CN1245461A - 包括横摇控制机构的被动式车辆悬挂系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于车辆的悬挂系统,该车辆具有一支承在至少一对横向间隔的前车轮(7a,7b)以及至少一对横向间隔的后车轮(7c,7d)上的底盘(1)。所述悬挂系统包括:车辆支承装置(4,5,6),用于将底盘支承在每对车轮的上方,以及横摇力矩反抗装置(10),用于提供一个围绕一基本调平的横摇姿态的底盘位置。所述横摇力矩反抗装置(10)包括用于至少两对所述横向间隔车轮的每一对的相应横摇姿态控制机构(10a,11a,12,13a),用以被动地控制各车轮相对于其它车轮或底盘的位置,每个横摇姿态控制机构通过横摇机构互连装置(8,9)连接于至少另一个横摇姿态控制机构。所述横摇机构互连装置(8,9)布置成这样,即,使横摇力矩反抗装置可抵抗车辆底盘相对于车轮的横摇,同时可允许车轮的横轴关节运动。用于至少一对车轮的车辆支承装置(4,5,6)包括至少一个用于支承所述车辆支承装置上的至少一部分载荷的第一支承装置(6),所述第一支承装置(6)可为车辆提供基本为零的横摇刚度。横摇力矩反抗装置(10)与车辆支承装置分开,从而提供基本为零的载荷携带能力。

Description

包括横摇控制机构的被动式车辆悬挂系统
本发明总的涉及车辆悬挂系统，特别是涉及安装有横摇控制机构的车辆悬挂系统。
很多悬挂系统的目的在于，无论纵摇和四个车轮的反跳刚度如何，均能提供高水平的横摇控制，并且可以在车体的整个姿态范围内进行控制，同时可以在车辆经过起伏不平的地面时只对横轴关节运动提供最小的刚度。这些系统特别适用于重心较高因而在转弯时承受较高横摇力矩的车辆，利用具有上述特性的悬挂系统可以获得优良的横摇控制、舒适性和牵引力等各方面的综合。
有一种试图实现上述悬挂特性的方法是，借助于若干采用了快速作用的闭环控制系统的主动式系统来决定如何根据各种地面状况来修改悬挂特性。这样就能消除传统的被动式悬挂系统设计者在折衷兼顾方面遇到的问题，从而实现较佳的动态性能。这种主动式系统的缺点在于，它们需要消耗大量的动力来供应用来驱动由控制系统指挥的各致动器所需的压力流体源。致动器通常是双作用液压缸，它们通过控制阀连接至压力流体源或返回储液器。经常是设置一个液压气动蓄能器来降低刚性，并降低对用来操纵较小车轮运动的各液压缸控制阀的需求。例如，为了阻止横摇，可以将流体供给至位于车辆一侧的液压缸。为了回到水平直线行驶的状态，必须使流体从第一侧的各液压缸排出，并供给至相对侧的各液压缸。
为了减少悬挂系统的动力消耗，趋向于将传统的支承弹簧与主动式横摇控制系统相结合，例如用盘簧与主动式动力型抗横摇调节系统相结合。虽然这些系统可以减少悬挂系统的动力需求，但它们还是需要若干泵、供给蓄能器、储液器、供给管道和控制系统。各个泵还需要吸取能量来为控制系统提供压力流体，并且例如控制系统内的各个阀会产生噪声。诸如此类的系统需要具体的设计和研制以达到车辆制造商所要求的完善程度。另外，它们的越野性能还不能让人完全满意，因为支承弹簧会在横轴关节内压缩，从而产生不均匀的车轮负载，并限制车辆性能。
国际专利申请PCT/AU96/00528中揭示了一种抗横摇稳定系统，它自前而后地联接，用以被动地阻止车辆的横摇运动，且不会引入主要在横轴关节上的刚度。在上述专利申请中，揭示了大量的配置，其中一些是可以应用于传统悬挂式车辆的改进的抗横摇稳定系统，而另一些是用来悬挂车身以便传递所有上述希望之特性的改进型支承装置。上述专利申请中的一个潜在的限制是，自由组合的横轴关节抗横摇稳定和支承系统的组装要求总是不能与很多典型现代化的、占空间更小的车辆设计相适应。
国际专利申请PCT/AU95/00135和US2099819中揭示了具有相同目的的弹性支承、横摇控制和自由横轴关节的其它一些机械系统。
因此，较有利的是提供一个能将自由横轴关节横摇稳定系统与一分开的支承系统相结合的改进的被动式悬挂系统。可以将各系统分开设置，使设计者能以更高的自由度和更大的可组装范围作选择，同时可以维持所有上述希望有的特性。此外，可以将分开的横摇稳定和支承系统设计成能组装到与现有的传统抗横摇杆和盘簧或扭转杆相类似的区域内，从而允许仅作极少必要的修改便可将该改进型悬挂系统组装到现代化车辆的设计中。然而，还需要将这样的系统应用于不受组装要求限制的其它水、陆运输场合，例如农用拖拉机。为方便起见，说明书中采用术语“底盘”来表示车身。应该理解，“底盘”可以是一个无车架单壳车身或承载构架结构。
根据本发明的一个方面，提供了一个用于车辆的悬挂系统，该车辆具有一支承在至少一对横向间隔的前车轮以及至少一对横向间隔的后车轮上的底盘，所述悬挂系统包括：
车辆支承装置，用于将底盘支承在每对车轮的上方，以及
横摇力矩反抗装置，用于提供一个围绕一基本调平的横摇姿态的底盘位置，
横摇力矩反抗装置包括用于至少两对横向间隔车轮的每一对的相应横摇姿态控制机构，用以被动地控制各车轮相对于其它车轮或底盘的位置，每个横摇姿态控制机构通过横摇机构互连装置连接于至少另一个横摇姿态控制机构，
横摇机构互连装置布置成这样，即，使横摇力矩反抗装置可抵抗车辆底盘相对于车轮的横摇，同时可允许车轮的横轴关节运动，
其中，用于至少一对车轮的车辆支承装置包括至少一个用于支承所述车辆支承装置上的至少一部分载荷的第一支承装置，第一支承装置可为车辆提供基本为零的横摇刚度，
横摇力矩反抗装置与车辆支承装置分开，从而提供基本为零的载荷携带能力。
该横摇控制机构不会提供任何形式的载荷携带能力，并且使车身在围绕其横摇轴线定位的同时，引入基本为零的横轴关节刚度。这种悬挂系统的一个优点在于，支承装置和横摇反抗装置在物理和功能方面是独立的。这样就允许很方便地改换另外的车辆支承装置，并使之与分开定位的变化型横摇力矩反抗装置结合使用，从而能获得很宽范围的组合及组装的变化形式。
应该理解，术语“车轮”还可以指其它任何形式的表面接触装置，该术语仅仅是广义地泛指。
用于至少一对横向间隔车轮的车辆支承装置可以提供基本为零的横摇刚度。
或者，用于每一对车轮的车辆支承装置可提供基本为零的横摇刚度，因而无论横轴关节运动情况如何，都可以为非动态的车轮偏移提供基本相等的车轮载荷，直至到达车轮支承装置或横摇力矩反抗装置中的至少一个行程极限值。
用于至少一对车轮的车辆支承装置还可以包括附加的、独立的第二支承装置，第二支承装置具有弹性，并且布置成能对车辆提供一定程度的支承和一定程度的横摇刚度。
每个横摇姿态控制机构包括至少一个横向扭转杆和一个调节装置，以便沿着相反的方向调节相关成对车轮中的一个车轮相对于另一个车轮的位置，一个横摇姿态控制机构的调节装置通过横摇机构互连装置连接于另一个横摇姿态控制机构的调节装置，这样就能沿相反的方向调节一对横向间隔的车轮相对于另一对横向间隔的车轮的位置。
