴承具有一些优越性，这将使扭杆与底盘之间产生一些减震效果，类似于套筒式减震器或其它常用吸震元件的作用。另外，可以在任何扭杆与底盘之间或两个相邻扭杆之间设置减震器件。沿着不同扭杆长度方向上的不同位置安装吸震或减震元件带来的优点是，使车辆与它的单独侧倾和俯仰减震特性协调一致，从而增强每种车型的乘座和操作性能。所以，安装在纵向扭杆上的减震元件决定了侧倾减震，而安装在横向扭杆上的减震元件决定了俯仰减震。沿着扭杆构件，从车轮悬架铰接处到减震元件的距离确定了所选的无阻尼弹簧特性。这种方法使车辆具有比传统减震系统更宽的转弯特性范围。

可以方便地将减震器安装到车轮拱形区的通常可用空间内，如图所示，使用常用的套筒式减震器24a、24b、24c和24d。

如前所述，连着正交传动轮的扭杆被联接起来以便在结合点处产生反转。对于车前部的横向扭杆11和12，如图1和图2所示，处于两个轮子中间位置的扭杆末端稍有重叠。在重叠部位每个扭杆都分别有各自的齿轮结构25a和25b，这两个齿轮互相啮合并保证扭杆11和12在该点产生相反方向的转动。反转的程度由轮子的传动情况决定(不需要有弹簧弹性)，它与相邻的同步正交传动轮之间产生冲击所造成的传动轮运动量成反比，传动轮具有的冲击使扭杆在它们的长度方向上扭转，从而产生一定程度的弹性。

图1和图2中后轴横向扭杆15和16表示了另一个反转结构形式。在这个例子中，两个扭杆处在同一个轴线上，分别有相对布置的伞齿轮26a和26b，在这两个齿轮之间有第三个齿轮26c分别与26a和26b啮合。第三个齿轮26c绕着底盘或车身5上的一个轴套26d转动，从而方便地使扭杆15和16之间产生反向转动。

两对纵向扭杆13、14和17、18之间的反向转动与上述的后部横向扭杆相同。每两个扭杆的末端相对，并分别有一对转向相反的伞齿轮27a、27b和28a、28b。反向齿轮29和30分别与第三个伞齿轮27c和28c啮合。如同前面的伞齿轮26c一样，它们分别绕着车身5上的轴转动。但在图2和图3中，齿轮31安装在支承环33和34上，它能绕纵向轴转动。图2所示每侧纵向反转系统27和28的结构，都与一般车辆传动系统中的差速器结构相似，这些元件将在图4中说明。

要说明的是，尽管图中所示为完整的圆形齿轮或齿轮式反转机构，但每个扭杆的反向转动只需要使用伞齿轮或齿圈的一部分，实际上这些构件从中间位置向每个方向的最大转动角度只有约45度。可以选择连杆机构来代替伞齿轮或其它齿轮式的结构，这些连杆柔性联接(采用球铰接或套筒等联接方式)，当某个扭杆向某个方向转动时，相邻的扭杆向相反的方向转动。这部分内容将在对中间横梁35的操作进一步描述时来说明，其中梁35联接了反向转动系统27和28。

图3中的示意图A和B表示了立视图，该视图的位置是通过齿轮系统27或28的平面，视图方向是从车的后方观察。

中间的反向转动齿轮系统通过扭杆17和18联接左前轮和左后轮，这些扭杆的末端在伞齿轮28b和28a中，显而易见任意数目的伞齿轮31都可以被采用。

伞齿轮31与伞齿轮28a、28b和27a、27b啮合，并被安装在外圈构件32a和32b中的轴销上转动，其作用是当相对的齿轮正交传动时能够使两个扭杆17和18之间相对反向转动。此外，如果两个扭杆在同一个方向转动，例如当同一侧的两个车轮同时改变高度时，外圈构件32本身将相对于底盘转动。

根据图3示意图B的进一步描述，外圈构件32a和32b还要安装支板及球铰33和34，其作用是将联接两个外圈构件的刚性杆35柔性固定起来。中间的横向杆35以及杆33和34都与常用在车辆悬架上的Panhard杆相似，尽管它在本例中的作用完全不同。

