CN1193940A - 车辆悬挂系统内抗横摇稳定机构的改进 - Google Patents

车辆悬挂系统内抗横摇稳定机构的改进 Download PDF

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Abstract

一用于一车辆上的,分别支撑在至少一对横向相邻的前支撑组件和至少一对横向相邻的后支撑组件上的车辆悬挂系统,悬挂系统包括与至少一对横向相邻的前支撑组件相互连接的一力传输装置,以及与至少一对横向相邻的后支撑组件相互连接的一力传输装置,力传输装置在相互连接的支撑组件间传递力,其中每个力传输装置包括连接装置,用它逐渐地改变在相互连接的支撑组件间由力传输装置传递的力的大小和方向,作为至少两对相互连接的支撑组件相对位置和施加于至少两对相互连接的支撑组件上负载的一个函数,连接装置被功能性地连接,使得在连接的支撑组件间由每一个力传输装置所传递的力的大小和方向都逐渐地变化,从而使车辆的状态保持并返回到至少基本平行于支撑车辆的平均表平面的位置。

Description

车辆悬挂系统内抗横摇稳定机构的改进
本发明通常涉及车辆悬挂系统，尤其涉及与抗横摇稳定机构结合的悬挂系统。
现代的机动车辆通常都设有一个或多个抗横摇稳定杆或“扭转”杆，它们横向连接一个或多个车轮轴，用来限制一些横摇运动以防止乘坐的不舒适以及当转弯时产生的某些危险的摇摆。抗横摇稳定杆被典型地制成具有扭转弹性的弹簧钢杆，这样当一车轴上的一个车轮向上或向下运动时，会使相同车轴上的另一个车轮也沿着相同方向运动。抗横摇稳定杆的扭转刚度能部分地限定一单根车轴上两车轮沿共同方向运动的范围，所述抗横摇稳定杆根据转弯时作用于车辆上的侧向横摇力而横向联结两车轮。
具有较高重心的车辆(如易于产生过度横摇运动的卡车)，和要求“转弯平稳(corner flat)”不表现出过度横摇的车辆(如运动跑车)通常都设置刚性抗横摇稳定杆以防止横摇运动。设置刚性抗横摇稳定杆的一个不利影响是，由于一车轴的两车轮在一定程度上相互功能性地连接，并且单个车轮的输入不能通过沿着那单个车轮冲击碰撞道路坎坷不平的隆起和凹坑而分解，所以行驶特性变得更加不稳定。
因此豪华客车通常提供更适合的抗横摇稳定杆以使单个车轮的输入可被与那单个车轮联结的弹簧和减震器装置所吸收，根据单个输入，弹簧和减震器可相对自由地运动，且没有因稳定杆扭转刚度而引起的附加阻力。
不管扭转杆的扭转刚度，配备这样的杆的确限制了车轮相互间的运动程度。当需要一较大程度的反向车轮垂直运动时，它可能处于不利的地位，如在起伏不平的表面上行驶时。在这种情况下，由于抗横摇杆使车轮相互连接而引起的车轮运动的限制可能导致车辆显著的侧向间的跳动。当在这种表面上行驶时，这样的运动限制也会限制车轮所具有的牵引力。
具有一车辆悬挂系统将是有益的，它在转弯时提供抗横摇稳定性并且当在一几乎笔直的线上行驶或穿过一起伏不平的表面时提供舒适驾驶。
记住这一点，本发明在一个方面提供了一用于一车辆上的，分别支撑在至少一对横向相邻的前支撑组件和至少一对横向相邻的后支撑组件上的车辆悬挂系统，悬挂系统包括使至少一对横向相邻的前支撑组件相互连接的一力传输装置，以及使至少一对横向相邻的后支撑组件相互连接的一力传输装置，力传输装置在相互连接的支撑组件间传递力，其中每个力传输装置包括连接装置，用它逐渐地改变在相互连接的支撑组件间由力传输装置传递的力大小和方向，作为至少两对相互连接的支撑组件相对位置和施加于至少两对相互连接的支撑组件上负载的一个函数，连接装置被功能性地连接，使得在相互连接的支撑组件间由每一个力传输装置所传递的力大小和方向都逐渐地变化，从而使车辆的状态保持并返回到至少基本平行于支撑车辆的平均表面平面的位置。
因为连接装置的功能性连接，可以提供车辆状态的“被动”控制。这个悬挂系统可以自行修正而不需要任何外部的控制装置。这就不再需要诸如运动和位移传感器、用于处理传感器信号的电控组件之类的部件，以及诸如由电控组件控制的流体泵之类的启动部件。这种结构是非常昂贵的，并且它们对于路面状况以及车辆运动的变化的反应相对较慢。
由力传输装置传输的力可以是一扭转力。为了这个目的可以使用允许扭转力传输的装置。因此每个力传输装置可包括一对横向扭转杆，每个扭转杆分别与一支撑组件连接，扭转杆可围绕它们的细长车轴旋转，较可取地是，连接装置逐渐地控制相互连接的扭转杆之间的轴向旋转，使得当扭转杆产生车辆横摇进行横轴连接时，支撑组件可自由运动，而扭转杆对车辆的横摇运动起作用。
根据本发明一较佳实施例，每个连接装置可以向一对联结的扭转杆提供相互的机械连接。通过一机械连接，使所述一对横向相邻前支撑组件相互连接的连接装置，和使所述一对横向相邻后支撑组件相互连接的连接装置可被功能性地连接。机械连接可以是使所述连接组件相互连接的一纵轴，每个连接装置最好包括一对联动部件，它的一端与一扭转杆连接，而另一端与纵轴的一端相互连接，这样扭转力可在所述的连接装置间传输。
根据本发明的另一较佳实施例，连接装置还可代之以向扭转杆提供一液压连接。连接装置可以是一双动式液压缸，液压缸具有一缸体和一将缸体分隔成两流体腔的柱塞组件。缸体可以与一扭转杆连接，并且柱塞组件可与另一扭转杆连接。可在液压缸间实现流体连通。为了这个目的，可以通过使前扭转杆的双动式液压缸的两流体腔与后扭转杆的双动式液压缸的两流体腔连接的导管装置，来实现流体的连通，从而在流体腔间的流体传递能在柱塞组件和缸体之间发生相对移动。可以这样连接流体腔，当进行横轴铰接，柱塞组件在每个缸体内的活动允许被连接流体腔间的流体传递具有横穿柱塞组件的压差最小变化时，支撑组件可自由运动，而通过增加作用在车辆一侧上支撑组件的负载，并且同样减少作用在车辆另一侧上支撑组件上的负载来增加横穿柱塞组件的压力差对车辆横摇起反作用，从而控制车辆的横摇状态，同时将每个支撑组件上的负载变化减至最小。另外，也可以提供用来向管道装置提供流体的流体供给装置，使得可将流体加到一个管道中，并且流体可至少基本上同时从另一管道中流出，从而可以控制车辆的横摇角。如果需要这还可实现一定程度的车辆状态的主动控制。也可提供一诸如液压气动储能减振器之类的，与两管道装置流体连通的横摇弹性装置，所述横摇弹性装置包括用来抑制横摇率的减震装置和用来隔离横摇弹性装置的隔离装置，以提高横摇控制。但还应当指出，这样一种流体供给装置或横摇弹性装置不是本发明车辆悬挂系统操作所必备的。
根据本发明的又一较佳实施例，连接装置可以是一旋转启动装置，它包括一壳体，壳体用来支撑将壳体分隔成至少两个流体腔的转子，壳体可代之以与一个扭转杆连接，转子可与另一扭转杆连接。管道装置可以使前扭转杆的旋转启动装置的两流体腔与后扭转杆旋转启动装置的两流体腔连通。流体腔可以这样连接使得当进行横轴铰接，转子在每一壳体内的运动允许在被连接的流体腔间的流体传递横穿转子的压力差变化最小时，支撑组件可以自由运动，而通过向车辆一侧上的支撑组件增加负载，并且相同地向车辆的另一侧上的支撑组件减小负载，增加横穿转子的压力差，对车辆横摇起反作用，从而控制了车辆的横摇状态，同时使每个支撑组件的负载变化最小。
