CN110126571A - 一种轮毂电机轮胎防侧翻装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轮毂电机轮胎防侧翻装置，其包括设置于车身和车桥之间的减振器，减振器与悬架弹簧并联，车桥的端部通过转轴机构与车轮的轮毂连接，车桥与轮毂连接部设置有扭转机构；扭转机构包括扭力弹簧。本发明能够解决现有技术中汽车防侧翻装置因整体偏转而造成乘坐舒适性较差的问题，结构可靠、可调节性强、适用范围广。

Description

一种轮毂电机轮胎防侧翻装置

技术领域

本发明涉及一种汽车悬架结构，具体涉及一种轮毂电机轮胎防侧翻装置。

背景技术

随着社会科技的发展以及居民平均生活水平的持续提高，汽车已经成为人们生活中最普遍的交通工具之一。汽车给人们生活提供方便，同时由其导致的交通和环境问题，特别是安全问题也日益严重。安全事故能够直接地对居民的人身和财产造成伤害，在安全事故中，与正碰事故相比翻滚事故所占的比例较小，但是在翻滚事故中乘员的死伤率非常高。微型车质心高，轮距小，更容易出现翻滚事故。

现有的汽车防侧翻机构通常是在车悬架上设置螺旋弹簧和减振器，当汽车转弯时，通过弹簧和减振器的作用，逆向抑制车身的侧倾作用，从而使车身回复平稳状态，由于车架在弹簧和减振器作用下发生整体偏转，因此，转向过程中的车轮还是会分别收到拉伸和压缩的离心力作用，以保证车身平稳，由此对车轮负荷较大，且受车架整体偏转作用，使乘坐舒适性较差。

发明内容

本发明针对现有技术中的上述不足，提供了一种能够解决现有技术中汽车防侧翻装置因整体偏转而造成乘坐舒适性较差的问题的轮毂电机轮胎防侧翻装置。

为解决上述技术问题，本发明采用了下列技术方案：

提供了一种轮毂电机轮胎防侧翻装置，其包括设置于车身和车桥之间的减振器，减振器与悬架弹簧并联，车桥的端部通过转轴机构与车轮的轮毂连接，车桥与轮毂连接部设置有扭转机构；扭转机构包括扭力弹簧。

上述技术方案中，优选的，轮毂上设置有活动连杆，扭力弹簧的一端通过弹簧支架与活动连杆固定连接。

上述技术方案中，优选的，车桥的端部设置有固定支撑板，固定支撑板上设置有定位凸台，扭力弹簧的一端通过固定件与定位凸台固定连接。

上述技术方案中，优选的，转轴机构包括固定设置于活动连杆上的转轴，固定支撑板的端部设置有与转轴配合的轴座。

上述技术方案中，优选的，转轴的两端分别设置有轴盖。

上述技术方案中，优选的，活动连杆的底部设置有止推块。

上述技术方案中，优选的，止推块上邻近固定支撑板的位置处设置有缓冲垫。

本发明提供的上述轮毂电机轮胎防侧翻装置的主要有益效果在于：

本发明通过设置扭转机构和转轴机构，可在汽车快速转弯时，防止车体和轮毂电机轮胎侧翻，提升汽车的安全性能，通过让轮胎具有一定的侧向偏转余量，从而在车体翻转时增大轮胎和路面的接触面积，使车体侧滑，从而防止了侧翻。

通过在车轮与车桥之间设置转轴机构，增加悬架弹簧与车轮之间的距离，防止车轮侧偏时与悬架弹簧发生干涉。在汽车行驶于凹凸路面时，能缓和路面对于车架的垂直冲击力。

通过设置止推块与转轴机构和扭转机构配合，防止车轮向相反方向转动。使轮毂可以向单一方向旋转一定角度，保证汽车在具有侧倾倾向时能有一定的侧向偏转余量。

通过设置轴盖，防止活动连杆相对于固定支撑板侧向移动，同时能够保证轮毂电机汽车底部悬架的强度要求。

通过设置缓冲垫，缓冲止推块与轴座的刚性冲击。通过设置扭力弹簧，在正常行驶时使车轮与车身保持一定角度的预紧力，防止微小外力的干扰。提高乘坐舒适性；在平地或斜坡路面上，汽车具有侧倾倾向时，扭力弹簧能增大侧倾一侧轮胎与地面的接触面积，使车体侧滑，从而防止了汽车侧翻，同时能提供一定的回复力，帮助车身恢复正常运行状态。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是扭转机构部分的侧视图。

