CN111971221A - 电动四轮车 - Google Patents

Abstract

描述了一种电动四轮车(1)，包括：由铝合金制成的主框架(10)，其被配置用于支撑多个层压壁和多个窗户；由铝合金制成的可变形结构(20)，其位于四轮车(1)的前部部分，以至少部分地吸收相对撞击动能；以及由钢制成的刚性连接结构(30)，其被置于主框架(10)和可变形结构(20)之间，该刚性连接结构被配置为用于在可变形结构(20)和主框架(10)之间传递纵向载荷。

Description

电动四轮车

技术领域

本发明涉及电动交通工具的领域。特别地，本发明涉及一种电动四轮车。

背景技术

术语“四轮车”是指根据提交本专利申请时的欧盟现行法规被归类在L6e类(轻型四轮车)或L7e类(重型四轮车)及其相关子类中的交通工具。

更具体地说，L6e类包括最大速度≤45km/h、重量≤425kg、功率≤6kW且最多两个座位(包括驾驶员座位)的四轮交通工具。

L7e类包括与那些分类为L6e的四轮车相似的四轮车，但其最大速度≤90km/h，重量≤450kg，功率≤15kW且最多两个座位(包括驾驶员座位)。

这种类型的交通工具相对较新，并且由于减小的尺寸和相当高的效率而被认为是所谓的“城市汽车”和轻便摩托车的替代品，“城市汽车”和轻便摩托车在城市环境中是特别重要的。

目前在意大利和大多数国家，轻型四轮车不经过普通乘用交通工具所经受的严格的安全测试。

目前，诸如减轻重量、整体尺寸和价格(与其他类型的交通工具相比，由于所使用的材料重量轻且产量低)之类的设计标准往往胜过于乘客的安全。

最近由欧盟控制机构为检查轻型四轮车和重型四轮车(尤其是L7e类)的安全性而引入的碰撞试验证实了这类交通工具在该行业中的质量水平一般。

特别是，实验证据表明，市面上的轻型四轮车框架在撞击后的行为方面存在各种缺陷。

不利的是，已知的轻型四轮车没有配备前部“碰撞盒(crash box)”，(即，被设计成通过塑性变形来吸收撞击能量的正面结构(front structure))，或者它们配备有不适当的“碰撞盒”，这些碰撞盒将过多的撞击力集中在框架的有限部分中，或者当这些碰撞盒变形时，它们自身会对乘员的安全构成威胁。

轻型四轮车的另一个关键问题在于前轮的位置，由于尺寸减小，前轮必须位于交通工具的前端和乘员的腿部附近。

由于这个原因，在交通工具正面撞击期间，前轮承受相当大的撞击力，并倾向于缩回，从而通过悬架臂在框架上产生力。这种行为导致相当大的撞击力通过车轮直接作用在框架上，撞击力绕过碰撞盒，并且由于强烈的减速可能会导致乘员受伤。此外，悬架臂和框架之间的力可以决定框架的固定部分的塌陷，从而导致车轮缩回，车轮通过围绕上述固定部分旋转导致有进入乘客腿部所占据的座舱部分的风险并造成严重伤害。