虽然通过该横摇力矩反抗装置可以抵抗横摇运动并允许关节运动，但所述装置可以在这两种模式之间被动地加以区分，并持续维持这两种特性，甚至可以根据需要同时提供这两种模式。
支承装置可以是弹性的，并且提供基本为零的横摇刚度。
根据本发明的另一个方面，提供了一种用于车辆的悬挂系统，该车辆具有一支承在至少一对横向间隔的前车轮以及至少一对横向间隔的后车轮上的底盘，所述悬挂系统包括：
车辆支承装置，用于将底盘支承在每对车轮的上方，这个用于至少一对车轮的车辆支承装置包括用于支承车辆支承装置上的至少一部分载荷的第一支承装置，第一支承装置可为车辆提供基本为零的横摇刚度，以及
与车辆支承装置分开的横摇力矩反抗装置，用于提供一个围绕一基本调平的横摇姿态的底盘位置，从而抵抗底盘相对于各车轮的横摇，同时允许车轮进行横轴关节运动，所述横摇反抗装置可为车辆提供基本为零的载荷携带能力，
其中，横摇力矩反抗装置包括用于至少两对横向间隔车轮的每一对的横摇姿态控制机构，横摇姿态控制机构包括至少一个横向扭转杆和一调节装置，以便沿着相反的方向调节相关成对车轮中的一个车轮相对于另一个车轮的位置，
一个横摇姿态控制机构的调节装置通过一横摇机构连接装置连接于另一个横摇姿态控制机构的调节装置，这样就能沿相反的方向调节一对横向间隔的车轮相对于另一对横向间隔的车轮的位置。
第一支承装置可以包括用于每个车轮的一个载荷支承装置，用于每一对横向间隔车轮的载荷支承装置通过一支承件互连装置相互连接，因而当车轮中的一个相对于底盘偏移时，另一个车轮被向下推。支承件互连装置可提供一定程度的弹性，从而使第一支承装置可提供车辆底盘的弹性支承，同时引入基本为零的横摇刚度。或者，载荷支承装置中的至少一个可提供一定程度的弹性，从而使第一支承装置可为车辆底盘提供弹性的支承。
载荷支承装置是可伸展和可收缩的流体容器，支承件互连装置是连接流体容器以形成流体连通的管道。支承件互连装置还可以包括：一流体连通于将流体容器连接起来的管道的蓄能器装置，用以提供第一支承装置的至少一部分弹性；以及位于管道和蓄能器装置之间的流体控制装置，用以控制流体在其间流动的流量。或者，支承件互连装置还包括至少一个位于管道上的流量控制装置，用以控制通过管道的流体流量。该流量控制装置包括一蓄能器装置，用以为相互连接的第一支承装置提供至少一部分弹性。
上述的悬挂系统还可以包括用于至少一对具有互连第一支承装置的横向间隔车轮中的每一个车轮的、附加的、独立的第二支承装置，该第二支承装置具有弹性，以便为车辆提供横摇刚度。第二支承装置可以例如是弹簧形式的。
根据本发明的另一个较佳的方面，底盘借助作用在每个车轮相应悬架臂上的车辆支承装置支承在各车轮上方，用于至少一对横向间隔车轮的车辆支承装置包括为每个悬架臂设置的一载荷支承装置，用以支承相应车辆支承装置上的至少一部分载荷。其中，至少一个载荷支承装置包括一扭转杆，其一端通过相关悬架臂可转动地定位，而另一端具有一刚性连接的支承杆臂，一支承件互连装置的一端可枢转地连接于用于横向间隔的成对车轮中的一个的载荷支承装置的支承杆臂，而支承件互连装置的另一端可枢转地连接于设置在另一个横向间隔车轮的载荷支承装置内的支承杆臂。
每个载荷支承装置可以包括一基本沿纵向对准的支承扭转杆，其一端由相关悬架臂驱动，另一端具有一刚性连接的支承杆臂，支承互连装置是一连杆，其端部可枢转地连接于横向间隔成对车轮的每一个车轮的载荷支承装置的支承杆臂。
或者，扭转杆可以通过一反跳管可转动地定位于相关的悬架臂，所述反跳管的一端连接于相关悬架臂并从那里开始延伸，而反跳管的另一端刚性地连接于扭转杆，扭转杆位于反跳管内，并通过悬架臂将其端部伸出，扭转杆的伸出端具有刚性连接的支承杆臂。
或者，形成支承互连装置的连杆包括用于调节连杆长度以改变车辆高度的支承调节装置。该支承调节装置包括一液压缸。支承调节装置还可以包括一流体连通于液压缸的蓄能器，并包括一用于控制液压缸和蓄能器之间流体连通的流量控制装置。
根据本发明的另一种较佳配置，一附加的消力连杆可枢转地连接于每个载荷支承装置的支承杆臂，该消力装置的作用方向平行于支承件互连装置，因而可以基本上消除车辆支承装置内的支承件互连装置中的横向载荷。
在上述的悬挂系统中，每个调节装置包括一双作用液压缸，所述调节装置是这样布置的，即，当相关的横向车轮对中的一个车轮沿着与另一个车轮基本相反的方向相对于底盘移动时，液压缸被推动而伸展和收缩，至少两个横摇姿态控制机构之间的横摇机构互连装置是将双作用液压缸相互连接起来的两个流体管道，因此，横摇运动趋向于在一个流体管道内产生压力，从而将横摇力传递至横向扭转杆而反抗底盘上的至少一部分横摇力矩，关节运动导致一个液压缸伸展或另一个收缩，在两个液压缸之间产生流体流动。
将液压缸连接起来的流体连通管道中的至少一个还包括用于控制通过管道的流体流量的流量控制装置。或者，至少一个液压装置的液压缸位于横向扭转杆的端部和车轮之间，因而当一个车轮相对于另一个车轮反向移动时，液压缸被推动而伸展和收缩。另外，横向扭转杆的一端连接于一车轮，其另一端连接于调节装置，调节装置连接于另一个车轮，所述调节装置包括一支架，该支架可转动地连接于扭转杆的端部并连接于车轮，液压缸连接在支架和形成于扭转杆端部的一杆臂之间，因而当液压缸伸缩时，一个车轮将被推动而沿着与另一个车轮相反的反向相对于底盘移动。
还有较佳的是，所述横摇姿态控制机构包括两个对准的横向扭转杆，分别用于每个车轮，在它们的内端具有杆臂，这两个扭转杆通过调节装置相互连接，调节装置包括可枢转地连接于一个扭转杆臂的液压缸、一可枢转地连接于另一个扭转杆臂并连接于液压缸的支架、以及一用于使支架相对于底盘定位的定位连杆。定位连杆的长度是可变的，以便控制支架相对于底盘的位置。
根据本发明的另一种较佳配置，用于每一对车轮的横摇姿态控制机构包括两个通过调节装置互相连接的对准的横向扭转杆，分别用于每个车轮，该调节装置是机械的连杆结构的形式，用于将两个扭转杆联接于一横摇姿态杆的一端，横摇姿态杆的另一端联接于另一个横摇姿态控制机构的机械连杆结构，因此，对准的横向扭转杆沿着一共同方向的转动会使横摇姿态杆轴向的转动。该横摇姿态杆包括一花键连接件，这样就使横摇姿态杆的长度可变，从而被动地允许车辆纵摇。横摇姿态杆还包括弹性和纵摇阻尼装置，用于提供一定程度的纵摇力偶控制。
下面将结合附图来详细描述本发明的较佳实施例。当然，其它实施例也是可能的，因而结合附图所作的描述并不能替代以上对本发明的描述。
附图中：
图1示出了根据本发明第一实施例的悬挂系统；
图2示出了对图1所示系统的改进，它为悬架提供了垂直弹性；
