CN1898123A - 侧向可倾式四轮车 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种轮式车辆，尤其涉及路面机动车辆。轮式车辆(10)包括两个车架(12)，所述车架用于支承车轮(18，20)，所述车架(12)沿侧向相互隔开。各车架(12)上装有一对车轮(18，20)，所述车轮用于在地面上支撑车架(12)，所装每对车轮(18，20)可操作地绕大致水平的旋转轴旋转，所述旋转轴沿相应的车架(12)相互隔开。各车架(12)上的后轮通过传动系(48，28，30，32)与发动机(36)相连。车架(12)相互连接在一起，以相对于垂直方向进行同步倾斜，从而使所有车轮(18，20)的外倾角随车架(12)的侧倾而发生改变。

Description

侧向可倾式四轮车

技术领域

本发明涉及轮式车辆，尤其涉及一种路面机动车辆。

发明内容

本发明提供一种轮式车辆，该轮式车辆包括：

两个车架，其用于支承车轮，并且这两个车架侧向隔开；

一对车轮，其装于各车架上，该车轮在地面上支撑车架，所安装的每对车轮操作地绕大致水平的旋转轴旋转，并沿相应的车架而相互隔开；以及

发动机或驱动装置，其通过传动系与各车架上的至少一个车轮相连，

其中，各车架相互连接在一起，以相对于垂直方向同步侧向倾斜，从而使各车轮的外倾角随车架的倾斜而发生改变。

典型地，各车架上装有前轮和后轮，该前轮与驾驶员可操作的转向机构驱动连接，以使前轮绕各自的转向轴同步枢转。

此外，可通过传动系将发动机与后轮相连以驱动后轮。发动机一般为诸如内燃机等的发动机。

轮式车辆一般包括位于车架之间的座架，该座架与车架相连，以使座架离开地面且被配置成与车架同步倾斜。在本发明的一个优选实施例中，座架设有用于车辆驾驶员的摩托车式的车座。应当理解，这对车架和座架在车辆的前后方向上大致平行。

各车架的前后方向和各座架的前后方向可以与车辆的前后方向大致一致。这样，该车辆具有类似于双体船的结构，即，具有一对侧向相互隔开以将车辆支承在地面上的车架，从而使座架由车架实现离地悬挂。

转向机构优选地设置在座架上，转向机构一般为摩托车式车把的形式。在本发明一个特定实施例中，各车架的前轮通过转向联动装置与车把相连。

车辆操作控制器可以方便地设置在车把上。该控制器一般包括发动机油门扭把和用于操作车轮上的制动器的制动杆。这些控制器可方便地实现类似于传统摩托车的控制器的功能。

从动齿轮可以转动地装于各车架上，各从动齿轮与发动机驱动连接，并通过链条传动或皮带传动与相应的后轮依次相连。传动系可以包括从动轴，使各半轴与相应的后轮相连。

在本发明的一个优选实施例中，发动机装于座架上，发动机通过一对半轴与各从动齿轮驱动连接，各半轴的末端一般均具有一对万向节，从而将半轴分别地连接到发动机和从动齿轮上。

优选地，该车辆包括差速器，所述差速器串联连接在发动机和半轴之间的传动系中，以通过半轴使所述后轮的相对旋转速度在转弯时可自动改变。

在本发明的一个实施例中，车架和座架由多个侧向延伸的连接件连接在一起，各连接件连接到车架和座架上，各连接均为这样：即，允许连接件相对于各车架绕与车辆的前后方向一致的枢轴枢转。即，各侧向连接件在三个相互隔开的连接部位分别与车架和座架相连，连接件在各连接部位均相对于各自的车架绕各自平行的枢轴进行枢转，所述枢轴与车辆的前后方向一致。

连接件可为刚性的，这样，无论车架运转时怎样倾斜，连接件均保持长度不变。优选地，各连接件的长度相等，并且各连接件与座架的连接部位位于该连接件与相应的车架的连接部位之间。这种设置自动实现相对于车架和座架的垂直方向的同步和等量倾斜。

典型地，连接件包括两个连接杆，所述连接杆位于相对较高的位置并沿车辆的前后方向相互隔开。另外，连接件之一可以包括平台部件，所述平台部件位于相对较低的位置，并且为座架上乘坐的驾驶员的脚提供支承面。