在上述实施例中，可在支撑组件和用来至少基本支撑车辆重量的车辆底盘之间设置弹性支撑装置。
另外还可设置使每对扭转杆相互连接的一叉状装置，并可提供一将叉状装置连接到车辆底盘上的弹性装置，叉状装置将被联结的支撑组件所携带的平均负载传递到弹性装置，这样弹性装置至少基本支撑车辆的至少一部分，从而允许车辆在每个支撑组件上保持一至少是平均的负载，而不论支撑组件为何种的横轴铰接。通过一分别从每一扭转杆延伸出来的一杠杆臂提供叉状装置，通过一十字部件使杠杆臂相互连接。通过弹性装置使十字部件布置与车辆底盘相互连接，弹性装置最好包括一负载支撑液压缸，液压缸具有一与它流体连通的，提供所述弹性支撑的储能减振器。双动式液压缸使车辆底盘来与叉状装置相互连接，并且管道装置可连接液压缸的相应腔，并且阀装置用来控制流过每个管道装置的流体，从而控制车辆的颠簸运动。也可设置与至少一个管道通道流体连通的储能减振器。也可提供用来向所述管道装置提供流体以及使流体流出所述管道装置的供给装置，用来探测车辆状态的传感装置和用来控制所述流体供给装置的控制装置，从而允许控制车辆的状态。
根据本发明的又一较佳实施例，力传输装置包括一单个横向扭转杆，和将扭转杆与至少一被联结的支撑组件相互连接的连接装置。连接装置提供了扭转杆与被联结的支撑组件的一液压连接。每个所述连接装置包括位于扭转杆一端上的一双动式液压缸，液压缸具有一缸体和一将缸体分隔成两流体腔的柱塞组件，缸体和柱塞组件被连接在扭转杆和相邻的支撑组件间。液压缸之间可流体连通，并可通过分别连接前扭转杆的双动式液压缸流体腔以及后扭转杆双动式液压缸流体腔的管道装置来提供流体连通。流体腔可这样连接，使得当进行横轴铰接，柱塞组件在每一缸体内运动允许被连接的流体腔间的流体传递横穿转子的压力差变化最小时，支撑组件可以自由运动，而通过向车辆一侧上的支撑组件增加负载，并且相同地向车辆的另一侧上的支撑组件减小负载，增加横穿转子的压力差，对车辆横摇起反作用，从而控制了车辆的横摇状态，同时使每个支撑组件的负载变化最小。
连接装置也可用一位于扭转杆每个端部的单动式液压缸来代替，每个液压缸具有一缸体和一支撑在缸体内以便在缸体内提供一流体腔的柱塞组件，缸体和柱塞组件被连接到一扭转杆和相邻的支撑组件连接。可在液压缸间提供一流体连通，其中，通过分别连接前扭转杆的每个单动式液压缸的流体腔和后扭转杆的纵向相反的单动式液压缸的流体腔连接的管道装置提供所述流体连通，流体腔这样连接使得当进行横轴铰接时支撑组件可自由运动，同时通过扭转杆对车辆的横摇进行反作用，而使每个支撑组件的负载变化最小。
另外，连接装置可以向扭转杆提供一机械连接。
根据本发明的另一方面，提供了一用于一车辆上的，分别支撑在至少一对横向相邻的支撑组件上的车辆悬挂系统，悬挂系统包括使至少一对横向相邻的支撑组件相互连接的一力传输装置，力传输装置在相互连接的支撑组件间传递力，其中每个力传输装置包括连接装置，用它逐渐地控制在相互连接的支撑组件间由力传输装置传递的力的大小并改变其方向，以作为被联结的支撑组件相互移动以及施加到至少一对相互连接支撑组件上负载的函数。
由力传输装置传输的力可以是扭转力。每个力传输装置可包括一对横向扭转杆，每根扭转杆分别与一支撑组件连接，通过连接装置使扭转杆相互连接。扭转杆可以围绕它们的细长车轴旋转，连接装置逐渐地控制被联结的扭转杆之间相互的轴向转动，使得当进行横轴铰接时支撑组件可自由运动，而扭转杆对车辆的横摇运动起反作用。连接装置可向一扭转杆对提供机械连接，但是也可想象也能提供一液压连接。
根据本发明的另一较佳实施例，连接装置可包括一对联动组件，联动组件的一端与一扭转杆连接，而另一端与一短轴(stub shaft)连接。可提供轴控制装置用来控制短轴的轴向和旋转运动。控制装置可包括一轴制动组件和一旋转制动组件。可由电控装置控制所述制动组件的启动，从而允许短轴沿着它细长车轴的方向作轴向运动，并且当车辆开始产生横摇情况时至少能基本抑制它围绕其细长车轴的旋转，这样当被联结的支撑组件沿着与至少是基本垂直的方向相反的方向移动时，能抑制短轴沿着它细长轴方向的轴向运动。
根据本发明的一替换实施例，连接装置可包括一使扭转杆相互连接的小齿轮(pinion gear)组件，它用来有选择地允许和限制扭转杆相互间的反向转动，小齿轮组件具有一分别与每根扭转杆的一端连接的小齿轮，一旋转的被支撑控制小齿轮杆分别与两小齿轮啮合。可提供旋转控制装置用来控制小齿轮的转动。旋转控制装置可包括一旋转制动组件，制动组件由一电控制装置起动，这样可以控制每个控制小齿轮的旋转，从而当进行横轴铰接时，支撑组件可自由运动，而由扭转杆对车辆的横摇运动起反作用。可在每个支撑组件上设置弹性装置用来至少基本上支撑车辆的重量。
弹性装置还可设置在小齿轮组件和车辆底盘之间，用来至少基本支撑车辆的重量，从而允许车辆在每一支撑组件上保持一至少基本平均的负载。弹性装置可以是一具有至少一提供车辆阻尼的，联结有储能减振器的液压气动支柱。
藉助以下用来说明本发明的几个可能实施例的附图，将便于对本发明进行进一步的描述。本发明还可以有其它的实施例，因此，不应认为所附附图的特殊性是本发明前述概要的替代。
图1a是一车辆底盘的车身底板的示意图，它示出了本发明悬挂系统的第一实施例；
图1b是本发明悬挂系统的第二实施例的示意图；
图1c是图1b所示的悬挂系统的具体结构图；
图2a是本发明悬挂系统的第三实施例；
图2b是图2a所示的悬挂系统的具体结构图；
图3是从所述车辆底盘的车身底板观察到的俯视图，它示出了本发明悬挂系统的第四实施例的总体布局；
图4是本发明悬挂系统的第五实施例的总体布局的示意图；
图5和图6分别是示出了图4所示悬挂系统内部、在横轴铰接运动和横摇运动时流体流动方向的示意图；
图7是本发明悬挂系统的第六实施例的总体布局的示意图；
图8是本发明悬挂系统的第七实施例的总体布局的示意图；
图9是图8所示悬挂系统内部在处于铰接运动时的流体流动方向的示意图；
图10是本发明悬挂系统的第八实施例的总体布局的示意图；
图11是本发明悬挂系统的第九实施例的俯视图；以及
图12是本发明悬挂系统的第十实施例的示意图。
所有的附图和插图都采用了相同的标记，因此，为了简便起见，在所有附图中，所有相同的构件都采用相同的标记和符号，并且只示出那些与本发明有关的部件。
首先请参阅图1，图中示出了一车辆底盘的主要特征和本发明第一实施例。图中所示的车辆底盘1的前部是面朝着纸张的右上角。底盘1包括两个主纵向轨1a、1b和与纵向轨1a、1b互连的底盘横梁1c、1d和1e。
下叉形臂2a、2b、2c和2d可以定位诸车轮(未示)，从而使它们可以朝着一基本垂直的方向移动。诸叉形臂均呈字母“A”的形状，并且均与底盘1可枢转地连接在每一叉形臂的底座3处。为了清晰起见，该图中省去了上叉形臂或“麦弗逊式(McPherson)附件”。因此，叉形臂2a为右前轮提供了一可动的定位装置，而叉形臂2c可使左后轮组件与底盘1相连。每一车轮组件均分别与各叉形臂的外端2a(i)、2b(i)、2c(i)和2d(i)相连。