图3示出了将本发明应用于六轮车辆的情况，并示出了变化型的弹性支承配置；
图4示出了根据本发明的更为详细的第四实施例的悬挂系统；
图5是一装配于第四实施例悬挂系统的底盘一端的放大视图；
图6示出了图5悬挂系统的变化型式；
图7示出了变化型的支承结构，在前面的那一个是全部液压的，而在后面的那一个是机械和液压相结合的结构；
图8示出了根据本发明第六实施例的一个完全机械的悬挂系统；
图9是一装配于第六实施例悬挂系统的底盘一端的放大视图；
图10示出了第六实施例悬挂系统的改进型式；
图11示出了根据本发明的、对图8所示支承装置的一种可能的改进；
图12示出了对图8所示支承装置的另一种改进；
图13是一应用于前一对横向间隔之车轮的横摇姿态控制机构的视图。
先请参见图1，其中示出了一车身或底盘1，它可枢转地支承在前、后轮轴2、3上方，因而该车辆支承件没有提供任何垂直弹性和横摇刚度。前轮轴支架4通过一销型接头6连接于底盘的前支架5，所述销子的转动轴线沿着车辆的长度方向。在底盘的后部设置了一类似结构，从而将底盘1垂直地支承在车轮7a、7b、7c和7d上，不会产生任何横摇或关节刚度。
为了使底盘的可转动位置围绕横摇轴线，设置了一个横摇力矩反抗系统(roll moment reaction system)。该系统包括前、后轮轴横摇姿态控制机构，它们通过上下管道8和9前后连通，以便允许基本上自由的横轴关节运动，并反抗横摇。
前轮轴横摇姿态控制机构包括一横向的扭转杆10a，它具有与之形成一体而呈U形的水平臂，类似于传统的抗横摇杆。横向扭转杆10a借助沿其主轴线对准的套管11a和11b可转动地连接于底盘。一下垂连杆12的上端连接于扭转杆臂的一端。下垂连杆12的下端通过一杆接头(也可以采用传统的橡胶套管)连接于前轮轴2。扭转杆臂通过一液压缸13a连接于所述轮轴。因此，为了使前轮轴2相对于底盘1并围绕销型接头6转动，必须使液压缸13a伸展或收缩，和/或必须使横向扭转杆10a在扭转杆臂所施加的扭转载荷的作用下扭转。
通过为后轮轴提供一个类似的横摇姿态控制机构，并通过管道8和9将前后液压缸13a和13b相互连接，就可以形成一个横摇力矩反抗系统，它在横摇与轮轴的关节运动方式之间被动地进行区分。液压缸的上腔与上流体管道8流体连通，而其下腔与下流体管道9流体连通。若液压缸的位置靠近成对角的两个车轮，则必须改变连接次序和液压缸的设计，以使下腔的有效活塞面积等于上腔的有效活塞面积。
当对底盘1的左侧施加载荷或车辆向右转时，底盘绕销型接头6转动，从而使底盘左侧向下朝着左边的车轮7a和7d移动。这将使液压缸13a和13b压缩。由于液压缸内充满了不可压缩的液压流体，并且是前后互相连通的，随着上述的横摇力矩被施加于底盘，液压缸下腔和下流体管道9内的压力增大，从而可以防止任何的液压缸压缩现象。若液压缸的前后尺寸比与抗横摇杆刚度的前后尺寸比不匹配，那么液压缸的运动就可能处于横摇状态。这可以用来控制车辆的横摇力矩。借助施加于底盘并且在液压缸13a和13b内产生力的变化的横摇力矩，可以由底盘上的横向扭转杆产生一个横摇力偶，此时下垂连杆12是张紧的。若横摇力矩是由施加于底盘的偏心载荷产生的，则该载荷的全幅值受到车辆支承件通过销型接头6所施加的反作用力，而由偏心作用产生的横摇力矩则通过套管11a、11b、11c和11d受到由横摇力矩反抗系统产生的力偶所施加的反作用力。
可以通过改变横向扭转杆10a和10b的弹性来改变横摇刚度。与传统的悬架抗横摇杆不同，改变杆的刚度并没有改变横摇力矩反抗系统的横摇力矩分布，只是改变总的横摇刚度。横摇刚度的分布取决于前、后液压缸的有效活塞面积之比以及对前轮设置的前侧液压缸的机械优点的数量(与设置在后侧的机械优点相比较)之间的关系。
在横轴关节运动时，例如前方左侧的车轮7a和后方右侧的车轮7c向上朝着底盘1移动，而前方右侧的车轮7b和后方左侧的车轮7d朝着离开底盘的方向移动。在这种运动中，流体从前液压缸13a的上腔排出，沿着上流体通道8进入后液压缸13b的上腔。类似地，流体从后液压缸13b的下腔沿着下管道9传送至前液压缸13a的下腔。在这种方式下，前液压缸伸展，后液压缸收缩，上、下压力没有很大变化，因而不会使横向扭转杆10a和10b上的扭转载荷有很大变化，从而使轮轴可以自由地作关节运动。
只要如图2所示那样在前后两端简单地用单个弹簧来代替前、后可枢转支承件，就可以获得完全弹性的悬架。前、后弹簧15和16可以是已知的流体型或机械型的，为清楚起见，图中示出的是盘簧。由于弹簧的安装件不应该产生很大的横摇刚度，但却需要使底盘1相对于轮轴2和3横向和纵向地定位，所以轮轴需要附加的定位连杆(未示)。应该理解，不一定要将前、后非柔性型支承件都用弹性支承件加以替换。在某些场合下，较有利的是，使底盘的一端保持非柔性，而使其另一端为弹性状态。
图3示出了根据本发明的一个六轮实施例，即在前轮轴2与后轮轴3之间添加了一个第三轮轴18，其上具有车轮7c和7f。图中所示的用于该轮轴或其它轮轴的支承件17是另一种形式的弹性支承件，它具有基本为零的横摇或关节刚度，一横向的钢板弹簧可枢转地安装于底盘1。如果需要，可以将该钢板弹簧可枢转地连接于轮轴中心，但通常不希望使轮轴中心承受较重载荷。可以将该弹簧翻转过来，即，使其两端高于中段，以便改善例如在车辆发动机油底壳下方的可组装性能。可以对横摇力矩反抗系统进行简单地改进，使其包括一个类似于前后轮轴的中间轮轴转动定位装置，该装置包括一横向扭转杆10c，其一端通过一下垂杆另一端通过一液压缸13c连接于轮轴18。液压缸13c的上腔通过上流体管道19a和19b分别流体连通于前、后液压缸13a和13b的上腔。类似地，中间液压缸13c的下腔通过下流体管道20a和20b分别流体连通于前、后液压缸的下腔。
另一种用于六轮车辆的横摇力矩反抗系统是，在中间轮轴上设置两个液压缸，其中一个通过管道19a和20a连接于前液压缸13a，另一个通过管道19b和20b连接于后液压缸13b。
虽然到目前为止是结合梁式轮轴的车辆来描述本发明，但它同样可以应用于独立悬架的车辆。
现请参见图4，其中示出了一个通过四个车轮(未示)支承在地面上方的底盘1。悬架臂将每个车轮都定位到底盘上，各悬架臂25a、25b、25c和25d分别连接于前方左侧、前方右侧、后方右侧和后方左侧的车轮。车辆的支承是由传统的气囊26a、26b、26c和26d提供的，用于前轮的气囊通过一管道27相互连接，后轮的气囊通过一类似的管道28相互连接。由于用管道27和28横向地穿过车辆将气囊连接起来，虽然车轮在横摇和横轴关节运动时可以自由移动，但车辆的每一端都被支承在一个平均高度上。为清楚起见，已将上部的叉形臂和阻尼器去除。