应当注意的是，中间横向杆35与固定在外圈构件32a上面的支板33联接，它与左侧纵向扭杆相联接。如果在车辆右侧，它与固定在外圈构件32b下面的支板34相联接。所以，如果车右侧的两个轮子同时相对于底盘向上运动，例如图1所示车辆向左转弯的情况，则两个扭杆13和14将按逆时针方向转动，这将不会引起伞齿轮31的转动，它将导致整个外圈构件32b沿着逆时针方向转动，如图3b中的示意图B所示。此时，中间连杆35将被向右拉。由于它与支板33的上面部分联接，将引起左侧外圈构件32a沿顺时针方向转动。这又将使左边的车轮向上运动，从而使车的左侧向下运动。其结果是将由于车辆转弯所产生的侧倾角度减小。

当车辆经受横向侧倾运动时，只在纵向扭杆和相应的联接中产生显著的力。

在横向杆35的中间部位是一个侧倾位置调节元件36a，该元件的作用是提供一个调整车辆侧倾高度的机构，补偿纵向扭杆载荷改变而产生的车轮上下移动量，而载荷改变是由于车辆转弯侧倾力矩等原因造成的。典型的侧倾高度调节元件36a包括一个连杆35转动所需的轴室和一个与通常使用的螺旋千斤顶或螺旋扣结构。杆35不是连续的，在末端有一定的间隙。相邻的自由端采用旋向相反的螺纹，侧倾高度调节器36a提供了类似的内螺纹，使该螺纹与杆的自由端配合。

当轴室36a转动时，导致杆35的总长度增加或减小，长度增减与36a相对于35的转动方向有关。如果杆35的总长度减小时，车辆的左侧将被降低，右侧被抬高，使车辆向左倾斜。如果杆35的总长度增加，则车辆的左侧将被抬高，右侧被降低，使车辆向右倾斜。因此，这种采用上述机构并具有主动性能的悬架系统，可以减小或消除侧倾，甚至可以产生相反的侧倾。通过转动轴室36a，杆的长度被适当地调整。36a的控制可以采用已知的电子、液压或机械方式，可以在远距离进行控制。该功能的实现，可以由一个接收所需车身高度指示信号和一个产生轴室所需位置的程序的电子控制机构来实现。

由于侧倾高度调节器36a根据车辆某一侧的情况抬高或降低车的另一侧，因此将无法直接调整整个车的高度和水平状态。对于一些商用车，由于要从货船上大量装卸货物，有时需要在尾部(或前面、侧面)扭杆中包含一个或多个高度调节装置。典型的高度和体位控制可以安装在任何扭杆中，可以包括如图2a所示的构件36b、36c、36d和36e。它通常布置在至少一个扭杆的末端，根据是需要增加高度还是降低高度，转动杆并使之拉紧或松驰。转动调节方式可以采用电驱动、液压驱动或机械驱动，可以采用手工或电子设备控制调节，并在任何给定的时间内根据需要对车的高度进行微调。在车辆中一般见到的各种调节装置，虽然不是动力驱动高度调节，但都装有常用的扭杆。用来影响高度变化的一种可选用的方法是安装一个与侧倾高度调节器36a结构相似的元件，将连杆19、20、21和22等类似的杆联接起来，改变这些连杆的长度，从而改变车的高度和/或体位。

附图2B描述了一个对前述悬架系统的改进。在这个系统中，底盘5及车轮1、2、3和4采用了前述相同的结构，各车轮通过叉形悬臂结构7、8、9和10联接在底盘5上。在各车轮和底盘5之间的载荷传递通过各扭杆构件102、103、105和106实现，这些构件将相应的叉形悬臂结构联接到车身上，每个扭杆又是分别通过支板固定在车身上的，例如固定支板104和107。通过这种方法，底盘的重量和运输的载荷被直接从底盘上传递到每个互相独立的车轮上。这样，将各个扭杆中产生的力直接传递到底盘5上。

此外，如图1A和2A所示，扭杆13、14、17和18分别以前述相同的方式安装，其中扭杆17和18由齿轮系28联接，扭杆13和14也由一个齿轮系联接。各扭杆分别采用齿轮系27和28中间联接的结构方式，这与图2A中的前述方式相同，因此这里将不再进行更细的描述。同样，齿轮机构27和28由连杆系统116联接，它也与在前面图2A和图3所描述的内容一致。