图3是扭转机构部分的俯视图。

图4是传统结构在平地路面的受力关系示意图。

图5是带防侧翻装置的车轮在平地路面的受力关系示意图。

图6是传动结构在斜坡路面的受力关系示意图。

图7是带防侧翻装置的车轮在斜坡路面的受力关系示意图。

其中，1、车身，2、车桥，21、固定支撑板，211、定位凸台，3、车轮，31、轮毂，4、减振器，41、悬架弹簧，5、扭转机构，51、扭力弹簧，511、弹簧支架，512、固定件，52、活动连杆，6、转轴机构，61、转轴，62、轴座，63、轴盖，7、止推块，71、缓冲垫。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1所示，其为轮毂电机轮胎防侧翻装置的结构示意图。

本发明的轮毂电机轮胎防侧翻装置包括设置于车身1和车桥2之间的减振器4，减振器4与悬架弹簧41并联，车桥2的端部通过转轴机构6与车轮3的轮毂31连接，车桥2与轮毂31连接部设置有扭转机构5；扭转机构5包括扭力弹簧51。

具体的，如图2和图3所示，轮毂31上设置有活动连杆52，扭力弹簧51的一端通过弹簧支架511与活动连杆52固定连接。车桥2的端部设置有固定支撑板21，固定支撑板21上设置有定位凸台211，扭力弹簧51的一端通过固定件512与定位凸台211固定连接。可选的，固定件512为螺栓；此时定位凸台211上设置有与螺栓配合的螺孔。

扭力弹簧51可允许轮毂电机车轮3在急转弯将要发生侧翻时有一定的向内偏转角度，同时给予转轴机构6在正常行驶时提供帮助车轮3与车身1保持一定角度的预紧力，防止微小外力的干扰；同时通过在车轮3与车桥2之间设置转轴机构6和固定支撑板21，从而增加悬架弹簧41与车轮3之间的距离，防止车轮3在平地或斜坡路面上急转弯发生侧偏时与悬架弹簧41发生干涉。

转轴机构6包括固定设置于活动连杆52上的转轴61，固定支撑板21的端部设置有与转轴61配合的轴座62，轴座62上设置有与转轴61套接的安装孔，转轴61的两端分别设置有轴盖63。

活动连杆52的底部设置有止推块7。止推块7所在位置与轴座62所在位置相配合，止推块7上邻近固定支撑板21的位置处设置有缓冲垫71，缓冲垫71与轴座62相抵接。

当汽车发生侧滑后正常行驶时，车轮3通过扭力弹簧51恢复正常状态，止推块7能够有效防止车轮3向相反方向转动，保持车轮3与车桥2成垂直状态，同时通过在止推块7上设置缓冲垫71，缓冲止推块7与轴座62间的刚性冲击。

无论在平地或在斜坡路面上，汽车具有侧倾倾向时，通过轮毂电机车轮3与车桥2挤压扭力弹簧51，使车轮3与车桥2之间形成一个小于90°的夹角，从而增大侧倾一侧轮胎与地面的接触面积，使车体从侧翻状态转变为侧滑状态，从而防止了汽车侧翻，同时能提供一定的回复力，帮助车身恢复正常行驶状态。

下面是本发明的工作原理：

当汽车在平地或斜坡路面上行驶时，汽车总受到垂直向下重力G的作用，在行驶速度过快且转弯过急的情况下，汽车重心处向心加速度过大，从而向心力F增加，汽车出现侧翻倾向，外侧车轮离开地面而内侧车轮与地面成一定夹角，内侧车轮边缘与地面接触。