应予理解的是，也可以采用其它已知型的连接装置以相对于底盘1定位各车轮，从而使它们可以朝着一基本垂直的方向进行移动。例如，本发明也可以用于那些装有多连杆(multi-link)车轮的车辆，这些多连杆车轮的几何结构形状可以是诸如后置定位臂和前置定位臂、panhard杆和平片簧。
在图1a中，螺旋弹簧4a、4b、4c和4d分别安装在叉形臂2a、2b、2c和2d的上表面上。应予理解的是，各螺旋弹簧的上端是松抵在一与底盘1相连的附件上(虽然这在图中未予示出)，因此当诸叉形臂在一基本垂直方向上围绕诸枢转点3上、下移动时，诸弹簧受到压缩，并能象已知的悬挂系统那样在所述叉形臂和底盘附件之间伸展。诸螺旋弹簧能支承住所述车辆的大部分重量。
图1a中所示的悬挂系统设置有扭转装置50、51，它们与每一对横向相邻的叉形臂2a、2b和2c、2d相连。每一扭转装置包括两个与已知的横向抗横摇稳定杆相同的构件5a、5b和5c、5d。它们可以藉助那些诸如球形节、套筒或落杆(drop link)之类的已知装置而与各叉形臂相连，从而当各车轮组件朝着一基本垂直的方向移动时，可以促使每一构件的主轴在诸壳体(未示)内部转动，所述壳体象已知抗横摇稳定杆那样与底盘1相连。各抗横摇稳定杆通常是由沿着其长度方向具有一定扭转弹性的弹簧钢制成的。
在设计和功效上，所述悬挂系统的上述特征没有显著背离采用抗横摇稳定杆的已知悬挂系统。但是，由于扭转装置均被分成连杆构件5a、5b和5c、5d，因此，这些构件的‘抗横摇稳定件’的作用是相反的。所以，更适当的是，当这些构件所起的作用与抗横摇稳定作用完全相反时，今后将这些构件称为‘横向扭转杆。。将一对所述横向扭转杆伸展在底盘1的每一端处，每一对扭转杆藉助一中心连接装置11而彼此相连。
设置在两根位于其每一端的横向扭转杆之间的连接装置11可以控制各横向扭转杆起作用，因此有时候可以将两半体连接在一起，虽然所述两半体是作为一整体起作用的，而在其它时候，可以使所述两半体围绕它们延长轴彼此相对旋转。因此，横向扭转杆的作用可以是相反的，可以有效地加剧每一轴上的横摇运动，或者可以防止同一轴上的两个车轮同时岔开。而且，根据本发明，可以随车辆的运动和姿态的变化来同时控制用于每一对横向扭转杆的连接装置11。这一点将在以下描述中变得更为清晰。
连接装置11还可以有其它的形式，在图中示出了各种连接装置。例如，在图1a、1b和1c中，可以将连接装置11内的诸构件描述如下：各横向扭转杆藉助任何一种诸如套简之类的已知装置可旋转地固定于所述底盘，在大多数的附图中略去了这些具体结构。杠杆端部都是设置在各横向扭转杆的端部处，以将扭转力作用于各横向扭转杆。可以以任何一种已知方式来制造各杠杆端部，诸如通常用于各扭转杆连杆的方式。图1a示意性地示出了与各前横向扭转杆相连的连接装置11。在图1b和图1c中更为具体地示出了连接装置11的一个实施例。应予注意的是，虽然图中仅仅示出了各前横向扭转杆的连接装置11，但是，也可以为各后横向扭转杆设置一相应的连接装置。现请参阅图1b和图1c，在横向扭转杆杠杆端部5a、5b处，分别设置有与横向扭转杆5a、5b相连的杠杆臂7a、7b。各杠杆臂的外端在一大体上平行于基本纵向平面的平面内沿弧线运动，各车轮在所述基本纵向平面内旋转。该对弧线扭转杆5a、5b藉助一连杆组件5f而彼此相连。杠杆臂7a、7b的端部设置有‘有眼螺栓’或球形节或转向横拉杆或衬套8a、8b，它们可以使诸拉杆或诸连接件被挠性连接。
各挠性接头将每一杠杆臂与一相应的短连杆9a、9b相连。每一连杆9a、9b的相对端设置有一个或两个挠性接头10a、10b，它们的结构可以与接头8a、8b的相同。
在图中，在车辆的每一端与这些成对的挠性接头相连有另一杠杆机构11a。该杠杆机构藉助已知装置与一可旋转的纵向前轮轴12a相连，所述前轮轴具有一主旋转轴，它大体上垂直于横向扭转杆5a、5b的轴，因此它大体上顺着车辆纵向轴。
因此，藉助参阅图1b和图1c，如果右前轮被叉形臂2a支承而向下移动，其结果是会使得横向扭转杆5a(在图1b和图1c中)围绕其延长轴旋转。因此，相连的杠杆臂7a将朝着车辆的前方作弧线运动，该运动将拉曳连杆9a，所述连杆又将围绕其在前轮轴12a上的枢转轴横向地朝着右前轮而拉曳垂直杠杆11a作弧线运动。
连杆9b还将拉曳住杠杆7b顶端的枢转点8b，所述枢转点将藉助另一半横向扭转杆5b围绕所述轴线而朝着车辆后方作弧线运动，从而将一扭转力向下传递到由叉形臂2b支承的左前轮组件上。因此，一个车轮的垂直运动可以使同一轴上的另一车轮作反向的垂直运动。
应予理解的是，为了使诸如5a的横向扭转杆能使得另一横向扭转杆5b作反向旋转，横向扭转杆5a、5和纵向前轮轴12a必须能够围绕它们各自的延长轴自由旋转，虽然它们的轴向运动应该是被限制的，即对于扭转杆5a、5b来说能横向旋转，对于前轮轴12a来说能在车辆的纵向平面内旋转。如果纵向前轮轴和各横向扭转杆能轴向运动，这将使得在车辆两侧上车轮能同时朝着同一垂直方向作极限加速运动。
因此，为了通过迫使每一车轮在每一轮胎处能保持住基本恒定的地面压力(当沿一近似直线移动时)来增大牵引力，有必要通过使纵向前轮轴12a围绕其延长轴旋转但同时必须能防止它作轴向移动，来使每一轴的两横向扭转杆作相对相反的旋转。
相反，为了提高抗横摇稳定性(在需要时，例如在转弯时)，必须使同一轴上的两个车轮努力同时朝着同一垂直方向移动，并且在这种情况下还必须能防止纵向前轮轴12a围绕其延长轴作旋转但却能使该前轮轴轴向移动。各横向扭转杆仍只能旋转移动，在这种情况下而不必轴向移动。
因此，当发生横轴铰接运动时，各车轮可以自由移动，而车辆在横摇运动时由各扭转杆来作出反应。根据本发明，在车辆横摇状态下，也可以按此方式来同时控制那些位于车辆两端的横向扭转杆。
但是，在需要对向垂直车轮运动的情况下，有助于每一对扭转杆的相对反向旋转。在需要基本横轴铰接运动的情况下，对前、后横向扭转杆进行同时控制是很重要的。这些情况下，需要一对对角相对的车轮，以朝着大体相同的方向移动，同时需要另一对对角相对的车轮朝着相对的方向移动，或者是相对前一对车轮基本保持固定。
因此，包括各杠杆和各连杆在内的位于两横向扭转杆5a、5b之间的连杆装置5f可以受到控制，从而使所述悬挂系统可以防止车辆作横摇运动或促使各反向车轮运动，具体地说，就是横轴铰接运动。因此，通过轴向地、或者旋转地、或者单独地、或者总体地、或根本不对所述纵向轴12a加以约束来限制所述轴的移动，可以施加任一种不同混合的横摇和均分负载。
应予注意的是，为了提供一种能以其它类似方式工作或可以带来其它益处的、更可靠和更耐用的连杆机构和控制机构，采用除所述连杆之外的其它方式来终止各横向扭转杆这在机械上是可行的，尽管有时不是较佳的。例如，横向扭转杆5a、5b、5c、5d可以任选地以“T”形接头终止在它们的半轴内侧端部，而不是以所述的“L”形杠杆来终止。纵向轴12a也可以设置有诸个匹配的双杆。在将“T”形双杆设置在各轴两侧上的过程中，将使得这些杆在它们的轴上旋转而不会有很大的偏心车身侧壁载荷。相对于底盘来定位各轴的各系固扣(cleat)和连接装置可以通过所述双杆端接法来减至最少。另外，通过功能地使所述纵向轴端部上的双端“T”形机构断开连接，以起到如图1所示的前述“L”形杠杆系统的作用，可以以另一种不同方式来对横摇控制和车轮移动增强模式加以选择，因此可以将不同型式的杠杆装置用作不同种类的控制机构。