在上述对应于图2B的结构中，如果扭杆中的力被直接传递到车身上，而不从一个车轮传递到另一个车轮，则扭杆102、103、105和106可以是任何已知形式。此外，这些扭杆起到必要承受车重功能，以及保证车辆防颠簸和俯仰的弹性恢复功能。在轴的传动只是由前后扭杆分别得到，而不是由侧倾控制扭杆13、14、17和18得到时，纵向扭杆13、14、17和18对车身的侧倾产生阻力。从而，该结构使传动中各车轮载荷的差别比一般车辆采用稳定器杆的方式变得更小。

图4描述了一个车底盘上横向和纵向扭杆各自中间联接结构的另一方式。基本的底盘结构和各个车轮及相连的叉式悬臂构成的悬架系统与前面在图1中描述的结构相同，并且构件的参考号也相同。但图4中的结构不只是简单的重复，图4与图2A机构的不同在于，图2中各扭杆的中间联接采用齿轮形式，而图4的实施例中采用连杆机构的形式，该结构形式将在下面进行详细说明。

图5表示扭杆17、18和另外的中间联接结构40的局部放大视图。扭杆17和18分别装有一个垂直方向的刚性悬臂杆41和42，它们分别与悬臂43和44的末端相联。各悬臂杆与悬臂之间的联接方式采用传统的球铰或轴销结构50和51，使它们之间能够产生相对转动或摇动。悬臂43和44的另一端与杆62采用轴销52的枢轴方式联接。

上述结构的工作过程为，如果扭杆18沿着顺时针方向转动，使车轮1产生相对于底盘5的向上运动，则悬臂杆42也将按顺时针方向转动，悬臂44将推动杆61，导致悬臂43相应动作，最后使扭杆17沿逆时针方向转动。由此可以看出，图4和图5所示的连杆机构能够完成图1所示后端横向机械联接装置中伞齿轮相同的功能。

图4和图5所描述的这种悬架系统，在车身侧倾和轴的传动过程中，能够使前端横向扭杆和后端横向扭杆自由地反向转动，但在车轮平行移动并发生颠簸和俯仰时，它能有效地防止扭杆中间联接结构的运动。这样，使前后横向扭杆支承车的载荷，并只提供对颠簸和俯仰运动的阻力。

同样，纵向或横向扭杆系统也不提供任何使车轮载荷恒定的轴传动阻力。横向扭杆和纵向扭杆系统在它们的操作过程中都是互相独立的，为防止侧倾、俯仰和颠簸，有可能分别独立地协调整个车辆。

在图4中，中间枢轴连杆60联接到杆61的一端，而61与图5所示详细结构的机构40相连。连杆60的另一端与连杆62相连，62与一个和上述机构40功能及结构相同的机构66相连。

当车辆左转弯时，左侧的车轮相对于车身降低时，使联接在扭杆17和18上的悬臂轴41和42向左移动，引起连杆43和44向左移动，结果使杆61也向左移动。通过杆60，这种运动在连杆62及相应的连杆、悬臂轴和机构66上产生相反运动，使它们向右移动。这将使车的右侧车轮降低，对车身的侧倾起到阻碍作用。扭杆13、14、17和18的扭转刚度将影响侧倾量。

当车轮1相对于车身升高，而车轮4相对于车身降低时，悬臂轴42向右运动，悬臂轴41向左运动。这会使连杆43和44的公共端向车的后方移动，不会改变杆61的横向位置，在纵向扭杆中不产生显著的力。上述机构只是对车身相对于车轮的侧倾运动提供阻碍作用。

图4还描述了一个与图5中用来联接横向扭杆的装置相同的机构，横向扭杆联接两个前轮或两个后轮。其工作方式与机构40相似，只是图5所示枢轴52的运动通过槽75限制在横向上。

按照图6所示，这里描述了一个车身和悬架系统，其各构件重复图2中所描述的相同结构。但与常用四轮车辆不同的是，该车具有三个纵向间隔的轴系，共有六个车轮。图6中车的前端处在图面的上部，两个导向的前轮向左偏转，表示车辆正处于左转弯状态。

前轮1和2以及联接在底盘5上的悬架系统与图2A中描述的内容相同，并且各构件的参考号也相同。为了简单起见，其详细的说明在这里将不再重复，可以参照前面对图2A的说明。图7的中间一对车轮3和4也对应于图2所表示的后轮3和4及悬架系统，同时也具有相同的构件参考号。此外，图6中后端的车轮3a和4a及相应的悬架系统与中间车轮及悬架相同，即与图2A中后轮3和4的说明相同，这里也将不再详细说明。