如图4和图5所示，车轮此时受到来自地面的法向支撑力N和平行于地面的摩擦力F_N的作用，由于内侧车轮边缘与地面接触面积较小，并且车轮边缘胎纹较少，导致摩擦系数减小。

当汽车在急转弯制动时，轮胎纵向摩擦力减小，造成打滑现象，从而轮胎纵向附着力降低，根据摩擦圆原理，轮胎侧向附着力增大，摩擦力增加，最终导致汽车侧翻。

在汽车出现侧翻倾向时，通过内侧车轮3在扭力弹簧51和转轴机构6的作用下，整个胎面全部与地面接触，如图3和图4所示，相对于轮胎边缘接触增大了摩擦系数。

在车轮3受到压力不变的情况下，汽车制动时，纵向摩擦力大，从而纵向附着力大，侧向附着力小，摩擦力较小，轮胎更加容易向侧向滑动，从而防止了汽车侧翻。

对汽车行驶在平地路面上时进行受力分析，如图1和图3所示，将车辆重心处的重力G和离心力F平移至轮胎接地面处，可知：

G'＝N＝G；

F'＝F；

F'-F_N＝F_合。

其中，N为地面对轮胎的支撑力，F_N为轮胎与地面产生的侧向摩擦力。

当汽车行驶在斜坡路面上时进行受力分析，如图6和图7所示，将车辆重心处的重力G和离心力F平移至轮胎接地面处，可知：

G'＝G,G'₂＝G cosθ,G′₁＝G sinθ；

F'＝F,F₂'＝Fsinθ,F₁'＝Fcosθ；

F sinθ+G cosθ＝N；

F sinθ-G cosθ-F_N＝F_合。

其中，N为地面对轮胎的支撑力，F_N为轮胎与地面产生的侧向摩擦力，F₁'和F₂'为F'分别在平行于路面方向和垂直于路面方向上的分力，即同理，G₁'和G₂'为G'分别在平行于路面方向和垂直于路面方向上的分力，即θ为坡度角。

当汽车在平地或斜坡路面上时，由上式可知，在轮胎与路面接触面的法向方向上受力平衡，在与路面平行方向上，当离心力F一定时，摩擦力F_N越小，合力F_合越大，轮胎越容易侧滑，反之，当摩擦力F_N越大，合力F_合越小，轮胎越不容易侧滑，在平地路面上F_N＝F'时或在斜坡路面上F₁'＝G₁'+F_N时，即F_合＝0时，此时的摩擦力为静摩擦力，车辆发生侧翻，由前述可知，汽车在本发明提供的防侧翻装置作用下，有侧翻倾向时，产生更小的侧向摩擦力，从而使轮胎更容易发生侧滑，防止了侧翻事故。

上面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

Claims (7)

1.一种轮毂电机轮胎防侧翻装置，其特征在于，包括设置于车身和车桥之间的减振器，减振器与悬架弹簧并联，车桥的端部通过转轴机构与车轮的轮毂连接，车桥与轮毂连接部设置有扭转机构；所述扭转机构包括扭力弹簧。

2.根据权利要求1所述的轮毂电机轮胎防侧翻装置，其特征在于，所述轮毂上设置有活动连杆，所述扭力弹簧的一端通过弹簧支架与活动连杆固定连接。

3.根据权利要求2所述的轮毂电机轮胎防侧翻装置，其特征在于，所述车桥的端部设置有固定支撑板，固定支撑板上设置有定位凸台，所述扭力弹簧的一端通过固定件与定位凸台固定连接。

4.根据权利要求3所述的轮毂电机轮胎防侧翻装置，其特征在于，所述转轴机构包括固定设置于活动连杆上的转轴，固定支撑板的端部设置有与转轴配合的轴座。

5.根据权利要求4所述的轮毂电机轮胎防侧翻装置，其特征在于，所述转轴的两端分别设置有轴盖。

6.根据权利要求3所述的轮毂电机轮胎防侧翻装置，其特征在于，所述活动连杆的底部设置有止推块。

7.根据权利要求6所述的轮毂电机轮胎防侧翻装置，其特征在于，所述止推块上邻近固定支撑板的位置处设置有缓冲垫。