重复一下，为了防止车身产生一不受控制的倾侧，需要设置一个横摇力矩反抗系统。图4所示的横摇力矩反抗系统非常类似于前几个图所示，它只是那些既要提供横摇刚度又要允许自由的横轴关节运动、而且在低速关节运动时对每个车轮所施加的载荷基本没有变化的多种可能结构中的一个。这些特性可以借助一密封的、被动式横摇力矩反抗系统来实现。这些系统与很多已有技术系统的不同之处在于，当车轮处于偏移量很大的横轴关节运动位置时，车辆的横摇刚度基本上不受影响，于是可以确保当车轮在地面上时车辆在各个位置上都能保持稳定。当车辆支承弹簧横向地互连，并且其提供的横摇刚度可忽略不计时，上述特性是非常重要的。静态时，即使车轮相对于车身发生很大偏移的关节运动，每个车轮上的载荷也不应该有很大变化。动态时，车身的惯性可防止其总是在一个位置上，从而在车速增大的情况下，能使车轮载荷基本保持恒定。
请重新参见图4，其中示出了上述密封的被动式横摇力矩反抗系统的一个较佳实施例。该系统包括一个前横摇姿态控制机构，该机构包括一设置在成对前轮之间并连接于相关悬架臂25a和25b的横向扭转杆31a，系统还包括一个后横摇姿态控制机构，该机构包括一设置在成对后轮之间并连接于相关悬架臂25c和25d的横向扭转杆32a。在每个横向扭转杆的一端设有一姿态调节装置，其在前、后两端分别以标号33和34表示，它们通过管道35和36前后互连，这样就可以通过横摇姿态控制机构来反抗横摇运动并允许横轴关节运动。
图5更详细地示出了前横摇反抗系统的配置。前横向扭转杆31a的左端具有一形成杆臂部分31b的弯头，它可以通过一已知型式的下垂连杆37a从前侧左悬架臂25a来输入作用力。在另一相对端上具有一横摇姿态调节装置33，它以类似于左侧扭转杆的杆臂部分31b的方式向前延伸，并通过一类似的下垂连杆37b连接于前侧右悬架臂25b。横摇姿态调节装置包括一杆臂38和一支架39，前者刚性地固定于扭转杆31a，后者可转动地固定于扭转杆31a，并且可枢转地支承在一双作用液压缸40的一端上，所述液压缸的另一端可枢转地连接于杆臂38。
如图4和5所示，在这种配置下，双作用液压缸40的任何伸缩都将导致一个前轮相对于另一个前轮的大致垂直的运动。为了使前横摇姿态调节机构获得智能化的被动式控制，必须在车辆后轮之间设置一类似的横摇姿态控制机构，如图4所示。通过用管道35和36将前侧双作用液压缸的腔室连接于后侧双作用液压缸的相应腔室，就可以形成这样一个系统，它能在车轮的横摇和横轴关节运动进行被动地区分，同时能将高横摇刚度与可以忽略的横轴关节运动的刚度相结合。
下面将结合图4来描述横摇反抗系统的工作情况。当车辆例如为了向左转弯而向右横摇时，车辆右侧的悬架臂25b和25c被向上推，从而在前后液压缸的副腔室内产生压力。由于这些腔室通过管道35相互连接，当车辆试图横摇时，压力在副腔室内以及沿管道增大，通过横摇杆对车身提供了一回复力矩。当车辆经过不平整的路面时，悬挂系统会经历横轴关节运动。例如，前侧右车轮需向上朝着车身移动，而前侧左车轮则向下移动。为此，前液压缸必须伸展。同时，后侧右车轮向下移动，后侧左车轮向上移动，这就需要后液压缸回缩。为发生横轴关节运动，流体沿着管道35自前而后地传送，并沿着管道36自后而前地传送。流体传送的能量是通过车轮相对于车身的运动而产生的，并通过悬架臂和下垂连杆从车轮输送至横摇姿态控制机构。不需要附加的动力，并且只产生很小的压力。只有在横摇力矩反抗系统反抗车辆支承弹簧工作，或者是车辆一端的车轮已到达其行程结束位置的情况下，才会产生很大的压力。
另外，例如当拐弯时遇到颠簸的情况下，单个车轮的刚度并不取决于单个横摇稳定扭转杆，而是通过两个双作用液压缸的移动，由相互串连的前后横摇稳定扭转杆的组合来确定。与在装配有传统的独立横摇稳定杆并具有类似横摇刚度的车辆内的感受到的干扰程度相比，借助这种被动式互连横摇控制形式，可以减少对车身的干扰。类似地，当一高速单个车轮因车辆惯性而发生颠簸时，与传统的悬挂系统相比，支承装置所造成的车轮刚度是比较小的。尽管车身不会马上移动至地平面，但因支承弹簧被压缩而产生的载荷会在相关车轮之间平均分配。例如，若前车轮相对于车身向上加速，则前侧右车轮的垂直偏移就会由左右车轮的弹簧(在此情况下是气囊26a和26b)通过连接件(管道27)加以弹性地吸收。这样就能将车辆支承件的反抗作用从全部两个车轮反跳刚度的单个车轮输入转变成仅为两个车轮反跳刚度一半的两车轮输入，从而降低车辆跳动和横摇加速度(通常称为“头部颠簸(head toss)”或“横摇振动”)。
下面将结合图4来描述本发明的其余改进之处。
自由流动的前后气囊连接管27和28可有选择地包括可变的节流或闭塞阀29和30，它们可以通过共同的或单个的成对车轮反比例运动控制器来控制。例如，为了提高悬挂系统在竞技或道路运行方式下的横摇刚度，阀29和30可以由一开关操作的驱动器来闭合。为了恢复在越野方式下所需的自由横轴关节运动，可以释放闭塞阀，从而在前侧成对气囊之间沿管道27以及在后侧成对气囊之间沿管道28恢复自由流动。或者，可以对各阀进行单独地可变控制，以便响应于检测到的横向摆动率来控制前后横摇率。例如，各阀在车辆直线运行时是常开的，一旦到达第一横向加速度或横摆设定点，前阀和后阀将快速地关闭。设定点可以用多种已知的方法来确定，并需综合地考虑例如速度和转向盘角度等已知的输入数据，而且要与实际的横向加速度和/或横向摆动率作比较。可以对转向操纵过程中的各种输入数据进行监控，并与第二横向加速度或横摆设定点(包括一死区)作比较，这时，前阀和后阀被打开，以便根据实际的横向摆动率是大于还是小于计算速率(或更实际些是某一范围的可接受值)来改变横向摆动率。这可以用来改进转向平衡(handling balance)，即，通过改变会使车辆转向不足或过度转向的横摇力矩的分布来实现。
可选择的是，如图6所示，可将气囊连接管27和28中的一个去除。这在车辆支承装置包括某些形式的高度控制(例如“载荷调平”)时特别有利，因为该载荷调平系统随后还被用来提供横摇姿态调平的精细调整。不将全部支承装置相互连接的缺点在于，它们不能反比例的作用，因而使关节运动时的不均匀车轮载荷增大。
可以在连接前、后姿态调节液压缸的管道35和36内设置可变节流或闭塞阀41和42。它们可以用来防止单个车轮在伴有急剧的刹车或加速的急转弯情况下被提升。借助有关速度、节气门、刹车和车轮位置的信号和/或横向及纵向的加速度输入信号，就可以检测到某一车轮的即将发生或实际的提升。当采用此类系统时，前、后扭转杆的尺寸必须能使它们的相对刚度产生一安全的横摇力矩分布，从而确保一可控制的转向平衡。可以将横摇力矩的分布设定成这样，即，当阀41和42被驱动时，车辆的转向平衡发生有益的变化。例如，当把阀设定成使管道35和36断路时，可以将前、后扭转杆的刚度设计成能给车辆赋予一个略有转向不足的转向平衡。当阀41和42打开时，前和后横摇姿态调节液压缸可以自由地通连，前液压缸相对于后液压缸的有效机械优点之比可以被量化，从而给予车辆中性的转向平衡。这种组合可以确保不发生车轮提升现象。