本发明的公开内容

在此背景下，构成本发明基础的技术目的是提供一种电动四轮车，其至少克服了现有技术的上述缺点中的一些。

特别地，本发明的目的是提供一种电动四轮车，其能够提高现有技术的四轮车在正面撞击方面的安全性，从而保护所容纳的重物。

通过包括在一个或更多个所附权利要求中所描述的技术特征的电动四轮车，基本上实现了所指出的技术目的和指定的目的。

本发明的其他特征和优点在下面的对附图中所示的电动四轮车的优选实施例的非限制性描述中更加明显。

附图简述

下面参照附图进行描述，提供这些附图仅仅是为了说明的目的而并不限制本发明的范围，且在附图中：

-图1是根据本发明的电动四轮车的透视图，为了简单起见，有一些隐藏部件；

-图1A是图1的四轮车的细节的透视图；

-图2是图1的四轮车的侧视图，为了简单起见，去掉了一些部分；

-图3是图1的四轮车的俯视剖视图，为了简单起见，去掉了一些部分；

-图4A是图1的四轮车的细节的侧视图；

-图4B是图4A的细节的俯视图；

-图5A是图1的四轮车的细节的俯视剖视图；

-图5B是图5A的细节的仰视图。

本发明的优选实施例的详细描述

参考附图，电动四轮车总体上用数字1表示。

四轮车1包括由铝合金(优选为6063-T6型)制成的主框架10。主框架10优选地包括管状结构，该管状结构围绕为乘员和行李提供的空间延伸，并且被配置成支撑多个层压壁和多个窗户，以形成四轮车1的外部车身。以这种方式构造的主框架10在四轮车1的乘员周围形成了抵抗保护结构(resistant protective structure)。

四轮车1还包括由铝合金(优选为6063-T6型)制成的可变形结构20，该可变形结构20位于四轮车1的前部部分，在主框架10的前面。可变形结构20是可塑性变形的，以便在正面撞击期间至少部分地吸收四轮车1的动能，从而减少释放到主框架10上的能量的量，并有助于防止对四轮车1的乘员造成伤害。

可变形结构20包括多个梁22，这些梁22在基本平行于四轮车1的纵向轴线“L”的方向上定向，其中纵向轴线“L”沿四轮车1在直线上的行进方向限定。

梁22包括沿其长度分布的多个孔24，使得孔24具有远离主框架10逐渐增加的横截面，并产生越来越明显的薄弱区域。有利的是，孔24被配置成用于确定可变形结构20的渐进的和设定的(gradual and programmed)压缩屈服。

在优选实施例中，四轮车1包括安装在可变形结构20前面的一个或更多个泡沫体24，该泡沫体24用于形成相应的缓冲器(bumper)。图1A示出了其中两个泡沫体24安装在可变形结构20上的解决方案。

有利的是，四轮车1包括由钢(优选为S355JR型)制成的刚性连接结构30，该刚性连接结构30置于主框架10和可变形结构20之间。

连接结构30被配置成用于在可变形结构20和主框架10之间传递纵向载荷，以用于将纵向载荷分配在主框架10上，以便有利于在正面撞击期间保持主框架10的结构完整性。

连接结构30具有多个下前部联接部分32和多个上前部联接部分34，下前部联接部分32和上前部联接部分34分别连接到可变形结构20的相应的联接部分，以便支撑可变形结构20，并允许在正面撞击之后在可变形结构20塌陷期间将撞击载荷从可变形结构20传递到连接结构30。

在所示的实施例中，连接结构30包括两个下前部联接部分32和两个上前部联接部分34。

连接结构30还具有多个内后部联接部分36和多个外后部联接部分38，其中术语“内”或“外”指的是相对于纵向轴线“L”的位置。外后部联接部分38实际上位于内后部联接部分36的两侧。

内后部联接部分36和外后部联接部分38连接到主框架10的相应的下部联接部分，并且被配置成将来自可变形结构20的撞击载荷传递给主框架10的相应的下部联接部分，以便分布撞击载荷，使得减轻结构损坏。

在所示的实施例中，连接结构30包括两个内后部联接部分36和两个外后部联接部分38。

连接结构30还具有多个凸起联接部分40，这些凸起联接部分40连接到主框架10的相应的上部联接部分，用于传递载荷并与内后部联接部分36和外后部联接部分38一起保证主框架10和连接结构30之间的连接刚度及其在任何撞击期间的压缩稳定性。

主框架10的横向宽度大于可变形结构20的横向宽度，因为可变形结构20的宽度受到四轮车1的前轮50和前悬架的限制。

优选地，连接结构30具有在可变形结构20和主框架10之间相对于四轮车1的纵向轴线“L”分叉出的多个结构型材(structural profile)。

优选地，两个直线纵向型材42被置于下前部联接部分32和内后部联接部分36之间，平行于纵向轴线“L”定向，使得纵向型材42中的每一个将下前部联接部分32直接连接到内后部联接部分36，以用于在下前部联接部分32和内后部联接部分36之间传递纵向载荷。本说明书中使用的术语“型材”是指梁或细长结构元件，诸如例如杆或板。