在前轮与中间轮之间纵向布置扭杆的结构和作用与图2A当中描述的前轮与后轮之间的扭杆相同，在六轮车的中间轮与后轮之间纵向扭杆的结构与作用也与图2A所描述的前轮与后轮之间的扭杆相同。此外，在扭杆17a与18a之间和13a与14a之间的伞齿轮传动系的结构也跟图2A中所描述的方式相同。

但是，图6所示在前轮横向扭杆11和12之间的中间联接机构与图2A所描述的方式不同，而与图2A中所描述的联接纵向扭杆的方式相同。这种机构也用于联接中间轮横向扭杆15和16，以及联接后轮横向扭杆15a和16a。

这里需要注意，与前面所述图2中伞齿轮装置不同的是，在前端、中间和后端的每个横向扭杆结构71、72和74中分别增加了中间联接。另外，在图6所示的实施例中，传动杆70将前轮的齿轮装置71与中间轮的齿轮装置72联接起来，另一个传动杆73将中间轮的齿轮装置72与后轮的齿轮装置74联接起来，另一个传动杆73。

这些联接各齿轮装置的传动杆的作用和工作方式已经在前面图2A中进行了说明，它在六轮车中的作用是相同的。回顾一下前述内容，在图3中齿轮装置32a和32b之间的传动杆，其联接方式是从车身某侧齿轮装置的上部联接到另一侧齿轮装置的下部。在这里，联接前端齿轮装置71和中间齿轮装置72的传动杆70，其联接方式是从齿轮装置71的上部联接到齿轮装置72的上部。而联接中间齿轮装置72和后端齿轮装置74的传动杆73，其联接方式是从中间齿轮72的下部联接到后端齿轮装置74的上部。

在图8描述的结构中，车底盘的基本框架和悬架与图4中所描述的结构相同，而在底盘两侧纵向扭杆之间的联接之间有所变化，即由原来的机械联接改为液压联接。

在图8的结构中，每个与图5描述相同的杆61都分别通过一个双向动作的液压缸80a和80b实现，与装在其上的活塞一同运动。杆61伸入液压缸80a和80b，使两侧的活塞86a和86b作用于液体中的有效面积相等。

两个横向间隔的双向液压缸80a和80b都分别有内外腔85a、85b和86a、86b，左侧缸80a的内腔85a与右侧缸80b的外腔86b相连，而右侧缸80b的内腔86a与左侧缸80a的外腔85b相连。这些液体分别通过导管89和90进行连通。

根据前面对图3的描述，当车辆以适当的道路行驶速度左转弯时，车底盘将朝右方倾斜，使扭杆13和14产生扭转作用。这时右侧液压缸80b的活塞向左运动，使液体排除，引起左侧液压缸80a中的活塞向右运动。这样，在扭杆17和18上施加一定的力，使车的左侧降低，从而控制或消除车底盘在转弯时产生的侧倾。

图9表示一个图7中所描述六轮车结构的变型，其操作方式改为采用图8所描述的液压缸方式。在图9中，液压缸80a和80b的结构和液体连通工作方式与图8中的结构和连通方式相同。同时，在齿轮装置28＇和27＇的基础上增加了液压缸90a和90b，其结构和作用与图8中的液压缸80a和80b相同。

但是，在图9中还安装了双向液压缸来联接齿轮系91和92，其中91和92的功能与图6中的齿轮系71和72相同，而本例中双向液压缸93和94联接同向运动，其作用与图6中杆70的作用相同。

此外，与齿轮系92和97联接的液压缸95和96通过管路98和99连通，其运动方向相反，达到齿轮系72和74转动方向相反的作用。由此可见，液压缸95、96和管路98、99的功能与图6中杆73的作用相同。

采用上述的六轮车悬架系统，不论车辆所经过的路面具有怎样的不平度和起伏方向，都会使所有六个车轮与行驶路面之间保持贴合。显而易见，六轮车辆特别要用于重载运输，并且处于越野的路面状态。为了不失去任何一个车轮的牵引力，各车轮需要有良好的传动。在经过很不平的路面时，经常至少有一些车轮与地面的接触力被加大，其结果是保持接触的车轮承受载荷增加，导致在有沙子、粉尘或潮湿的路面上车辆被陷住。这个问题在当前的六轮车中相当普遍。