应该理解，可以将任何形式的自由关节车辆支承系统与任何形式的单独的自由关节横摇力矩反抗装置相结合，后者可以为车身的水平横摇姿态提供一定程度的定位。
还有，由于和如图6所示的悬挂系统一样的原因，较有利的是，可以将一具有低横轴关节刚度的横摇力矩反抗装置与这样一个组合相结合，即，设置在车辆一端的一对反比例支承件和设置在车辆另一端的传统的单独支承件的组合。实际上，车辆每一端上的车辆支承装置可以包括位于每个车轮位置上的两个弹性支承件，在各相对端上的支承装置可以是反比例的、相互独立的，或者是此两者的其它组合。例如，在一个车轮位置上的车辆支承件可以是一传统的独立弹簧与一附加弹性装置的组合，后者连接于横向相邻的那个车轮位置上的附加弹性装置，以便获得较低的横摇刚度。每个附加的弹性装置可以是例如一气囊，并且是串连安装，或者最好是与独立的弹簧并联安装。虽然在横轴关节运动时不具有均匀的车轮载荷，但上述的这些配置还是可以提供很大的舒适性，并且提高了越野牵引能力，因此也可认为其落入了本发明的范围。重复一下，独立的和反比例的支承件可以用文中描述的任何已知的装置构造而成。
图7示出了位于前侧的一个变化型反比例支承装置，为清楚起见，省略了底盘以及前和后横摇姿态调节装置。后侧支承装置包括传统的独立弹簧和与其相结合的反比例支承装置。
在此情况下，前支承装置是液压缸45a和45b，它们的一端连接于相应的前侧左方和前侧右方的悬架臂25a和25b，另一端连接于底盘(未示)。两个前液压缸通过管道46相互连接，因而该两支承件可以在横摇和横轴关节运动时自由地移动。靠近每个支承用液压缸设置了液压气动蓄能器47a和47b，以便给支承系统提供弹性。这些蓄能器可以直接连接于液压缸体，或者沿着连接管道46定位。在蓄能器和管道46之间可以设置多级的或可变节流的闭塞阀或者最好是阻尼器。可以将阻尼器有选择地或附加地设置在蓄能器与液压缸之间和/或蓄能器与车辆另一侧之间的管道46内。
管道46可以包括一与以上结合图4描述的用于气囊支承系统类似的可变节流或闭塞阀48，用以控制液压缸45a和45b之间的流体流量。可以将一气动液压缸47e安置在连接管道的中点。可将该蓄能器用作前侧支承装置的单个弹性源，用来代替液压缸附近的蓄能器47a和47b。或者，可以在采用液压缸附近的蓄能器之外，再采用该蓄能器，以便为支承装置提供一更软的反跳刚度。如果是附加采用的，那么最好是能在某些特定的条件下使该蓄能器闭塞于系统以外，以便加强对悬挂系统的控制。例如，由于该蓄能器可为系统添加弹性，所以可以在车辆匀速运行时，借助该蓄能器获得一个柔软、舒适的反跳率。当发生加速或刹车时，通过使中间蓄能器47e闭塞，使反跳刚度增大，即可减轻车辆的下坐或俯冲现象。通过监控车辆的纵摇运动(偏移和/或加速等)，可以根据需要将蓄能器暂时地闭塞，以增强对悬挂系统的纵摇控制。还可以为蓄能器47e设置一个阻尼器或可变节流器。可变节流器可以以类似于闭塞阀的方式来控制纵摇。
图7后部所示的组合式支承系统包括类似于前半部的一对互连的液压缸45c和45d，但在此情况下，它们与传统的盘簧51c和51d并联使用。在静态的空载条件下，盘簧例如可以承受车辆后部的一半重量。液压缸45c和45d可以承受车辆后部的其余重量。如果在后侧液压缸上采用一调平系统，由于车辆后部的重量增加，并且有流体供给液压缸45c和45d以便维持同一高度，所以盘簧51c和51d仍保持相同的压缩程度，还是只承受车辆后部重量的一半。因此，液压缸必须承受除了空载车辆后部的一半重量以外所有新增加的载荷。必须将液压缸设计成这样，即，当车辆满载工作时，液压缸的压力不会到多余的水平，而当空载时，压力相对较低，这样就可以降低液压缸内的密封摩擦要求，从而改善车辆在空载状态下的乘坐性能。液压缸的尺寸和车辆所运载的静重部分通常是根据车辆的设计载荷范围、液压缸密封摩擦的可接受水平(特别是最经常采用的载荷状况)以及最大的静态(对供给系统而言)和动态可接受液压力来选择的。
这里的液压缸可以用与上述的车辆前侧相同的方式来相互连接。即，可以包括安装在液压缸45c和45d上方或靠近连接管49的蓄能器47c和47d。图中示出了对应于前侧单元中标号为48的可选阻尼器、可变节流器或闭塞模块50，以及相应的中间蓄能器47f。
由于弹簧必须受到阻尼，所以后侧液压系统最好包括针对前侧支承装置描述的阻尼器、节流器和闭塞器中的某一些或全部。或者，可以对每个车轮另外设置传统的或受控的阻尼器。
在以上描述中，各液压缸是单作用的，考虑到成本、尺寸、重量和摩擦等原因，这通常是比较理想的。然而，为了使车身的相关部分在较小载荷(例如在刹车情况下的车辆后部)下得到更好的控制，也可以采用一个等效的双作用液压缸配置。
文中揭示的任何形式的横摇姿态控制机构都可以与上述支承装置结合使用。支承装置可以在车辆的一端是独立的并且在后侧是组合的配置，还可以用各种方式构造而成，以便获得基本相同的效果。例如，可以用钢板弹簧或扭转杆来代替盘簧，可以用气囊或其它流体、或者是可以在具有极小横摇刚度的情况下提供一定程度支承的横向互连的机械配置来代替液压缸。
图8示出了支承装置的一种机械变型以及一变化型的横摇力矩反抗装置，在此情况下，与前面的各附图类似，这些装置装配于底盘1的前侧。机械支承装置包括相应的左、右两个前侧支承扭转杆54a和54b，如图所示，它们可以由悬架臂枢点直接驱动。或者，支承扭杆可以由一杆臂和一下垂杆驱动，或通过万向接头类型的配置来离开悬架臂，使扭转杆的轴线不同于悬架臂的旋转轴线。若采用杆臂和下垂杆配置，可以对接头的位置加以选择，以借助车轮位置来改变扭转杆的载荷输入，从而通过连杆几何结构来设计一个变刚度悬架。杆臂55a和55b刚性地连接于支承扭转杆的另一端，所述杆臂通过前侧的支承连接杆56相互连接。图中所示的杆臂55a和55b是向下指向地面的，使前侧支承连接杆56处于拉紧状态。可以有一个变化型的实施例是，杆臂指向上，使前侧支承连接杆56处于压缩状态。为了对车辆的前部提供一行驶高度的调节，可以用任何已知的装置人工地或自动地使前侧支承连接杆56伸长或缩短。高度调节装置可类似于为车辆后部设置的装置。
在上述机械型的前侧支承装置中，可以通过任何已知的手段来提供弹性，例如借助支承用扭转杆54a和54b的弹性，和/或用一弹簧结构来替换前侧支承连接杆56。