有各种可以用来选择何时和如何使中心连接装置11增强横摇控制或促进垂直车轮移动的方法。现请参阅图1c，可以看到，轴12a具有一凹槽部或花键部13从而能可滑动地定位一制动装置14，为了说明清楚本发明的该部分，图中将所述制动装置示意性地画成一盘式制动器的一部分14a和一制动卡钳机构14b。
盘式制动器的该部分14a在轴12a的外配合花键表面上设置有花键内表面。制动扇形板14a可以沿着轴12a作受限弧形旋转。但是，当整个轴12a轴向旋转时，盘式制动器的该部分14a由于位于制动卡钳机构14b内部仍能相对于底盘保持在其通常所在的轴向位置上，藉助任一种诸如楔子15之类的便利装置而永久地固定在车辆车身或底盘横梁上。
因此，为了提高抗横摇性能，制动卡钳机构14b接触/紧压在制动段14a上并卡持住制动段从而使它不能允许轴12a转动，但仍能允许所述该轴作轴向移动，从而只能使扭转杆杠杆7a、7b在同一纵向平面内进行一致移动，由此使两车轮变得朝着同一朝着方向同时移动，这样做也是为了能对横摇运动有所限制。
一第二制动机构16也以此方式进行定位，从而能防止轴12a作轴向运动，然而却能允许所述轴围绕其自身轴线作旋转。这样做的目的是为了限制从纵向轴12a延伸出来的纵向轴12a纵向自由移动，从而有助于横摇控制，同时还促使它其围绕轴12a的轴作旋转，以促进两横向扭转杆的反向旋转，从而促进相关车轮的反向垂直移动。
纵向制动机构16基本包括一制动板16a，它可以纵向移动经过所述制动卡钳机构16b。所制动板藉助管子16c位于轴12a上，所述管子可以围绕轴12a自由旋转但它是位于两个永久地固定于所述轴的止挡件或环状物16d之间。在各附图中，都略去了所有无关紧要的具体结构，诸如制动软管和摩擦衬块。
应予理解的是，采用其它已知的和等效的装置可以获得相同的功效，所述这些装置包括鼓式制动器、位于一滚筒外表面上或单销上的制动带和锁眼式锁定机构，所述锁眼式锁定机构可以将相对部件定位在某一固定位置上或者有助于将相对构件中心定位在一预定的中心位置上。
具有附加优点的定位装置的另一个例子可以通过一被动式或半主动式系统来进行描述，其中所述轴的位置和移动是由两个液压缸来决定的，所述两液压缸是机械地连接在车辆底盘和纵向轴之间以替代所述制动机构，并液压地连接于一诸如泵或储能器之类的压力源。因此，控制系统不是必需的，而仅仅取决于降低各作用力，它是藉助象在被动式系统中那样形成摩擦损耗来进行的，而不是藉助通过主动旋转和适当移动各轴(象上述那样)来强制可靠修正横摇和垂直车轮行驶运动来进行的，但是在这种情况中是借助液压驱动器来进行的。
在任一种情况中，不管横摇和车轮移动是被动还是主动进行的，所述系统(如结合图1a至图1c所述的那样)都要求能对横摇作用力和车轮行驶运动进行感传和监测，从而能使适当的制动或作动装置在正确的时间进行工作。在通常情况下，车轮相对于车身的位置是利用任何一种适当的已知装置来进行测量的，诸如连接在每一车轮组件和车身之间的电位计。目前，加速计、转向/加速/制动踏板位置传感器、G开关和汞开关在车辆工业中也是普遍和广泛使用的，以检测拐弯力。可以将来自车轮电位计和加速计的信息与来自速度计(以及其它任一种认为有用的输入)的信息进行对比，以确定每一调整或控制装置诸如制动装置14、16应该何时以任一给定时间进行工作，以使相关车轮行驶运动和横摇控制的混合情况为最佳。通常可以设置一电子控制装置(ECU)，以接受各种传感信号并将控制信号提供给所述连接装置。
图2和图2b示出了另一种中心连接装置11，它与图1a、图1b、图1c所示的杠杆和连杆机构在机械结构上等效的。图2a、图2b还示出了当从车辆的右侧朝着左前车轮方向观察时所述车辆底盘车身底板部分的示意图。因此，横向扭转杆5b是朝着纸张的左下方定位的，而另一横向扭转杆5a是朝着纸张的右上方倾斜的。
图1a至图1c中所示的杠杆和连杆由图2a和图2b中的三个啮合的锥形齿轮7bp、7ap和11p所替代。因此，位于横向杆5a内端上的杠杆7a由锥形齿轮7ap所替代，而杠杆7b由连接在轴5b端部上的锥形齿轮7bp所替代。当所述两锥形齿轮7ap和7bp都与共用锥形齿轮11p相啮合时，可以使它们反向旋转，所述共用锥形齿轮的旋转轴垂直于所述两横向扭转杆旋转轴。
虽然图中示出了所有的锥形齿轮，但是，为了清晰起见，仅安装各锥形齿轮的某一部分同样也是可以的，因为汽轮轴的转动通常是不会超过12度的，因此各锥形齿轮本身就不需要旋转过更大的角度。为了使各锥形齿轮能更可靠地啮合，可以将它们设计得象其它已知应用情况那样具有螺旋状的齿轮齿。可以将附加的另一些锥形齿轮设计成联动装置5f，从而可以更可靠地与所述轴相啮合，并可以使载荷的偏心距更小。
在图2a和图2b中，可以看到已略去了各螺旋弹簧(在图1中以标号4标示)，因此车辆的主支承作用是由各横向扭转杆来提供的，所述各横向扭转杆以下述方式藉助一弹性装置而被分解在底盘内于横梁1d处。各横向扭转杆5b啮合在联动组件5f(在该图中将所述联动组件画成三个锥形齿轮7bp、7ap和11p)内。这三个锥形齿轮都位于一壳体18内。锥形壳体18设置有任一种适当的系固扣18a，它能为一位于系固扣18a和底盘横梁1d之间的弹性装置提供一固定点。
图2b中示出了液压气动支柱(strut)19，以说明与一个或多个气压弹簧或储能器19a相结合的弹性装置。位于各储能器19a的嘴部内的各阻尼阀(与那些已知结构相类似，但在该图中是不能看到的)可以用作一用于该中心弹性装置的减震器。该中心阻尼结构的优点在于：它可以仅为纵向摇动方向输入提供阻尼作用，由此可以与这种特定频率要求相适应，而不会反过来以一种不同的频率来影响横摇阻尼。横摇阻尼可以藉助例如标准减震器而设置在各车轮处。
如果省略去各车轮处的螺旋弹簧，中心弹性装置19必需能为用于车辆该端提供最大的支承作用，如果没有该装置，包括双横向扭转杆5a、5b和中心连接装置5f在内的整个组件将旋转，并由此将使所述车辆落在橡胶弹簧减震器上。
可以设置任何一种适当组合的弹性装置，因此靠外的螺旋弹簧与诸如液压气动支柱19之类的强力中心弹性装置一起可以是相对无支承的，或者相反，中心液压气动支柱几乎不提供支承作用，而位于各车轮处的靠外螺旋弹簧可以支承住车辆大部分的重量。或者，每一中心弹性装置可以支承住因相关的各车轮而产生的车轮整个重量。
因此，诸如液压气动支柱19之类的弹性和阻尼支柱可以在一纵向摇动平面内提供一定大小的弹性，以显著提高纵向摇动方向上的舒适感，同时仍可以保持住稳固的横摇弹性，从而可以保持住高标准的处理性能，从而使所述车辆在横摇过程中可以象运动车那样操控，而在纵向摇动过程中仍能象后座区宽敞豪华的高级小客车那样舒适。
