CN110062728B - 多轮辙车辆 - Google Patents

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Abstract

一种多轮辙和多车桥的车辆，具有至少两个前轮(11)和至少两个后轮(12)以及转向装置(10)，所述转向装置(10)构成为用于使车辆(1)的前轮和后轮(11、12)转向。根据本发明，借助于转向装置(10)，至少两个前轮(11)各自围绕前轮转向轴(VLD)枢转，其中前轮转向轴(VLD)各自定向为，使得关于相应的前轮(11)形成负的主销后倾角，并且借助于转向装置(10)，至少两个后轮(12)各自围绕后轮转向轴(HLD)枢转，其中后轮转向轴(HLD)各自定向为，使得关于相应的后轮(12)形成正的主销后倾角。

Description

多轮辙车辆
技术领域
本发明涉及一种多轮辙和多车桥的车辆。
背景技术
这样的车辆尤其装配有这样的全轮转向装置，其用于减小车辆的转弯圆周和/或尤其在较高行驶速度时提高行驶稳定性。难点在于，这种车辆以及还有未装配有这样的全轮转向装置的传统车辆在转弯行驶时具有严重的外倾趋势，这可能严重损害行驶稳定性。此外，车辆的向外倾斜常常导致车辆驾驶员严重地向相反方向转向，这正好在高速行驶时导致对所述车辆失去控制。
发明内容
本发明要解决的问题是，尤其在转弯行驶时明显提高车辆的稳定性。
所述问题通过提供一种根据本发明的车辆的得以解决。本发明的改进方案在本文中给出。
对此，提供一种多轮辙和多车桥的车辆，所述车辆具有：
-至少两个前轮和至少两个后轮；以及
-转向装置，其构成用于使所述车辆的前轮和后轮转向，其中
-借助于所述转向装置，至少两个前轮可各自围绕前轮转向轴枢转，其中所述前轮转向轴分别定向为，使得关于相应的前轮形成负的主销后倾角，和
-借助于所述转向装置，至少两个后轮可各自围绕后轮转向轴枢转，所述后轮转向轴定向为，使得关于相应的后轮形成正的主销后倾角。
与传统车辆不同，关于根据本发明的车辆的前轮的主销后倾角(其中尤其涉及四轮车辆)是负的，且关于所述后轮的主销后倾角是正的。
所述主销后倾角几何结构引起所述车辆的稳定性，例如在转弯行驶时，其中尤其在转弯行驶时抵抗车辆的外倾(向弯外侧)或者甚至出现车辆的内倾(向弯内侧)。
术语“主销后倾角”是指相应的转向轴相对于沿车辆纵向方向观察垂直线的倾斜位置。特别地，主销后倾角可理解为车轮触地点，即位于车道平面上的车轮中线的点，和相应的转向轴的触地点，即转向轴在车道上的接触点，之间的距离。在负的主销后倾角情况下，转向轴的接触点——沿向前行驶方向观察——位于车轮触地点之后，并且在正的主销后倾角情况下位于所述车轮触地点之前。
“转向轴”尤其是如下车桥，相应的轮在由驾驶员开始进行转向运动时围绕所述车桥旋转。
如上所述，主销后倾角在四轮车辆中自然也关于两个前轮是负的，即两个前轮能够分别围绕前轮转向轴枢转，所述前轮转向轴分别定向为，使得形成负的主销后倾角。类似地，主销后倾角关于两个后轮也能够是正的，即两个后轮可分别围绕后轮转向轴枢转，所述后轮转向轴分别定向为，使得形成正的主销后倾角。在该上下文中表明，本发明并不限于四轮车辆。尤其可行的是，根据本发明的车辆具有多于两个前轮和/或后轮或者前桥和/或后桥。
如上所述，车辆的(尤其各两个)前轮和后轮因此可围绕相应的前轮转向轴和后轮转向轴枢转，使得所述车辆底盘在转弯行驶时向弯内侧倾斜。
转向轴尤其延伸为，使得当至少一个前轮和至少一个后轮围绕相应的转向轴同向枢转时，产生所述前轮和所述后轮围绕垂直于车辆纵向方向延伸的车桥的反向旋转。
此外，根据本发明的车辆可以具有纯被动式行驶机构。特别地，行驶机构不包括在转弯行驶期间产生车辆底盘朝向弯内侧倾斜的任何执行器。在此，车辆的上述朝向弯内侧的倾斜仅由转向几何学(负的前主销后倾角，正的后主销后倾角)产生，特别是当在行驶方向上观察前轮和后轮反向转向回转时，并且相应地可以以相对简单的方式实现。
由于关于前轮负的主销后倾角，在前轮围绕前轮的转向轴枢转时，即，在转弯行驶时，调节前轮围绕平行于车辆纵车桥延伸的车桥朝向弯外侧的倾斜。这相应地适用于后轮。
根据本发明的车辆尤其关于前轮和/或后轮具有正的转向滚动半径或为零的转向滚动半径。