图7、8和9所示的机械型横摇力矩反抗装置在功能上类似于前述的液压型横摇力矩反抗装置，并且还类似地包括前、后横摇姿态控制机构。图8详细示出的前侧横摇姿态控制机构包括两个横向扭转杆58a和58b，每个扭转杆均通过一体成形在其外端部的下垂连杆37a和37b以及杆臂，由相应的悬架臂25a或25b驱动。在横向扭转杆58a和58b的内端上设有较短的杆臂59a和59b，它们具有可转动地与其相连的连接杆60a和60b。各连接杆连接于一共同的前侧横摇姿态杆61，该杆件可转动地安装于底盘1，因而可以绕着沿底盘纵向对准的主轴线转动。当横摇或关节运动导致一个前侧悬架臂相对于车辆底盘升高，而另一个悬架臂相对降低时，前侧横摇姿态杆61绕其主轴线转动。
图9示出了装配在底盘上的前、后两侧机械型横摇姿态控制装置，这些装置通过前、后横摇姿态杆61和62纵向连接，借以反抗横摇运动并允许自由的关节运动。为了防止机械型横摇力矩反抗装置限制底盘的纵摇，前、后横摇姿态杆61和62的总长必须是可变的，因而在所述两杆件之间设置了一个花键连接件63。
图10示出了机械型横摇力矩反抗装置的又一个变型。后侧横摇姿态控制装置的横向扭转杆58c和58d可变位至后悬架臂25c和25d的前侧，可对花键连接件63添加一个弹簧和阻尼器。这样就可以提供一定程度的纵摇力偶控制，从而例如当前轮由于颠簸而被向上推向底盘时，可以将后轮向下推离底盘。可以通过改变花键连接件63的弹簧和阻尼率来调谐纵摇力偶的大小。为了确保车轮相对于底盘的横摇和关节运动仍能受到正确的控制，还需要在横摇姿态杆61或62之一上设置一个反转机构64。如图10所示，该反转机构64是一个差动型装置，它可滑动地安装在底盘上，以便允许横摇姿态杆61和62根据需要纵向地移动。
图11示出了图8和图9中介绍的互连扭转杆型车辆支承装置。为清楚起见，只示出了用于横向间隔的后轮对的支承装置(从车辆前侧看)，省略了底盘和车轮。这种配置非常类似于图9所示，只是有一消力连杆66保持着支承扭转杆54c和54d的端部，后侧支承连杆57包括一液压缸67，该液压缸具有一可选用的蓄能器70。利用消力连杆66可以使扭转杆端部的横向力(由于连接杆57的作用)在悬挂系统内就得以消除，不会进入车身或底盘结构。由于车身不会受到传统的扭转杆悬架内反抗各扭转杆所需的高载荷，所以就能减轻车辆的重量和受颠簸性能。
如以前结合图8所述的那样，液压缸组件67可以通过改变支承连接杆57的长度来调节行驶高度。
还有，如果包括可选用的蓄能器70，该液压缸组件就能提供与扭转杆54c和54d串连的附加反跳弹性。与图7中的中间蓄能器一样，蓄能器70可以用来使支承系统的反跳刚度更柔软，对蓄能器的控制可以提供可变的反跳刚度率。例如，当一车辆组装迫使扭转杆太短而不能提供具有可接受应力水平的所需弹性时，附加的蓄能器70可允许在一定的组装空间内获得所需的弹性。
还有，如果将扭转杆省略，可以用蓄能器70与液压缸组件67相结合而作为支承系统的唯一弹性源。类似地，可以用纯机械系统来替换液压缸组件，例如由悬架臂驱动的杆臂来致动的盘簧。如上所述，可以根据各种组装约束来保留或省略扭转杆。
液压缸67可以是双作用或单作用的。如图7所示的在每个车轮上均具有一液压缸的配置那样，双作用配置有某些好处，特别是在反跳运动的控制方面，但其成本较高而且结构复杂。
液压缸组件67最好可以包括某种形式的阻尼装置，例如设置在液压缸筒36和蓄能器38之间的节流器。该节流器可以是可变的。另外可选的是，可以设置一个闭塞器来隔绝液压缸和蓄能器，从而将液压缸锁定的一个固定长度上。根据检测到并传递给一控制器的车身动态运动、车轮运动、转向和速度信号、车辆载荷或其它输入信号，可以对可变节流器或闭塞器进行电子控制。控制过程可以非常简单，例如由驾驶员操作开关，在各档行驶舒适性和主要的车身控制之间切换。
现请参见图12，其中示出了施加于后侧成对车轮的一个变化型反跳支承配置，为清楚起见，省略了车辆底盘和横摇姿态控制构件。后侧的叉形臂25c具有一在靠近叉形臂转动轴线的位置上刚性连接的第一反跳杆臂55c。一反跳管74在靠近叉形臂转动轴线的位置上刚性地连接。一反跳管74刚性地连接于后侧左叉形臂25d，反跳扭转杆73的一端75通过花键等任何已知的装置连接于该管子，并在管子内延伸。反跳扭转杆73的另一端连接于第二反跳杆臂55d。如前所述，第一和第二反跳杆臂通过支承连接杆57相互连接。
因此，扭转杆的前端75由左车轮加载，而其后端由右车轮沿相反的方向加载，从而为车身提供弹性的反跳支承。由于在横摇或横轴关节移动时车轮相对于车身移动，因而反跳杆臂、管子和扭转杆转动，支承连接杆大致横向地移动，从而在反跳杆内维持基本相同的力矩，并使车轮上的载荷保持恒定。
图12中还示出了另一种高度控制装置，它是以自调平(self-levelling)阻尼器31和32的形式出现的，有助于在不同的载荷条件下维持一定的车辆行驶高度。
扭转杆配置对车辆的后悬架特别有用，这是因为可以只将反跳扭转杆装配在车辆的一侧，其余的空间可以用于油箱和排气系统的构件。不一定非要将第一反跳杆臂和反跳管刚性地固定于相应的叉形臂，如果需要，它们可以由中间连杆来驱动。
可以将上述的“管子内的扭转杆”设计用于车辆的两侧，如果需要，可以选用从一侧至另一侧并具有不同长度的扭转杆。还可以将图11所示的支承连接杆57内的液压缸组件67安装到图12所示的类似连接杆57中，还可以安装到也是在图11中示出的消力连杆66中。
另一种基本上没有横摇刚度的反跳支承配置是这样两个横向扭转杆，它们通常由悬架臂通过杆臂和下垂连杆驱动，并通过某些反转装置(例如一对圆柱直齿轮)或外壳固定于车辆底盘的差动型装置(例如本申请人的相关美国专利中所揭示的那些已知的悬挂系统)相互连接。
本说明书中没有列出太多类型的横向互连车辆支承装置。可以将具有低横摇刚度的任何车辆支承装置用于本发明，以实现相同的效果。可以认为，将具有很低甚至可忽略横摇刚度的任何车辆支承装置与具有纵向互连的横向扭转杆的单独横摇力矩反抗装置相结合来产生一很低甚至可忽略的横轴刚度应落入本发明的范围。这个原理可很方便地用于最现代化的车辆，并且可以提高车辆在公路或越野情况下的行驶舒适性、牵引性和可控制性。
为了说明这一点，下面将简要地描述横向互连支承装置的另一个合适的例子。悬架设计的教科书中通常描述的是“Z形梁”。这是一种以某个角度横跨车辆的单个反跳支承支承扭转杆，它安装在一个车轮的轴线前方，并位于横向相邻的那个车轮之轮轴线的后方。致动杆臂从扭转杆的端部延伸至相应的车轮组件，从而使扭转杆的端部沿相反的方向摇动，而相应的车轮沿相同的方向运动，这样就可以提供基本上没有横摇刚度的反跳支承。
图13示出了一连接于前侧叉形臂25a和25b的另一种横摇力矩反抗装置。为清楚起见，已将包括在支承装置内的其它构件省略。抗横摇杆被分成两个部分57a和57b，分隔部位于杆件中间位置。然而，应该理解，由于具有与图8相似的机械配置，所以分隔部也可以位于抗横摇杆长度方向的任何位置。