虽然在图2a、图2b中示出了一液压气动支柱19，但有时用诸如橡胶块或螺旋弹簧之类的其它类型的已知弹性装置来替代所述液压气动支柱也是同样便利的，所述已知型弹性装置最好也可以容纳一阻尼器(减震器)。
提供一液压气动支柱而不是一螺旋弹簧的其中一个优点在于：液压气动支柱可以较佳地与一流体压力源(流体泵)和贮油器(油箱)相连，因此补充的液压流体可以导入所述支柱和储能器内，以使所述车辆向上抬高，或者可以将流体排回到所述油箱内以使车辆降低其高度。这种姿态和高度调节作用是人们所期望的，以当重量被偏心地作用在机器一端上时使所述车辆水平，或者所述车辆可以得益于例如当车辆高速驱动时在两端降低。但是，应予注意的是，可以除去各扭转杆和车辆底盘之间的弹性装置，各横向扭转杆例如正由一实心杆支承抵在车辆底盘上。弹力将仅由各扭转杆的弹力来提供。
因此，要求车轮作有限量行驶距离的高速低振幅的横摇运动和各动态车轮运动是由从图中略去的相对刚性横向扭转杆(弹簧)和减震器(阻尼器)来解决的。一制动机构14可以防止中心锥形齿轮自由制动，这样就可防止各横向扭转杆反向旋转，从而有助于根据需要将横摇减至最小。图2b中构件14a和14b的作用与图1a至图1c所示实施例中采用相同标号的构件所起的作用是相同的。
当在不平的地面上横向行进时，弹性机构19(图2a和图2b)可以为反向旋转的联动机构5f(锥形齿轮)提供支承作用，从而可以更容易地使两横向扭转杆反向旋转。因此，这种悬挂系统可以呈现出多种弹簧刚度，当车辆需要一刚性的抗横摇响应时或者当更直线地行驶时要求更舒适的纵向摇晃响应时，其响应是有所不同的。
上述实施例具有一优点：它可以将至少基本相等的载荷作用于每一车轮。在传统的悬挂系统中，其中一螺旋弹簧或其它弹性装置是设置在每一叉形臂处，因此对于所述悬挂系统来说在车轮开始运动之前，必须要克服所述弹性装置的弹簧力。但是，当各叉形臂没有任何弹性装置时，叉形臂就可以自由运动，从而可以藉助所述悬挂系统将至少基本相等的载荷作用于每一车轮上。
下面将描述本发明的另一实施例，它能使所述悬挂系统本身就能本质地区分当抗横摇性能应被增强或有效降低时各种环境之间的差别，而不需要若干外部传感器和一ECU或智能系统(intelligence system)。而且，将在下文中描述的所述悬挂系统的各种变型可以对所述系统的各种要求自动且被动地进行响应，以提供所需的响应，而不会有任何外部影响、或者信息或者能量要求。
图3示出了本发明悬挂系统的另一实施例。该实施例与图1a至图1c所示的实施例相似之处在于车辆底盘1是支承在各叉形臂2a、2b、2c、2d上，螺旋弹簧4a、4b、4c、4d也象传统的悬挂系统那样进行设置。而且，在车辆底盘1的每一端部的各叉形臂分别是由各对横向扭转杆5a、5b、5c、5d而互连的。每对扭转杆也是藉助象前一实施例那样呈联动装置9a、9b、9c、9d、11a形式的连接装置11而相连的。主要区别在于一纵向轴20与每对扭转杆的连接装置11相连。
纵向轴20在其每一端均设置有一杠杆件11a，从而可以象图1b和图1c中的纵向轴12a那样以相同方式使轴20与连杆装置9a、9b、9c、9d相连。图3中的纵向轴20还包括一花键接头21，它可以使轴朝着轴20的纵向进行运动。
所述纵向轴以这样一种方式来功能性地连接前、后横向扭转杆，即所述悬挂系统的各扭转杆可以根据车辆动态性能来进行一致地反应。这种藉助前、后横向扭转杆的纵向轴实现的功能性连接使得所述悬挂系统能将车辆姿态保持和回复到这样一种位置，即至少基本平行于支承车辆的平均表面平面。
具体地说，当一对对角相对的车轮朝着大体相同的方向并且朝着相对于另一对对角相对的车轮的相反方向而设置时，当发生横轴铰接时，各车轮可以自由移动。在这样一种情况中，即当车辆最初发生横摇时，当车辆一侧上的各车轮朝着大体相同的方向相对于车辆另一侧上的各车轮而移动时，各扭转杆可以象传统的稳定器那样起作用，可以为车辆提供横摇刚度。
但是，在横轴铰接情况下，它将使得相邻的横向扭转杆的反向旋转，这又将导致所述纵向轴旋转。这样在各车轮之间就会有传递作用力的现象，从而促进了各车轮的移动。应予注意的是，在各扭转杆之间在相对旋转程度上会有逐渐的变化，因为车辆要发生横摇和横轴铰接情况的综合变化。因此，当各支承组件发生横轴铰接情况时，如果车辆也正发生横摇，各扭转杆只能彼此相对反向旋转，由此保持住该车辆的横摇姿态。
图4示出了所述悬挂系统的另一实施例。所示的所述车辆悬挂系统是这样的，所述车辆的前部是朝着图纸的左下角。所述车辆支承在各车轮20、21、22、23上。各螺旋弹簧4a、4b、4c、4d支承住所述车辆底盘(未示)，并能为所述车辆的行驶提供弹性。
扭转装置50、51设置在车辆的前部和后部。这些位于车辆前轴和后轴上的扭转装置可以是机械连接的，也可以是液压连接的。由于所述联动系统便于以一种更普通的形式来装配和描述，因此，虽然其它的联动系统也可以用来为所述悬挂系统提供一种区分横摇运动和横轴铰接运动的方法，但是，以下的描述是针对液压联动系统来进行的。而且，所述悬挂系统是“被动的”而不是“主动的”。换言之，不需要任何的外部传感器来对这种自动响应车辆运动的系统进行操控。应予注意的是，图3所示的系统也是一种“被动”的系统。每一种设置情况都包括一对横向扭转杆5a、5b、5c、5d，就象前述实施例所图示的设置情况的那样。但是，各扭转杆是藉助一液压双动式液压缸组件62、63来相互连接的。每一液压缸组件均具有一缸体62a、63a和一支承在其内以将所述缸体分成一内腔62c、63c和一外腔62d、63d的柱塞62b、63b。在其中一对扭转杆5b、5c的一端处的杠杆臂7b、7c与缸体62a、63a相连并可以随之一起移动。另一对扭转杆5a、5d的杠杆臂7a、7d与柱塞62b、63b相连并可以随之一起移动。管道64、65为两液压缸组件62、63之间提供了流体连通。在本实施例中，每一管道64、65将一液压缸组件的内腔62c、63c与另一液压缸组件的外腔62d、63d相连。但是，应予理解的是，两液压缸组件之间还可以根据各横向扭转杆的设计而采取其它的管道连接方式，所述设计可以颠倒旋转运动的方向，例如如果一对横向扭转杆位于所述轴之后，而另一对横向扭转杆位于另一轴之前。因此，外腔可以藉助一管道而相连，而内腔可以藉助另一管道而相连。
还可选择地设置一流体泵和贮油器组件66，以藉助所述液压缸组件和有关管道来供送和排放流体。这种设置可以为横摇弹性提供辅助控制作用，并且还能为车辆提供略呈主动的横摇控制作用，并有效地帮助横轴铰接以克服各弹簧的阻力(当使用弹簧时)。此外，车辆的横摇姿态可以通过改变液压管路内的流体容量来进行控制。为此，泵/贮油器组件66是藉助两辅助管道67、68而与连接两液压缸组件62、63的管道64、65相连的，每一液压缸组件分别与其中一管道64、65相连。储能器69、70也可以设置辅助管道上，以在所述悬挂系统中提供辅助的弹性。应予注意的是，在车辆行驶过程中，与纵向摇动和整体的运动有关的大部分弹性是由弹簧4a、4b、4c、4d来提供的，而横摇弹性是仅由任选的储能器60、70内的弹性来提供的，或者，诸如此类的弹性可以被提供在横向扭转杆5a、5b、5c、5d和与之相连的连杆和套筒内。