根据本发明的另一个改进方案，前轮分别通过轮轴安装在可绕前轮转向轴枢转的转向节上，并且后轮分别同样通过轮轴安装在可绕后轮转向轴枢转的转向节上。
例如，所述车辆还具有至少一个第一转向横拉杆和/或第二转向横拉杆，通过所述第一转向横拉杆，前轮中的至少两个与转向机构耦联；通过所述第二转向横拉杆，后轮中的至少两个与转向机构耦联。可行的是，第一转向横拉杆可以至少大致平行于第二转向横拉杆延伸。特别地，在这种配置中，这两个前轮通过第一转向横拉杆并且后轮通过第二拉杆相互耦联在一起。
然而也可行的是，第一转向横拉杆相对于第二转向横拉杆倾斜地延伸，其中特别地，通过第一转向横拉杆，一个前轮与对角相对置的后轮耦联，并且通过第二转向横拉杆，另一前轮与另一后轮耦联(即转向横拉杆的X形布置)。
可以想到，转向横拉杆从一个轮连续延伸到另一个轮。然而也可行的是，第一和/或第二转向横拉杆由子段组成，其中例如，第一子段从一个轮延伸到转向机构并且第二子段从转向机构延伸到另一个轮。
另外，也可行的是，第一转向横拉杆经由可绕前轮转向轴枢转的转向横拉杆臂至少与前轮中的一个耦联，和/或第二转向横拉杆经由可绕后轮转向轴枢转的转向横拉杆臂至少与后轮中的一个耦联。转向横拉杆臂可以设为平行配置(第一转向横拉杆平行于第二转向横拉杆延伸)或交叉配置(第一转向横拉杆倾斜于第二转向横拉杆延伸)。
还可以想到的是，车辆的前轮和后轮的主销后倾角选择成，使得车辆在转弯行驶时所绕的圆形轨迹的中心位于车辆的前桥和后桥之间。特别地，圆形轨迹的中心因此不像在大多数传统车辆中那样位于车辆的后桥的延长线上。
尤其可行的是，前轮的主销后倾角的数值与后轮的主销后倾角的数值不同；例如在转弯行驶时关于前桥和后桥，调节圆形轨迹的上述中心的确定位置。然而，当然也可行的是，前轮的主销后倾角的数值至少近似地对应于后轮的主销后倾角的数值。
根据本发明的车辆还可以具有调节装置，用于调节关于至少一个前轮的主销后倾角和/或用于调节关于至少一个后轮的主销后倾角。通过主销后倾角的调节，例如能够在转弯行驶时调节车辆的上述圆形轨迹的中心。所述调节装置尤其包括执行器，借助所述执行器例如能够改变转向轴的定向。
还可以想到的是，车辆的至少一个前轮和/或后轮关于车辆的直行具有正的外倾角。因此，轮子在初始位置分别具有向外的倾斜，即，车轮中心平面相对于延伸通过车轮触地点的垂直线向外(远离车辆在车辆纵向方向上的中心线)倾斜。当然也可行的是，前轮和/或后轮具有负的外倾角，即，在起始位置，车轮向内(朝向车辆中心线)倾斜。此外，车辆还可以具有用于改变车轮外倾角的装置，例如呈相应的执行器的形式，参见例如文献DE 102005 037 973 A1，其内容并入本文中。
附图说明
下面参考附图借助于实施例更详细地解释本发明。在图中：
图1示出用于解释根据本发明的车辆的主销后倾角几何结构的图示；
图2以俯视图示意性地示出根据本发明的车辆的转向装置的组成部分；
图3示出转向装置的另一个实施例；
图4示意性地示出在转弯行驶期间根据本发明的车辆的俯视图；
图5示意性地示出根据本发明的车辆的前视图；以及
图6示出根据本发明的具有转向装置的替选实施例的车辆的示意性前视图。
具体实施方式
在图1中以侧视图示意性地示出了根据本发明的车辆1的车轮(前轮11和后轮12)。车辆1装配有全轮转向装置，即，前轮11和后轮12都可以执行转向枢转运动以开始进行转弯行驶。因此，前轮11在由驾驶员执行转向运动时分别围绕前轮转向轴VLD枢转，而后轮12可分别围绕后轮转向轴HLD枢转。在车道100上，前轮11位于前轮触地点RAV，并且后轮12位于后轮触地点RAH。
相应的前轮转向轴VLD相对于垂直于路面100并且穿过前轮触地点RAV延伸的垂直线VS，在向前行驶方向上观察，向前倾斜，使得其在车轮触地点RAV之后接触车道100(在触地点APV)。相应地，关于前轮11产生负的主销后倾角，即，前轮转向轴VLD的触地点APV位于车轮触地点RAV之后。
相应的后轮转向轴HLD相对于穿过后轮触地点RAH延伸的垂直线HS向后倾斜，即后轮转向轴HLD在后轮12的车轮触地点RAH之前接触车道100(在触地点APH)。相应地，后轮12具有正的主销后倾角。
因此，与传统车辆相比，根据本发明的车辆1关于前轮和后轮的主销后倾角具有明显不同的几何结构。如上所述，这种特殊的主销后倾角几何结构使车辆在转弯行驶时稳定。