图7中的B表示车辆经过不平度较小的路面，此时保持车轮与地面的接触是不难的。但有时车辆也会经过某些不好的地面，例如车辆一侧的车轮为B的情况，而另一侧经过非常不平的路面A和C。

按照图6和图9所描述的悬架得到的载荷分布，能够使六个车轮都分布有载荷，并且都保持与地面的接触，因而能够保持车轮的牵引力，并减少或消除由于失去与地面的接触载荷而使车辆陷住的危险。

Claims (32)

1．一利车辆悬架系统，它由支承车身的两个横向间隔的前端车轮组件和两个横向间隔的后端车轮组件构成，每个车轮组件包括车轮和一个将车轮联接到车身的支架，该支架允许车轮相对于车身在垂直方向运动，第一机械联接装置分别将两端横向间隔的车轮组件联接起来，而第二机械联接装置分别将两侧纵向间隔的车轮组件联接起来，每个第一和第二机械联接装置，根据一个车轮的垂直方向运动，相应地调整同一个机械联接装置上另一个车轮，使之作相反方向的垂直运动，其中第二机械联接装置同时用来产生一种运动，该运动正比于两个连在车辆同一侧的车轮的平均运动，传递构件将一个第二机械联接装置上所产生的这种平均运动传递到车辆另一侧第二机械装置上，因此，第一和第二机械联接装置共同起到控制车身俯仰和侧倾的作用，跳动时弹性支承车体，提供四个车轮的防跳动刚度和对侧倾的独立控制，使所有车轮上的载荷保持一致，从而保证所有车轮的牵引力。

2．根据权利要求1描述的车辆悬架系统，其中，每个第一和第二机械联接装置包括两个传递扭矩的构件，它们的一端分别联接在车轮组件上，由车身支承并能够在其中相对转动，这两个扭矩传递构件工作相联，当一个扭矩传递构件转动时，使另外一个扭矩传递构件在相反方向转动。

3．根据权利要求2所描述的车辆悬架系统，其中，各第二机械联接装置中两个扭矩传递构件之间的工作联接结构，使一个扭矩传递构件的转动能够导致同一个第二机械联接装置上的另一个扭矩传递构件以相反方向转动，和/或使另一个第二机械联接装置中的一个或两个扭矩传递构件转动。

4．根据权利要求2或3所描述的车辆悬架系统，其中相邻的扭矩传递构件由一个工作联接装置联接，联接位置由相邻的扭矩传递构件的平均位置确定。

5．根据权利要求4所描述的车辆悬架系统，其中，传递构件用来传递上述工作联接装置的运动，该运动由一个第二机械联接装置中两个相邻扭矩传递构件的平均位置决定，它被传递到车辆另一侧工作联接装置上，使另一个第二机械联接装置的扭矩传递构件产生相似的平均运动。

6．根据权利要求1或2描述的车辆悬架系统，其中，至少有一个上述的第一和第二机械联接装置包括有一个齿轮传动系统。

7．根据权利要求2或3所描述的车辆悬架系统，其中，每个第一机械联接装置中的两个扭矩传递构件由齿轮传动系联接，其中包括一个安装在扭矩传递构件上第一伞齿轮和一个或多个与第一伞齿轮工作啮合的中间伞齿轮，该中间齿轮安装在一个轴上并绕着垂直轴线转动，使上述两个扭矩传递构件之一根据另一个扭矩传递构件的转动而在相反方向转动。

8．根据权利要求2、3或7所描述的车辆悬架系统，其中，每个第二机械联接装置的两个扭矩传递构件由一个齿轮系联接，该齿轮系包括分别安装在两个扭矩传递构件上的第一伞齿轮，和与第一伞齿轮工作啮合的中间伞齿轮构成，中间伞齿轮由支座支承，该支座可围绕扭矩传递构件中第一伞齿轮公共轴转动，因而，该支座相应于第二机械联接装置中两个扭矩传递构件的平均转动而共轴转动，上述的中间伞齿轮安装在这个支座中，并绕着支座中的一个轴转动，根据一个扭矩传递构件的转动，使另一个扭矩传递构件以相反方向转动。