图5和图6示出了：当各车轮有横轴铰接运动时(图5)和各车轮有横摇运动情况时(图6)，所述系统内部和各液压缸组件组件的流体流动情况。该示意图以平面图示出了所述悬挂系统，其中所述车辆的前部是朝着纸张的顶部。因此由于每一车轮20、21、22、23朝着一大体垂直的方向移动，这种移动就朝着垂直于图纸平面的方向进行。因此，车轮向上的运动以符号“-”来表示，而车轮向下的运动以符号“+”来表示。
先请参阅图5，当车轮有横轴铰接运动时，对角相邻的车轮就朝着同一方向一起移动，所述方向与车辆的另一对对角相邻车轮的移动方向是相反的。在这种情况下，由于各车轮的移动方向，以及各扭转杆分别与液压缸组件的缸体和柱塞相连的方式，各扭转杆进行反向旋转是可能的。
例如，在前作用力传递装置50中，当左前轮20向上移动而右前轮21向下移动时，由于缸体62a内部柱塞62b的相对运动，前横向扭转杆5a、5b的反向旋转将使得前液压缸组件62的外腔62d的容积减小，使其内腔62c的容积增大。因此，流体将从外腔62d经管道64流到后液压缸组件63的内腔63c，同时流体将从后液压缸63的外腔63d经管道65流到前液压缸62的内腔62c。这种流体流动是藉后横向扭转杆5c、5d的相对运动来进行的。这种流体运动保证了横轴铰接运动可以藉助所述悬挂系统而很容易地进行。
与之相比，在图6中，车辆每一侧上的各车轮是朝着同一方向且与车辆另一侧上的各车轮的移动方向相反的方向进行移动的。各车轮的移动方向表明了所述车辆正在向左拐弯，从而会使该车辆发生横摇运动。由于每一横向扭转杆各自都企图进行的旋转作用，以及每一液压缸组件的各腔室之间的相互连接，来自每一腔室的流体就受到来自对置腔室的流体的反作用，从而使每一液压缸组件的柱塞和缸体之间几乎没有任何非相对运动。因此，在横摇过程中，每一对横向扭转杆都可以以一种与传统抗横摇稳定杆类似的方式进行一致地动作，但却不同于传统横摇杆，所述系统可以提供同时的横摇控制刚度并因横轴铰接而可使车轮自由移动。可以将两液压缸之间的连接的功能性关系看作是随每一液压缸内部所述柱塞两端上的压力差而变。当所述车辆发生如图6所示的横摇时，每一液压缸的柱塞两端上的压差相对较高，因此，由流体腔室63d和62b所携带的载荷和压力要高于腔室63b和62d所携带的载荷和压力。但是，在如图5所示的横摇铰接情况下，各柱塞两端的压差是相对较低的。因此，当车辆从最初的横摇状态移动到横轴铰接状态时，所述压差可以逐渐减小。
应予注意的是，在传统的抗横摇稳定杆系统中，各扭转杆在拐弯过程中是“扭紧”的，如果拐角处的道路刚好是起伏不平的，需要一定程度的横轴铰接，这就要求各扭转杆的一端被附加地扭紧，而另一端则临时松弛，这些交替的轴运动可以使得因各车轮产生的重量快速移动，这又使得轮胎瞬时接地面处缺乏足够的牵引力。因此，在图3和图4所示的实施例中，就可以始终保持住各车轮处的对地压力，从而可以降低在路面状况较差的道路拐角处上发生滑动的危险性。
另外，在诸如横向扭转杆之类的传统抗横摇稳定系统中，当一单个车轮撞击一道路凸起时，或者遇到一凹陷时，所述扭转杆就会迅速扭紧，从而可以藉助横向相邻车轮和弹簧组件以及底盘上的各支承点来削弱所述撞击，这样就使得一个车轮可输入由车辆乘客所感受到小振幅振动。应予理解的是，事实上一个车轮输入就是一横轴铰接，因为它要求两对角对向的车轮朝着一方向移动，而另一对对角对向的车轮朝着另一方向移动。由于传统的前、后轴抗横摇稳定杆是独立的，因此从本质上说它们不能区分并对一个车轮输入和横摇运动作出不同反应，因此所有这些输入都是以类似的方式进行反应的，由于各车轮之间存在不适当的重量转移现象，故使得乘坐平顺性较差，并使得车辆的方向稳定性较差。相反，所述系统中各构件在结构和功能上的相互关系要求两轴的相互作用是这样的，即可以区分横摇和铰接并以不同的方式作出反应，因此发生最小铰接时就象发生一个车轮输入时一样，在要求抗横摇稳定器的刚性为最大从而会导致过度小振幅振动的横摇运动(在一横轴上)时，这是不能作到的。所以，在本发明的系统中，对一个车轮输入所作出的反应是最小的高速铰接运动，这种高速铰接运动是不必受到限制的，因此它不必由横向相邻的车轮组件来削弱从而带来不必要的小振幅振动。
图7所示的实施例与图4所示的实施例相类似，只是液压双动式液压缸由旋转式致动器或液压缸62a、62b所替代。这些旋转式液压缸包括一壳体，所述壳体用来支承一可旋转地支承在其内的转子，所述转子将所述壳体分成两个流体腔室。所述壳体和转子分别与相邻横向扭转杆中的一个横向扭转杆相连。管道64、65与每一旋转式液压缸62a、62b的相应流体腔室互连。本实施例的工作与图4实施例的相同，具体地说，当发生横轴铰接时，各车轮可以自由移动，而车辆的横摇移动可以由各扭转杆来作出反应。使用旋转式液压缸的主要优点在于它不再需要那些位于各横向扭转杆上的杠杆臂，从而可以降低容纳所述悬挂系统所需的间隙大小，并且可以使整体设置较为简洁。
图8和图9示出了车辆悬挂系统的又一实施例，其中所述车辆也是由本发明的悬挂系统来支承的。该实施例也与图4所示的实施例相类似，只是没有各螺旋弹簧，并用一与每一对横向扭转杆互连的支承装置75、76来替代。这样就可以得到上文指出的优点：可以将至少基本相等的载荷作用在每一车轮上。每一支承装置可以包括将每一横向扭转杆与各横梁75d、76d相连的连杆装置75b、75c、76b、76c。横梁75d、76d可以直接与诸如7a、7b之类的杠杆臂相连，从而当各定位装置被定位时，不再需要连杆75c和75b，从而不会与构件62和63发生冲突。每一横梁均与一载荷支承组件75a、76a相连。在这种设置安排中，用来支承车辆的作用力是通过各横向扭转杆来分解到载荷支承液压缸组件75a、76a的，所述载荷支承液压缸组件75a、76a藉助支承装置82、83而固定于车辆底盘，并能作一定的相对移动以适应位置变化。横梁装置的设置平均了由相关载荷组件所携带的载荷，这种均化的载荷通过所述载荷支承组件而分解到车辆底盘。所述悬挂系统的弹性是由储能器80、81来提供的，所述储能器与每一载荷支承液压缸组件流体连通。而图8所示出的车辆支承装置具有诸个液压缸和诸个储能器，应予理解的是，可以用诸如弹簧之类的传统钢或橡胶或复合式弹性机构来替代这些弹性装置。应予注意的是，实施例中的杠杆连接方式与图4所示的连接方式是相同的。具体地说，每一缸体组件62、63的内腔室是由一管道与另一缸体的外腔室相连的。
根据扭转杆的这种设计，可以将载荷支承组件设计/建造成通过处于张紧状态或压缩状态来支承所述车辆。举例来说，在图8和图9中可以看到的前载荷支承组件75和连杆75b、75c当支承车辆的静态重量时通常是处于张紧状态，而后组件76和连杆76b、76c在同一情况下通常是处于压缩状态。
图10所示实施例的工作方式与图8所示实施例的工作方式相似。其主要差别在于载荷支承液压缸组件75a、76a被螺旋弹簧100、101所替代。