图2以俯视图示意性地示出了根据本发明的车辆1的转向装置10的部件。因此，转向装置10包括两个前部转向节，其通过轮轴111与前轮11连接，例如与轮毂连接。此外，轮轴111通过形成前轮转向轴VLD的铰链112与车辆底盘(未示出)可枢转地连接，也就是说，使得它们可以与前轮11一起围绕相应的前轮转向轴VLD枢转。
此外，车辆的转向节的轮轴111通过转向横拉杆臂113与第一(前)转向横拉杆114耦联。轮轴111各自规则地与转向横拉杆臂113连接，使得轮轴111和转向横拉杆臂113的定向彼此固定。例如，轮轴111和转向横拉杆臂113大致彼此垂直地延伸。转向横拉杆臂113分别在一侧与轮轴111一起(例如，通过铰链112)铰接在车辆底盘上和通过铰链115铰接在转向横拉杆114的端部上。
通过例如直线运动，特别是在车辆横向方向上，转向横拉杆114产生转向横拉杆臂113的枢转运动，并且因此产生轮轴111进而前轮11围绕前轮转向轴VLD的枢转运动。转向横拉杆114的运动尤其通过前转向机构VLG实现。
另外，类似于前轮11，转向装置10关于后轮12具有车辆后转向节的轮轴121、转向横拉杆臂123和第二(后)转向横拉杆124。后轮轴121通过形成后轮转向轴HLD的铰链122铰接在车辆底盘(未示出)上，并且类似于前轮11各自围绕后轮转向轴HLD可枢转，其中所述枢转运动可通过后转向横拉杆124沿车辆横向方向的运动产生。后转向横拉杆124的运动例如通过后转向机构HLG产生。
图3涉及转向装置10的一个替选实施例。这里，转向横拉杆114、124不将车辆1的两个前轮11或后轮12相互连接。相反地，转向横拉杆114、124交叉布置，其中第一转向横拉杆114对角地延伸，并且前轮11中的一个与被布置在另一车辆侧的一个后轮12连接，并且第二转向横拉杆124将另一个前轮与另一个后轮连接。
前轮11或后轮12围绕相应的转向轴VLD、HLD的枢转运动例如类似于图2通过转向横拉杆114、124的线性运动借助于转向机构LG1、LG2进行。可以想到的是，转向横拉杆114、124各自连续地形成，即，从前轮11的相应的转向横拉杆臂113延伸到后轮12的转向横拉杆臂123。然而也可行的是，转向横拉杆114、124分别多件式地(例如两件式地)形成。例如，第一转向横拉杆114包括第一子段114a和第二子段114b，所述第一子段114a从前轮11延伸到转向机构LG1，所述第二子段114b从转向机构LG1延伸到后轮12。相应地，第二转向横拉杆124也可以具有子段124a，124b。利用转向横拉杆114、124的这种多件式能够产生例如前轮11和后轮12的相反的回转。
图4示出了在转弯行驶期间车辆1的前轮11和后轮12的位置，以进一步解释根据本发明的车辆的转向几何学。在此，前轮11和后轮12已围绕相应的转向轴分别在同向地枢转，但是其中由于转向轴的定向，产生前轮11和后轮12关于垂直于车辆纵车桥延伸的车桥的反向旋转。因此，根据图4，前轮11向左回转，后轮12向右回转。
在转弯行驶期间，车辆1在围绕中心M的圆形轨迹上运行。由于根据本发明的车辆的特定转向几何学，中心M不像在不具有全轮转向的车辆中那样位于后桥的高度，即在穿过后轮沿车辆横向方向延伸的车桥上，而是位于车辆的前桥和后桥之间，即关于车辆纵向方向在车辆的中间区域中。因此，中心M原则上可位于前桥和后桥之间的任意位置上。由此在设计转向装置时得到更大的回旋余地。
可以想到的是，中心M的位置可以通过调整前轮11和/或后轮12的主销后倾角来改变。例如，根据本发明的车辆包括调节装置，利用该调节装置可以调整相应的转向轴的定向并因此调整相应的主销后倾角。
图5示出了根据本发明的车辆的前轮11(或后轮12)的车轮外倾的可能配置，据此，前轮转向轴VLD(铰链112)或后轮转向轴HLD(铰链122)不垂直于轮轴111(121)延伸，而是在垂直于车辆横车桥的平面中倾斜，使得它们的上端比它们的下端更远离相应的车轮(对应于车轮11、12的正车轮外倾)。替选地，前轮转向轴VLD(112)或后轮转向轴HLD(122)可以反向倾斜(见图6)，这对应于车轮11(12)的负车轮外倾。

Claims (14)

1.一种多轮辙和多车桥的车辆，具有至少两个前轮(11)和至少两个后轮(12)以及转向装置(10)，所述转向装置构成为，使所述车辆(1)的前轮和后轮(11、12)转向，