9．根据权利要求8所描述的车辆悬架系统，其中，两个第二机械联接装置中的中间伞齿轮支座被传动装置联接起来，使一个中间齿轮支座的转动导致另一个中间齿轮支座在相反方向转动，从而控制车身的侧倾。

10．根据权利要求2、3、4所描述的车辆悬架系统，其中，每个第二机械联接装置中的两个扭矩传递构件由一个连杆机构联接，它根据其中一个扭矩传递构件的转动，使另一个扭矩传递构件产生反向转动。

11．根据权利要求10所描述的车辆悬架系统，其中，对两个第二机械联接装置中的连杆结构采用一个传动装置联接，以便根据由于两个扭矩传递构件同步运动而引起的连杆运动，使另一个连杆结构上的两个扭矩传递构件产生反方向的平均运动。

12．根据权利要求11所描述的车辆悬架系统，其中，两个连杆结构之间的传动装置采用液压驱动装置。

13．根据权利要求11所描述的车辆悬架系统，其中，两个连杆结构之间的联接采用杆系。

14．如以上任何一个权利要求所描述的车辆悬架系统，其中，在每个第一机械联接装置中两个扭矩传递构件之间的工作联接应使一个扭矩传递构件的转动引起同一个第一机械联接装置上另一个扭矩传递构件的转动，和/或引起另一个第一机械联接装置上一个或两个扭矩传动构件的转动。

15．如权利要求1到13所描述的车辆悬架系统，包括在后轮之后多出两个横向间隔车轮组件，这两个车轮组件都包括车轮和一个将车轮联接到车身的车轮支架，它使车轮能够在垂直方向相对于车身运动。在新增加的两个车轮组件之间也增加一个横向的第一机械联接装置，同时也增加一个在新增车轮与相邻的后轮之间的纵向第二机械联接装置，上述第一和第二机械联接装置，根据一个后轮组件或新增车轮组件在垂直方向产生的移动，使同一个机械联接装置上的另一个车轮组件产生反方向移动，从而使所有车轮保持基本相同的载荷，并保证车轮的牵引力。

16．根据权利要求15所描述的车辆悬架系统，其中，所增加的每个第一和第二机械联接装置都包括两个扭矩传递构件，构件的一端联接在后端车轮组件或新增车轮组件上，它们安装在车身上，并能相对于车身转动。这两个新增扭矩传递构件工作相联，在其中的一个转动时，使另一个以相反方向转动。

17．根据权利要求16中所描述的车辆悬架系统，其中，在每个新增第二机械联接装置中两个新增扭矩传递构件之间的工作联接，使一个新增扭矩传递构件的转动引起同一个第二机械联接装置上另一个新增扭矩传递构件的正反向转动，和/或引起另一个新增第二机械联接装置上一个或两个新增扭矩传动构件的转动。

18．权利要求16和17中任一项所描述的车辆悬架系统，其中，在两个新增扭矩传递构件之间增加一个可操作联接，其位置正比于由相间隔的两个新增扭矩传递构件的平均位置决定。

19．根据权利要求18所描述的车辆悬架系统，其中，一个新增的传递装置用来将上述新增工作联接结构的运动传递到另一侧的联接结构上，其位置由同一个第二机械联接装置中的两个相间隔的新增扭矩传递构件平均位置决定，它使另一个第二机械联接装置上的扭矩传递构件产生成正比的平均运动。

20．根据权利要求16或17中所描述的车辆悬架系统，其中，每个新增第二机械联接装置中的两个新增扭矩传递构件都分别由一个新增的齿轮系联接，该齿轮系包括每个新增扭矩传递构件上的第一伞齿轮，和一个中间伞齿轮，这个中间齿轮绕某个轴转动，并与两个新增的第一伞齿轮工作啮合，当两个新增扭矩传递构件中的某一个转动时，该齿轮将使另一个新增扭矩构件产生反向转动。

21．根据权利要求20所描述的车辆悬架系统，其中，每个新增第二机械联接装置的中间伞齿轮由一个支座来支承，该支座可围绕两新增扭矩传递构件第一伞齿轮的公共轴转动，因此，根据该第二机械联接装置中两个扭矩传递构件的共同转动，该支座相应地在同一个方向转动。