图11示出了又一实施例，它是图8所示实施例的进一步改进。车辆的重量主要是由那些位于每一叉形臂2a、2b、2c、2d处的螺旋弹簧4a、4b、4c、4d来支承的。载荷支承液压缸75a、76a是保持不动的。但是，还设置有管道103、104以连接所述两液压缸的相应流体腔室。当阀105位于某一位置时，所述阀可以控制两流体腔室之间的流体流动通道，相应的内流体腔室和各外流体腔室是流体连通的。当所述阀位于一第二位置时，所述连接方式是相反的，因此此时的每一内腔室均与一外流体腔室连通。这种设置可以通过提供升高和降低车辆的装置来控制所述车辆的纵向摇动。
储能器106可以设置在每一管道上。这样就为控制车辆纵向摇动程度提供了一定量的阻尼。
图12示出了本发明的另一实施例，其工作方式与图4所示实施例的工作方式是相同的。其主要差别在于各对横向扭转杆是由单个的前、后扭转杆90、91来替代的。每一扭转杆的一端均藉助一通常用来将抗横摇稳定杆连接于所述轮轴的落杆与车轮支承组件98、99相连，在该图中，所述车轮支承组件是单根的轮轴。各扭转杆的另一端藉助一液压式双动液压缸组件94、95而与所述轮轴相连，所述液压式双动液压缸组件替代了通常用来将所述抗横摇稳定器与所述轮轴相连的落杆构件，同时还能适应各构件之间夹角的变化。在本具体实施例中，所述抗横摇稳定器与所述液压缸腔室壳体相连，而每一液压缸组件的柱塞杆94b、95b均与车轮支承组件98、99相连。
在图12所示的实施例中，可以看到，各柱塞杆笔直地穿过各液压缸，从而使上、下柱塞面具有相等的表面积。在一些情况中，最好是仅仅使用单根的、从液压缸端的一端延伸出来的柱塞杆，或者使用外径不同的柱塞杆，以克服不对称现象并/或提供特定的抗横摇分裂的几何形状(roll split geometrises)。
在本实施例中，当车辆有横摇运动时，可以防止流体流过管道92、93，所述管道与液压缸组件94、95的连接方式与前文结合图4和图6描述的相同。因此，可以防止固定于液压缸组件的扭转杆90、91的端部90a、91a相对于车轮支承件运动，因此，扭转杆的工作方式与传统的稳定杆是相同的。在车轮作横轴铰接运动时，流体流过所述连接液压缸组件94、95的管道92、93的流动可以使各扭转杆的液压缸组件端部90a、91a相对于车轮支承组件98、99进行运动，从而有助于横轴铰接运动。但是，所述车辆悬挂系统的工作方式在其它情况下是与图4和图8所示实施例的工作方式相同的。
应予注意的是，每一双动式液压缸可以设置有两个单作用式液压缸，它们分别与抗横摇稳定杆的两端相连。提供使每一单作用式液压缸的流体腔室与反向的稳定杆的相应液压缸相连，这种设置的工作方式可以与图12所示实施例的工作方式大体上相同。
虽然上述所有的实施例都使用了扭转杆装置，但是，还应予理解的是，本发明还可以有其它的设置情况，其中用各横向推/拉杆来替代各扭转杆，并且连接各扭转杆的连接装置可以将拉伸或压缩作用力作用在每一扭转杆上。

Claims (45)

1.一种用于一车辆上的，分别支撑在至少一对横向相邻的前支撑组件和至少一对横向相邻的后支撑组件上的车辆悬挂系统，悬挂系统包括使至少一对横向相邻的前支撑组件相互连接的一力传输装置，以及与至少一对横向相邻的后支撑组件相互连接的一力传输装置，力传输装置在相互连接的支撑组件间传递力，其特征在于，每个力传输装置包括连接装置，用它逐渐地改变在连接的支撑组件间由力传输装置传递的力的大小和方向，作为至少两对相互连接的支撑组件相对位置和施加于至少两对相互连接的支撑组件上负载的一个函数，连接装置被功能性地连接，使得在连接的支撑组件间由每一个力传输装置所传递的力的大小和方向都逐渐地变化，从而使车辆的状态保持并返回到至少基本平行于支撑车辆的平均表面平面的位置。
2.一种如权利要求1所述的车辆悬挂系统，其特征在于，由力传输装置传输的力是一扭转力。
3.一种如权利要求2所述的车辆悬挂系统，其特征在于，每个力传输装置包括一对横向扭转杆，每根扭转杆分别与一支撑组件连接，通过连接装置使扭转杆相互连接。
4.一种如权利要求3所述的车辆悬挂系统，其特征在于，扭转杆可围绕着它们的细长车轴旋转，连接装置逐渐地控制被联结的扭转杆相互的轴向旋转，使得当进行横轴铰接时支撑组件可自由运动，而由扭转杆对车辆的横摇运动起反作用。
5.一种如权利要求4所述的车辆悬挂系统，其特征在于，每个连接装置向一对被联结扭转杆提供一机械连接，并且，其中使所述一对横向相邻的前支撑组件相互连接的连接装置和使一对所述横向相邻的后支撑组件相互连接的连接装置通过一机械连接被功能性地连接。
6.一种如权利要求5所述的车辆悬挂系统，其特征在于，机械连接是一使所述连接装置相互连接的纵向轴，每个连接装置包括一对联动部件，每对联动部件的一端与一扭转杆连接，而使另一端与纵向轴的一端相互连接，从而可在所述连接装置间传输扭转力。
7.一种如权利要求3所述的车辆悬挂系统，其特征在于，连接装置提供扭转杆的一液压连接。
8.一种如权利要求7所述的车辆悬挂系统，其特征在于，连接装置是一双动式液压缸，液压缸具有一缸体和一将缸体分隔成两个流体腔的柱塞组件，缸体可与一扭转杆连接，柱塞组件可与另一扭转杆连接，并且其中，在液压缸之间提供一流体连通。
9.一种如权利要求8所述的车辆悬挂系统，其特征在于，通过用来连接前扭转杆连接双动式液压缸的两流体腔和后扭转杆双动式液压缸的两流体腔的管道装置提供了流体连通，从而在流体腔间的流体传递可在柱塞组件和缸体间相对移动。
10.一种如权利要求9所述的车辆悬挂系统，其特征在于，可以这样连接流体腔，当进行横轴铰接，柱塞组件在每个缸体内的活动允许被连接流体腔间的流体传递具有横穿柱塞组件的压差最小变化时，支撑组件可自由运动，而通过增加作用在车辆一侧上支撑组件的负载，并且同样减少作用在车辆另一侧上支撑组件上的负载来增加横穿柱塞组件的压力差对车辆横摇起反作用，从而控制车辆的横摇状态，同时将每个支撑组件上的负载变化减至最小。
11.一种如权利要求10所述的车辆悬挂系统，还进一步包括流体供给装置，用来向管道装置提供流体，使得可将流体加入一管道内，并且至少基本上同时从另一管道中流出，从而可控制车辆的横摇角。
12.一种如权利要求11所述的车辆悬挂系统，还包括与两管道装置流体连通的横摇弹性装置，诸如一液压气动储能减振器，所述横摇弹性装置包括用来阻尼横摇率的减震装置以及用来分隔横摇弹性装置的分隔装置，从而提高了横摇控制。
13.一种如权利要求3所述的车辆悬挂系统，其特征在于，连接装置是一旋转的启动装置，包括一壳体，壳体用来支撑将壳体分隔成至少两个流体腔的转子，壳体可有选择地与一扭转杆连接，转子可与另一扭转杆连接。
14.一种如权利要求13所述的车辆悬挂系统，包括管道装置，它可以把前扭转杆的旋转起动装置的两流体腔与后扭转杆旋转启动装置的两流体腔连通。