此外，连接结构30具有两个平坦的倾斜型材44，即，倾斜型材44被定位成使得倾斜型材44的主要延伸方向位于四轮车1的水平面内，也就是说，位于基本平行于车轮支撑表面的平面内。

每个倾斜型材44的一端连接到相应的纵向型材42的中部，且另一端连接到外后部联接部分38中的一个，以便将在纵向型材42中产生的部分载荷分配到外后部联接部分38，并防止在主框架10中在内后部联接部分36处的过度的力集中。

优选地，纵向型材42和倾斜型材44之间的角度在40°和50°之间，甚至更优选地在44°和46°之间。

在优选实施例中，连接结构30还包括两个斜型材46，斜型材46置于上前部联接部分34和外后部联接部分38之间，使得每个斜型材46将上前部联接部分34连接到外后部联接部分38。有利的是，斜型材46允许在上前部联接部分34和外后部联接部分38之间传递载荷，从而有利于在正面撞击期间与主框架10接触的区域中的载荷的均匀性，并增加连接结构30的刚度。

优选地，斜型材46相对于纵向轴线“L”的角度在20°和30°之间，甚至更优选地在26°和27°之间。此外，斜型材46相对于四轮车1的水平面的角度在20°和30°之间，优选地在23°和24°之间。

根据称为麦弗逊式(MacPherson)的布置，四轮车1包括前悬架系统60，该前悬架系统60又包括多个臂62，这些臂62与相应的弹性元件70相关联，以与弹性元件70一起支撑前轮50。

优选地，每个臂62具有“Y”形，并形成主分支64，第一次级分支66和第二次级分支67从该主分支64分叉出。

在优选实施例中，第一次级分支66基本上是直线的，并且与主分支64对齐，主分支64也是直线的。另一方面，第二次级分支67优选地沿着相对延伸方向弯曲，并且在“Y”的分叉处相对于主分支64弯曲接近90°的角度。

第二次级分支67的弯曲优选在70°和80°之间，甚至更优选地在74°和76°之间。在图示的实施例中，上述弯曲还具有在35mm和60mm之间，优选地在47mm和48mm之间的曲率半径。

每个臂62在第一次级分支66和第二次级分支67处通过连接到第一次级分支66和第二次级分支67的相应的端部的下铰链68铰接到四轮车1的下部部分5，特别是连接结构30的下部部分。

下铰链68可围绕公共铰链轴线旋转，该铰链轴线基本平行于四轮车1的水平面并且优选地平行于四轮车1的纵向轴线“L”。

每个臂62的主分支64具有外端65，该外端65连接到前轮50的轮毂52，使得允许前轮50旋转并允许四轮车1转向。

有利的是，臂62在外端65附近，特别是在主分支64处具有柔性部分(compliantportion)63，该柔性部分63被设计成随着四轮车1的正面撞击而屈服，从而使可变形结构20塌陷。有利的是，柔性部分63和可变形结构20被配置成在四轮车1撞击期间协同作用并且一起塌陷，以便避免在连接结构30和主框架10中的力集中。

优选地，下铰链68、下部部分5以及第一次级分支66和第二次级分支67被配置成刚性地承受四轮车1的正面撞击，从而使可变形结构20和柔性部分63塌陷，以便保护乘员免受任何伤害。“刚性地承受”的表述意味着，这些部件被配置成如果受到足以使上述可屈服部分塌陷的最小力的量级的力则不会发生塑性变形。

优选地，每个弹性元件70包括弹簧和减震器，并且具有连接到轮毂52的第一端和连接到四轮车1的中间部分(特别是主框架10的靠近上部联接部分的部分，该上部联接部分连接到连接结构30的凸起联接部分40中的一个)的第二端。

优选地，弹性元件70被构造成承受四轮车1的正面撞击，以便使可变形结构20和臂62的柔性部分63塌陷，以在撞击期间将相应的前轮50约束到四轮车1，从而允许围绕弹性元件70的延伸轴线旋转。