22．根据权利要求17或18任一项所描述的车辆悬架系统，其中，每个新增第一机械联接装置中两个扭矩传递构件之间的工作联接应使其中一个扭矩传递构件的转动引起同一个新增第一机械联接装置上的另一个扭矩传递构件转动，和/或引起后轮第一机械联接装置上的一个或两个扭矩传动构件同向或反向转动。

23．根据权利要求22所描述的车辆悬架系统，其中，车辆前端第一机械联接装置的转动，使中间第一机械联接装置在相同或相反方向转动，同时使车辆后端第一机械联接装置在相同或相反方向转动。

24．根据权利要求22所描述的车辆悬架系统，其中，每个第一机械联接装置横向联接车轮组件的所有第一机械联接装置之间工作联接，使得无论车轮在任何位置，都能使每个机械联接装置分担正常的载荷，从而提供对每个轴和/或每个车轮组件的最佳控制和牵引。

25．一种车辆悬架系统，包括两个横向间隔的前轮组件和两个横向间隔的后轮组件，这些车轮共同支承车身，每个车轮组件包括车轮和一个将车轮联接到车身上的车轮支架，它允许车轮相对于车身在垂直方向运动，各车辆支承装置将每个车轮组件与其横向间隔的车轮组件机械联接，各车辆侧倾位置控制装置将每个车轮组件与其纵向间隔的车轮组件联接，通过对这些车辆支承装置和侧倾位置控制装置的调节，对于一个车轮组件在垂直方向的运动，在与之中间联接的车轮组件上相应地产生反方向运动，通过每个侧倾位置控制装置的作用，对车身同侧两个相联车轮的平均运动产生一个相应的运动，该平均运动由传递装置传递到车身另一侧的侧倾位置控制装置，从而由侧倾位置控制装置确定了车身侧倾位置，上述车辆支承装置支承车体的重量，并提供四个车轮的防跳动弹性恢复功能，当车轮在非冲击运动状态时，其共同作用使得所有车轮保持一致的载荷，每个车轮具有独立的垂直方向位置。

26．根据权利要求25所描述的车辆悬架系统，其中，每个车辆支承装置和侧倾控制装置包括两个扭矩传递构件，每个构件的一端分别联接在相应的车轮组件上，它被支撑在车身上，并相对于车身转动，这两个扭矩传递构件工作联接，从而使一个扭矩传递构件的转动引起另一个扭矩构件产生反方向转动。

27．根据权利要求26所描述的车辆悬架系统，其中，在每个侧倾位置控制装置的两个扭矩传递构件之间的工作联接应使一个扭矩传递构件的转动引起同一个侧倾位置控制装置上另一个扭矩传递构件的转动或反向转动，和/或引起另一个侧倾位置控制装置中的一个或两个扭矩传递构件转动。

28．根据权利要求26或27所描述的车辆悬架系统，其中，相邻扭矩传递构件由工作联接装置联接，其位置由正比于相间隔的扭矩传递构件的平均位置确定。

29．根据权利要求28所描述的车辆悬架系统，其中，采用一个传递装置来传递上述某个工作联接装置的运动，该运动同一个侧倾位置控制装置中相间隔扭矩传递构件的平均位置确定，将这个运动传递到车另一侧的工作联接装置上，从而使另一个侧倾位置控制装置上的扭矩传递构件产生相似的平均运动。

30．根据权利要求2到24或26到29中任一项所描述的车辆悬架系统，其中，所有第一机械联接装置或新增第一机械联接装置中的扭矩传递构件都包括两个扭杆，这两个扭杆由车辆高度调节装置联接，而通过车辆高度调节装置的操作是一个扭杆相对于另一个扭杆转动，从而改变车辆的高度和(或)车辆的俯仰位置。

31．根据权利要求30所描述的车辆悬架系统，其中，所有第一机械联接装置或新增第一机械联接装置中的两个扭矩传递构件都包括两个扭杆，这两个扭杆由一个车辆高度调节装置联接，而通过车辆高度调节装置的操作是一个扭杆相对于另一个扭杆转动，从而改变车辆的高度和/或车辆的俯仰位置。

32．根据前面任何一项权利要求所描述的车辆悬架系统，其中，传递装置包括车辆侧倾位置调节装置，通过车辆侧倾位置调节装置的操作，使车辆一侧的第二机械联接装置对另一侧的第二机械联接装置产生影响，从而改变车辆的侧倾位置。

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