每个抗横摇杆的外端向前弯折，并通过球接头77a和77b连接于下垂件37a和37c。每个下垂件的下端通过接头78a和78b连接于相应的叉形臂，所述接头包括将橡胶套管固定在下垂件和叉形臂的安装部之间的垫圈。为了获得附加的起始横摇弹性，以便在渐增的横摇力矩下变硬，垫圈可以是能允许橡胶套管装配其中的成形杯体。橡胶套管的形状使其在初始压缩时能提供一较低的硬度，当它们被压缩至占据成形杯体的基本上所有可用空间时，其硬度升高至特定挠曲量之上的一个非常高的硬度。垫圈形成在叉形臂的安装板上，它具有半圆形的形状，以便控制橡胶套管在载荷作用下的挠曲方式。或者，可以将成形杯体固定于叉形臂安装板，同时将垫圈设置在下垂件上，下垂件是半圆形的，以便执行上述功能。该技术类似于那种用来减轻颠簸的传统汽车阻尼器端部所采用的接头。
在抗横摇杆每个半边的内端位置上，相应的横摇杆臂59a和59b基本垂直于杆件延伸。杆臂之一可枢转地连接于一支架79，而另一个杆臂则连接于一横摇液压缸80，该液压缸以类似于图1中的横摇液压缸13a和图5中的40那样的方式，借助上、下管道(未示)连接于一后侧横摇液压缸。横摇液压缸80的另一端可枢转地连接于支架79，因而前侧左叉形臂相对于前侧右叉形臂的相对运动将导致横摇液压缸80伸缩，这样就使横摇力矩反抗装置可以如前所述的那样工作。支架79和液压缸80可以通过横摇杆臂59a和59b上的枢转点自由地转动，因而设置了一定位连杆将支架和液压缸定位在抗横摇杆57a和57b与底盘或车身之间。若液压缸和之间的主轴线没有被定位成垂直于横摇杆臂59a和59b，则几何效应可导致前轮上方的横摇液压缸的机械优点发生变化，改变了横摇力矩反应装置的横摇力矩分布。若定位连杆81的长度固定，当车辆反跳时，抗横摇杆转动，横摇力矩分布发生变化。这可以用来改变有载状态下的横摇力矩分布(如果反跳支承装置不包括调平的话)。
或者，定位连杆81具有一种可控的变化长度，例如通过电操纵的蜗轮驱动器、液压缸或任何已知的装置。由于连杆仅仅是部分地支承横摇液压缸80和支架79的重量，所以连杆的载荷是比较低的，可以有多种选择。
还可以采用具有上述特定实施例中详细描述的各种特性的变化型横摇力矩反抗装置，它可以被动地提供横摇刚度，并允许在低速关节运动时每个车轮上的载荷基本没有变化的情况下进行横轴关节运动，因而当车轮处于偏移量很大的横轴关节位置时，车辆的横摇刚度基本上不受影响。
一种基本的变化形式是，对横摇液压缸和其前后管道预先充入流体。这样可提高横摇控制的要求，并且会由于压力流体密封方面的严格要求而带来困难。还有，如果横摇液压缸受压，最好是活塞杆延伸穿过缸体的两端，以便防止在车辆静止地位于地面上时有不均匀的车轮载荷。
传统的抗横摇杆可以与双作用横摇姿态液压缸一起使用，该液压缸可以代替已知配置中的前侧下垂连杆中的一个和后侧下垂连杆中的一个。
可以在车辆的中间将横向的横摇姿态扭转杆分成两部分，并且在扭转杆的两端设置杆臂。随后可以改变双作用横摇姿态扭转杆的位置，使其位于传统设计(例如前述的PCT/AU96/00528所揭示)的横摇姿态扭转杆的中间杆臂之间，以便执行与上文所述相同的功能。
类似地，可以在车辆一端或两端上的成对横向横摇姿态扭转杆之间采用旋转驱动器。
可以将传统的抗横摇杆与四个单作用横摇姿态液压缸一起使用，这些液压缸代替了传统配置中的前、后横摇杆的下垂连杆。在车辆的同一侧上，每个前液压缸连接于后液压缸。或者，可以将这种单作用配置用于车辆一端的横摇姿态控制机构，而在另一相对端上则可采用任何形式的双作用配置，包括一旋转驱动器。

Claims (32)

1.一种用于车辆的悬挂系统，该车辆具有一支承在至少一对横向间隔的前车轮以及至少一对横向间隔的后车轮上的底盘，所述悬挂系统包括：
车辆支承装置，用于将底盘支承在每对车轮的上方，以及
横摇力矩反抗装置，用于提供一个围绕一基本调平的横摇姿态的底盘位置，
所述横摇力矩反抗装置包括用于至少两对所述横向间隔车轮的每一对的相应横摇姿态控制机构，用以被动地控制各车轮相对于其它车轮和底盘的位置，每个横摇姿态控制机构通过横摇机构互连装置连接于至少另一个横摇姿态控制机构，
所述横摇机构互连装置布置成这样，即，使横摇力矩反抗装置可抵抗车辆底盘相对于车轮的横摇，同时可允许车轮的横轴关节运动，
其中，用于至少一对车轮的车辆支承装置包括至少一个用于支承所述车辆支承装置上的至少一部分载荷的第一支承装置，所述第一支承装置可为车辆提供基本为零的横摇刚度，
所述横摇力矩反抗装置与所述车辆支承装置分开，从而提供基本为零的载荷携带能力。
2.如权利要求1所述的悬挂系统，其特征在于，所述用于至少一对横向间隔车轮的车辆支承装置可提供基本为零的横摇刚度。
3.如权利要求1所述的悬挂系统，其特征在于，用于每一对车轮的所述车辆支承装置可提供基本为零的横摇刚度，因而无论横轴关节运动如何，都可以为非动态的车轮偏移提供基本相等的车轮载荷，直至到达车轮支承装置或横摇力矩反抗装置中至少一个的行程极限值。
4.如前述任一项权利要求所述的悬挂装置，其特征在于，所述用于至少一对车轮的车辆支承装置还包括附加的、独立的第二支承装置，第二支承装置具有弹性，并且布置成能对车辆提供一定程度的支承和一定程度的横摇刚度。
5.如前述任一项权利要求所述的悬挂装置，其特征在于，每个横摇姿态控制机构包括至少一个横向扭转杆和一个调节装置，以便沿着相反的方向调节相关成对车轮中的一个车轮相对于另一个车轮的位置，
所述一个横摇姿态控制机构的调节装置通过横摇机构互连装置连接于另一个横摇姿态控制机构的调节装置，这样就能沿相反的方向调节所述一对横向间隔的车轮相对于另一对所述横向间隔的车轮的位置。
6.一种用于车辆的悬挂系统，该车辆具有一支承在至少一对横向间隔的前车轮以及至少一对横向间隔的后车轮上的底盘，所述悬挂系统包括：
车辆支承装置，用于将底盘支承在每对车轮的上方，这个用于至少一对车轮的车辆支承装置包括至少一个用于支承所述车辆支承装置上的至少一部分载荷的第一支承装置，所述第一支承装置可为车辆提供基本为零的横摇刚度，以及
与所述车辆支承装置分开的横摇力矩反抗装置，用于提供一个围绕一基本调平的横摇姿态的底盘位置，从而抵抗底盘相对于各车轮的横摇，同时允许车轮进行横轴关节运动，所述横摇力矩反抗装置可为车辆提供基本为零的载荷携带能力，
其中，所述横摇力矩反抗装置包括用于至少两对所述横向间隔车轮的每一对的一横摇姿态控制机构，所述横摇姿态控制机构包括至少一个横向扭转杆和一调节装置，以便沿着相反的方向调节相关成对车轮中的一个车轮相对于另一个车轮的位置，