四轮车1包括两个转向臂75，转向臂75在各自的头部接头(joint)处铰接到轮毂52。优选地，转向臂75和上述头部接头被配置成至少在最初承受正面撞击，以便使可变形结构20塌陷，从而在臂62塌陷后约束前轮50。

本发明通过消除现有技术的缺点达到了既定的目的。在由铝合金制成的可变形结构和四轮车的主框架之间插入刚性连接结构以及在上述各部分之间的联接部分的构造允许在正面撞击期间在可变形结构和主框架之间适当地传递载荷。这有利于主框架的结构完整性，并有助于防止由于框架屈服而对乘员造成损伤。

所描述的解决方案还使得可变形结构在撞击期间能够有效地起作用，从而降低了可能会对受到其影响的乘员带来危害的加速度。

所描述的臂的柔性部分允许臂在撞击期间塌陷，使得臂不会将撞击力从车轮传递到连接结构并且绕过可变形结构。臂的屈服还使得能够避免铰链变形，并且消除前轮可通过在铰链上枢转而缩回，从而变形并进入乘客室的风险。

Claims (9)

1.一种电动四轮车(1)，包括:

-由铝合金制成的主框架(10)，其被配置为用于支撑所述四轮车(1)的多个层压壁和多个窗户；

-由铝合金制成的可变形结构(20)，其位于所述四轮车(1)的前部部分，所述可变形结构(20)的塑性变形被配置成在所述四轮车(1)的正面撞击期间至少部分地吸收所述四轮车(1)的动能；

-由钢制成的刚性连接结构(30)，其置于所述主框架(10)和所述可变形结构(20)之间，所述刚性连接结构被配置为用于在所述可变形结构(20)和所述主框架(10)之间传递纵向载荷。

2.根据权利要求1所述的四轮车(1)，包括一个或更多个泡沫体(24)，所述泡沫体(24)安装在所述可变形结构(20)的前面，用于形成所述四轮车(1)的相应的缓冲器。

3.根据权利要求1或2所述的四轮车(1)，其中，所述可变形结构(20)包括多个梁(22)，所述梁(22)沿着基本平行于所述四轮车(1)的纵向轴线(L)的方向定向，所述梁(22)具有多个孔(24)，所述孔(24)具有远离所述主框架(10)逐渐增加的横截面，所述孔(24)被配置用于确定所述可变形结构(20)的设定的压缩屈服。

4.根据前述权利要求中任一项所述的四轮车(1)，其中所述连接结构(30)具有多个下前部联接部分(32)和多个上前部联接部分(34)，所述下前部联接部分(32)和所述上前部联接部分(34)连接到所述可变形结构(20)的相应的联接部分。

5.根据前述权利要求中任一项所述的四轮车(1)，其中所述连接结构(30)具有多个内后部联接部分(36)和多个外后部联接部分(38)，所述外后部联接部分(38)定位于所述内后部联接部分(36)的侧面，并且所述内后部联接部分(36)和所述外后部联接部分(38)连接到所述主框架(10)的相应的下部联接部分。

6.根据前述权利要求中任一项所述的四轮车(1)，其中所述连接结构(30)具有多个凸起联接部分(40)，所述凸起联接部分(40)连接到所述主框架(10)的相应的上部联接部分。

7.根据权利要求6所述的四轮车(1)，其中，前悬架系统(60)包括两个弹性元件(70)，所述两个弹性元件(70)铰接在所述上部联接部分附近。

8.根据前述权利要求中任一项所述的四轮车(1)，其中前悬架系统(60)包括多个臂(62)，所述臂(62)铰接于所述连接结构(30)的下部部分处。

9.根据前述权利要求中任一项所述的四轮车(1)，其中所述主框架(10)的横向宽度大于所述可变形结构(20)的横向宽度，所述连接结构(30)在所述可变形结构(20)和所述主框架(10)之间具有相对于所述四轮车(1)的纵向轴线(L)分叉出的多个结构型材(44，46)。

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