15.一种如权利要求14所述的车辆悬挂系统，其特征在于，连接流体腔，从而在每个被联结的旋转启动装置的壳体内逐渐地变化转子的相对旋转，使得当进行横轴铰接，转子在每一壳体内的运动允许在被连接的流体腔间的流体传递横穿转子的压力差变化最小时，支撑组件可以自由运动，而通过向车辆一侧上的支撑组件增加负载，并且相同地向车辆的另一侧上的支撑组件减小负载，增加横穿转子的压力差，对车辆横摇起反作用，从而控制了车辆的横摇状态，同时使每个支撑组件的负载变化最小。
16.一种如以上任一权利要求所述的车辆悬挂系统，其特征在于，弹性支撑装置设置在支撑组件和车辆底盘之间，用来至少基本上支撑车辆的重量。
17.一种如权利要求3至15中任一项所述的车辆悬挂系统，包括一使每对扭转杆相互连接的叉状装置，和一将连接叉状装置连接到车辆底盘上的弹性装置，叉状装置将被联结的支撑组件所携带的平均负载传递到弹性装置，这样弹性装置至少基本支撑车辆的至少一部分，从而允许车辆在每个支撑组件上保持一至少一平均的负载，而不管凭借支撑组件是如何横轴铰接。
18.一种如权利要求17所述的车辆悬挂系统，其特征在于，通过一分别从每一扭转杆延伸出来的一杠杆臂提供了叉状装置，通过一十字部件使杠杆臂相互连接。
19.一种如权利要求18所述的车辆悬挂系统，其特征在于，通过弹性装置使十字部件结构与车辆底盘相互连接，弹性装置包括一负载支撑液压缸，液压缸具有一与它流体连通的，提供所述弹性支撑的储能减振器。
20.一种如权利要求19所述的车辆悬挂系统，还包括使叉状装置与车辆底盘相互连接的诸双动式液压缸，连接液压缸相应腔的管道装置，以及用来控制流过每个管道装置的流体的阀装置，从而控制车辆的颠簸运动。
21.一种如权利要求20所述的车辆悬挂系统，还包括至少与一个管道通道流体连通的诸储能减振器。
22.一种如权利要求20或21所述的车辆悬挂系统，还包括用来向所述管道装置提供流体以及使流体流出所述管道装置的供给装置，用来探测车辆状态的传感装置和用来控制所述流体供给装置的控制装置，从而允许控制车辆的状态。
23.一种如权利要求2所述的车辆悬挂系统，其特征在于，力传输装置包括一单个横向扭转杆，和将扭转杆与至少一被联结的支撑组件相互连接的连接装置。
24.一种如权利要求23所述的车辆悬挂系统，其特征在于，连接装置提供了扭转杆与被联结的支撑组件的一液压连接。
25.一种如权利要求24所述的车辆悬挂系统，其特征在于，每个所述连接装置包括位于扭转杆一端上的一双动式液压缸，液压缸具有一缸体和一将缸体分隔成两流体腔的一柱塞组件，缸体和柱塞组件被连接在扭转杆和相邻的支撑组件间。
26.一种如权利要求25所述的车辆悬挂系统，其特征在于，液压缸之间可流体连通，并且其中，通过分别连接前扭转杆的双动式液压缸流体腔以及后扭转杆双动式液压缸流体腔的管道装置来提供流体连通。
27.一种如权利要求26所述的车辆悬挂系统，其特征在于，流体腔这样连接，使得当进行横轴铰接，柱塞组件在每一缸体内运动允许被连接的流体腔间的流体传递横穿转子的压力差变化最小时，支撑组件可以自由运动，而通过向车辆一侧上的支撑组件增加负载，并且相同地向车辆的另一侧上的支撑组件减小负载，增加横穿转子的压力差，对车辆横摇起反作用，从而控制了车辆的横摇状态，同时使每个支撑组件的负载变化最小。
28.如权利要求27所述的一车辆悬挂系统，其特征在于，连接装置是一位于扭转杆每个端部的单动式液压缸，每个液压缸具有一缸体和一支撑在缸体内以便在缸体内提供一流体腔的柱塞组件，缸体和柱塞组件被连接到一扭转杆和相邻的支撑组件上。
29.一种如权利要求28所述的车辆悬挂系统，其特征在于，在液压缸间提供一流体连通，其中，通过分别连接前扭转杆的每个单动式液压缸的流体腔和后扭转杆的纵向相反的单动式液压缸的流体腔的管道装置提供所述流体连通，流体腔这样连接使得当进行横轴铰接时支撑组件可自由运动，同时通过扭转杆对车辆的横摇起反作用，而使每个支撑组件的负载变化最小。
30.一种如权利要求23所述的车辆悬挂系统，其特征在于，连接装置向扭转杆提供一机械连接。
31.一种用于一车辆上的，分别支撑在至少一对横向相邻的支撑组件上的一车辆悬挂系统，悬挂系统包括与至少一对横向相邻的支撑组件相互连接的一力传输装置，力传输装置在相互连接的支撑组件间传递力，其特征在于，每个力传输装置包括连接装置，用它逐渐地控制在连接的支撑组件间由力传输装置传递的力大小并改变其方向，以作为被联结的支撑组件相互移动以及施加到至少一对相互连接支撑组件上负载的函数。
32.一种如权利要求31所述的车辆悬挂系统，其特征在于，由力传输装置传输的力是扭转力。
33.一种如权利要求32所述的车辆悬挂系统，其特征在于，每个力传输装置包括一对横向扭转杆，每根扭转杆分别与一支撑组件连接，通过连接装置使扭转杆相互连接。
34.一种如权利要求33所述的车辆悬挂系统，其特征在于，扭转杆围绕它们的细长车轴旋转，连接装置逐渐地控制被联结的扭转杆之间相互的轴向转动，使得当进行横轴铰接时支撑组件可自由运动，而扭转杆对车辆的横摇运动起反作用。
35.一种如权利要求34所述的车辆悬挂系统，其特征在于，连接装置向扭转杆对提供机械连接。
36.一种如权利要求35所述的车辆悬挂系统，其特征在于，连接装置包括一对联动组件，联动部件的一端与一扭转杆连接，而另一端与一短轴连接。
37.一种如权利要求36所述的车辆悬挂系统，其特征在于，还包括用来控制短轴的轴向和旋转运动的轴控制装置。
38.一种如权利要求37所述的车辆悬挂系统，其特征在于，控制装置包括一轴制动组件和一旋转制动组件。
39.一种如权利要求38所述的车辆悬挂系统，其特征在于，由电控装置控制所述制动组件的启动，从而允许短轴沿着它细长轴的方向作轴向运动，并且当车辆开始产生横摇情况时至少能基本抑制它围绕其细长轴的旋转，这样当被联结的支撑组件沿着与至少基本垂直相反的方向移动时，能抑制短轴沿着它细长轴方向的轴向运动。
40.一种如权利要求35所述的车辆悬挂系统，其特征在于，连接装置包括一使扭转杆相互连接的小齿轮(pinion gear)组件，它用来有选择地允许和限制扭转杆相互间的反向转动，小齿轮组件具有一分别与每根扭转杆的一端连接的小齿轮，一旋转的被支撑控制小齿轮杆分别与两小齿轮啮合。
41.一种如权利要求40所述的车辆悬挂系统，还包括用来控制控制小齿轮的转动的旋转控制装置。
42.一种如权利要求41所述的车辆悬挂系统，其特征在于，旋转控制装置包括一旋转制动组件，制动组件由一电控制装置启动，这样可以控制每个控制小齿轮的旋转，从而当进行横轴铰接时，支撑组件可自由运动，而由扭转杆对车辆的横摇运动起反作用。
43.一种如前述任何权项所述的车辆悬挂系统，其特征在于，在每个支撑组件上都设置弹性装置用来至少基本上支撑车辆的重量。
44.一种如权利要求40至42中任一项所述的车辆悬挂系统，弹性装置设置在小齿轮组件和车辆底盘之间，用来至少基本支撑车辆的重量，从而允许车辆在每一支撑组件上保持一至少基本平均的负载。
45.一种如权利要求44所述的车辆悬挂系统，其特征在于，弹性装置是一具有至少一提供车辆阻尼的，联结有储能减振器的液压气动支柱。
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