一个所述横摇姿态控制机构的调节装置通过一横摇机构连接装置连接于另一个所述横摇姿态控制机构的调节装置，这样就能沿相反的方向调节所述一对横向间隔的车轮相对于另一对所述横向间隔的车轮的位置。
7.如权利要求6所述的悬挂系统，其特征在于，所述第一支承装置包括用于每个车轮的一载荷支承装置，用于每一对横向间隔车轮的载荷支承装置通过一支承件互连装置相互连接，因而当所述车轮中的一个相对于底盘偏移时，另一个车轮被向下推。
8.如权利要求7所述的悬挂系统，其特征在于，所述支承件互连装置可提供一定程度的弹性，从而使第一支承装置可提供车辆底盘的弹性支承，同时引入基本为零的横摇刚度。
9.如权利要求7所述的悬挂系统，其特征在于，所述载荷支承装置中的至少一个可提供一定程度的弹性，从而使第一支承装置为车辆底盘提供弹性的支承，同时引入基本为零的横摇刚度。
10.如权利要求7所述的悬挂系统，其特征在于，所述载荷支承装置是可伸展和可收缩的流体容器，所述支承件互连装置是连接所述流体容器以形成流体连通的管道。
11.如权利要求10所述的悬挂系统，其特征在于，它还包括：一流体连通于将所述流体容器连接起来的管道的蓄能器装置，用以提供所述第一支承装置的至少一部分弹性，
以及位于所述管道和蓄能器装置之间的流体控制装置，用以控制流体在其间流动的流量。
12.如权利要求10所述的悬挂系统，其特征在于，它还包括至少一个位于管道上的流量控制装置，用以控制通过管道的流体流量。
13.如权利要求12所述的悬挂系统，其特征在于，所述流量控制装置包括一蓄能器装置，用以为互连的第一支承装置提供至少一部分弹性。
14.如权利要求6至13中任一项所述的悬挂系统，其特征在于，它还包括用于至少一对具有互连第一支承装置的所述横向间隔车轮中的每一个车轮的、附加的、独立的第二支承装置，该第二支承装置具有弹性，以便为车辆提供横摇刚度。
15.如权利要求14所述的悬挂系统，其特征在于，所述第二支承装置是弹簧形式的。
16.如权利要求6所述的悬挂系统，其特征在于，所述底盘借助作用在每个车轮相应悬架臂上的车辆支承装置支承在各车轮上方，用于至少一对横向间隔车轮的所述车辆支承装置包括为每个悬架臂设置的一载荷支承装置，用以支承相应车辆支承装置上的至少一部分载荷，
其中，至少一个所述载荷支承装置包括一扭转杆，其一端通过相关悬架臂可转动地定位，而另一端具有一刚性连接的支承杆臂，一支承件互连装置的一端可枢转地连接于用于横向间隔的成对车轮中的一个的载荷支承装置的支承杆臂，而支承件互连装置的另一端可枢转地连接于设置在另一个横向间隔车轮的载荷支承装置内的支承杆臂。
17.如权利要求16所述的悬挂系统，其特征在于，每个所述载荷支承装置包括一基本沿纵向对准的支承扭转杆，其一端由相关悬架臂驱动，另一端具有一刚性连接的支承杆臂，所述支承互连装置是一连杆，其端部可枢转地连接于横向间隔成对车轮的每一个车轮的载荷支承装置的所述支承杆臂。
18.如权利要求16所述的悬挂系统，其特征在于，所述扭转杆通过一反跳管可转动地定位于相关的悬架臂，所述反跳管的一端连接于所述相关悬架臂并从那里开始延伸，而反跳管的另一端刚性地连接于所述扭转杆，所述扭转杆位于反跳管内，并通过悬架臂将其端部伸出，扭转杆的伸出端具有刚性连接的支承杆臂。
19.如权利要求16所述的悬挂系统，其特征在于，形成支承互连装置的连杆包括用于调节连杆长度以改变车辆高度的支承调节装置。
20.如权利要求19所述的悬挂系统，其特征在于，所述支承调节装置包括一液压缸。
21.如权利要求20所述的悬挂系统，其特征在于，它还包括一流体连通于液压缸的蓄能器。
22.如权利要求21所述的悬挂系统，其特征在于，它包括一用于控制所述液压缸和蓄能器之间流体连通的流量控制装置。
23.如权利要求16所述的悬挂系统，其特征在于，一附加的消力连杆可枢转地连接于每个载荷支承装置的支承杆臂，该消力装置的作用方向平行于支承件互连装置，因而可以基本上消除车辆支承装置内的支承件互连装置中的横向载荷。
24.如权利要求6至23中任一项所述的悬挂系统，其特征在于，每个调节装置包括一双作用液压缸，所述调节装置是这样布置的，即，当相关的横向车轮对中的一个车轮沿着与另一个车轮基本相反的方向相对于底盘移动时，液压缸被推动而伸展和收缩，
至少两个横摇姿态控制机构的调节装置之间的横摇机构互连装置是将双作用液压缸相互连接起来的两个流体管道，因此，横摇运动趋向于在一个流体管道内产生压力，从而将横摇力传递至横向扭转杆而反抗底盘上的至少一部分横摇力矩，关节运动导致一个液压缸伸展或另一个收缩，在两个液压缸之间产生流体流动。
25.如权利要求24所述的悬挂系统，其特征在于，将液压缸连接起来的流体连通管道中的至少一个还包括用于控制通过所述管道的流体流量的流量控制装置。
26.如权利要求24所述的悬挂系统，其特征在于，至少一个调节装置的液压缸位于横向扭转杆的端部和车轮之间，因而当一个车轮相对于另一个车轮反向移动时，液压缸被推动而伸展和收缩。
27.如权利要求24所述的悬挂系统，其特征在于，所述横向扭转杆的一端连接于一车轮，其另一端连接于调节装置，调节装置连接于另一个车轮，所述调节装置包括一支架，该支架可转动地连接于扭转杆的端部并连接于车轮，所述液压缸连接在所述支架和形成于扭转杆端部的一杆臂之间，因而当液压缸伸缩时，一个车轮将被推动而沿着与另一个车轮相反的反向相对于底盘移动。
28.如权利要求24所述的悬挂系统，其特征在于，所述横摇姿态控制机构包括两个对准的横向扭转杆，分别用于每个车轮，在它们的内端具有杆臂，这两个扭转杆通过调节装置相互连接，调节装置包括可枢转地连接于一个扭转杆臂的液压缸、一可枢转地连接于另一个扭转杆臂并连接于所述液压缸的支架、以及一用于使所述支架相对于底盘定位的定位连杆。
29.如权利要求28所述的悬挂系统，其特征在于，定位连杆的长度是可变的，以便控制所述支架相对于底盘的位置。
30.如权利要求6所述的悬挂系统，其特征在于，所述用于每一对车轮的横摇姿态控制机构包括两个通过调节装置互相连接的对准的横向扭转杆，分别用于每个车轮，该调节装置是机械的连杆结构的形式，用于将两个扭转杆联接于一横摇姿态杆的一端，横摇姿态杆的另一端联接于另一个横摇姿态控制机构的机械连杆结构，因此，对准的横向扭转杆沿着一共同方向的转动会使横摇姿态杆轴向位移，并且对准的扭转杆在相反方向的转动会导致横摇姿态杆的轴向转动。
31.如权利要求30所述的悬挂系统，其特征在于，所述横摇姿态杆包括一花键连接件，这样就使横摇姿态杆的长度可变，从而被动地允许车辆纵摇。
32.如权利要求31所述的悬挂系统，其特征在于，所述横摇姿态杆还包括弹性和纵摇阻尼装置，用于提供一定程度的纵摇力偶控制。
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