其特征在于，
借助于所述转向装置(10)，至少两个所述前轮(11)能分别围绕前轮转向轴(VLD)枢转，其中所述前轮转向轴(VLD)分别定向为，使得关于相应的前轮(11)形成负的主销后倾角，并且借助于所述转向装置(10)，至少两个所述后轮(12)能分别围绕后轮转向轴(HLD)枢转，其中所述后轮转向轴(HLD)分别定向为，使得关于相应的后轮(12)形成正的主销后倾角，其中所述前轮转向轴(VLD)和所述后轮转向轴(HLD)定向为，使得各个所述前轮(11)和各个所述后轮(12)在借助所述前轮(11)和所述后轮(12)的枢转开始进行转弯行驶时向弯外侧倾斜。
2.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，所述前轮(11)能相对于所述后轮(12)枢转，使得车辆底盘由于转向运动在转弯行驶时分别向弯内侧倾斜。
3.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，设有纯被动式行驶机构。
4.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，所述前轮(11)分别通过轮轴(111)安装在能围绕相应的前轮转向轴(VLD)枢转的转向节上，和/或所述后轮(12)分别通过轮轴安装在能围绕相应的后轮转向轴(HLD)枢转的转向节上。
5.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，设有至少一个第一转向横拉杆(114)和/或至少一个第二转向横拉杆(124)，通过至少一个所述第一转向横拉杆，所述前轮(11)中的至少一个与前转向机构(VLG、LG1)耦联，和/或通过至少一个所述第二转向横拉杆，所述后轮(12)中的至少一个与后转向机构(HLG、LG2)耦联。
6.根据权利要求5所述的车辆，其特征在于，所述第一转向横拉杆(114)至少大约平行于所述第二转向横拉杆(124)延伸。
7.根据权利要求5所述的车辆，其特征在于，所述第一转向横拉杆(114)相对于所述第二转向横拉杆(124)倾斜地延伸。
8.根据权利要求7所述的车辆，其特征在于，通过所述第一转向横拉杆(114)，所述前轮(11)中的一个与所述后轮(12)中的一个耦联，并且通过所述第二转向横拉杆(124)，另一前轮与另一后轮耦联。
9.根据权利要求5所述的车辆，其特征在于，所述第一转向横拉杆(114)通过能围绕所述前轮转向轴(VLD)枢转的转向横拉杆臂(113)至少与所述前轮(11)中的一个耦联，和/或所述第二转向横拉杆(124)通过能围绕所述后轮转向轴(HLD)枢转的转向横拉杆臂(123)至少与所述后轮(12)中的一个耦联。
10.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，所述前轮(11)和所述后轮(12)的主销后倾角选择为，使得所述车辆(1)在转弯行驶时所绕的圆形轨迹的中心(M)位于所述车辆(1)的前桥和后桥之间。
11.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，所述前轮(11)的主销后倾角的数值与所述后轮(12)的主销后倾角的数值不同。
12.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，设有调节装置，所述调节装置用于调节关于至少一个所述前轮(11)的主销后倾角和/或用于调节关于至少一个所述后轮(12)的主销后倾角。
13.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，至少一个所述前轮(11)和/或至少一个所述后轮(12)具有关于所述车辆(1)的直行正的外倾角。
14.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，至少一个所述前轮(11)和/或至少一个所述后轮(12)具有关于所述车辆(1)的直行负的外倾角。
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