各车架可以采用摩托车式车架的形式，各车架的前轮装于叉杆上，优选的是液压叉杆，所述叉杆可绕其纵轴进行枢转，这样，各前轮的转向轴即为相应的叉杆的纵轴，前轮的悬挂装置与叉杆的阻尼伸缩支杆合为一体，所述阻尼伸缩支杆横跨前轮，以便所述前轮的车轴装入所述阻尼伸缩支杆的自由端中。

各车架的后轮可以装于转动臂的自由端上，所述转动臂沿车辆的前后方向延伸，并且所述转动臂的最前端通过枢轴与相应的车架枢连，以在运转时绕大致水平的枢轴枢转，所述转动臂的枢转运动为弹簧阻尼运动。

若采用另一种说明方法，本发明所提供的车辆包括：

两个车架，其可操作地处于直立状态，并且具有一对车轮，该一对车轮一前一后可转动地装于车架上，以使车架具有前轮和后轮，并且车架侧向相互隔开；

座架，其位于车架之间；以及

连接装置，其将车架与座架连接在一起，以使车架相对于垂直方向可同步倾斜，从而改变各车架的车轮的旋转轴相对于竖直方向的定向。

附图说明

以下将通过示例并参考附图对本发明进行进一步描述，其中：

图1为根据本发明的车辆的三维示意图，所述车辆处于完全直立状态；

图2为图1中所述车辆的示意平面图，所述车辆处于完全直立状态；

图3为图1中所述车辆的示意后视图，所述车辆处于完全直立状态；

图4为对应于图1的一个视图，所述车辆处于倾斜状态；

图5为对应于图2的一个视图，显示所述车辆处于倾斜状态；

图6为对应于图3的一个视图，显示所述车辆处于倾斜状态；以及

图7为图1中的所述车辆的三维示意图，显示所述车辆在不平地面上行驶时的构形。

具体实施方式

在附图中，参考标号10一般指根据本发明的车辆。所述车辆10为四轮式车辆，其既具有摩托车的特征又具有四轮汽车的特征。在本示例中，所述车辆10为两用车，其既可在路上行驶，又可作越野车使用。

车辆10包括两个侧向相互隔开的摩托车式车架(以下简称为车架)12，并由连接装置连接在一起。座架14位于两个车架12之间并通过连接装置与这两个车架12相连，并且座架14设有用于车辆10的驾驶员(图中未示出)的摩托车式车座16(以下简称为车座)。

各车架12大致直立，其上均装有两个车轮18、20。车轮18、20沿车辆10的前后方向一前一后排列，这样，各车架12均具有前轮18和后轮20。在典型的摩托车式车辆中，所装车轮18和20可操作地绕大致水平的旋转轴旋转，该水平旋转轴与车辆10的前后方向垂直。

各车架12的前轮18装于伸长的液压叉杆22上，该叉杆22可绕其纵轴枢转，以实现相应的前轮18的转向。这样，各叉杆22均具有一对横跨相应的前轮18的平行伸缩支杆，相应的前轮18的车轴装入各叉杆22的伸缩支杆的自由端中。在传统样式中，各伸缩支杆与液压阻尼装置合为一体形成悬挂系统，以在前轮18上悬挂车架12。

各后轮20均可转动地安装在转动臂24的自由端上，该转动臂24可绕枢轴进行枢转，该枢轴大致平行于相应的后轮20的旋转轴。这样，转动臂24可操作地在由相应的车架12所限定的平面上枢转，从而使得后轮20沿朝向或远离车架12的方向而上下移动。各转动臂24通过支杆26还与相应的车架12相连，该支杆26与传统方式的弹簧-阻尼悬挂装置合为一体。

从动链轮(例如，从动齿轮)28装于各车架12的较低位置的大致中心处，各从动齿轮28通过传动链30与相应的后轮20上的后齿轮32驱动连接。这样，各环状的传动链30便越过后齿轮32以及相应的车架12的从动齿轮28。

正如可以从附图中看出，各车架12均位于大致平行且并排布置的各平面内，座架14所限定的平面位于车架12之间并大致平行于各车架12所限定的平面。

座架14可描述为无轮摩托车式车架，所述座架14为车辆10的驾驶员提供摩托车式车座16以及位于座架14前部的可转动车把34。内燃机(在本示例中为四冲程汽油发动机，以下简称为发动机)36装于座架14上，所示汽油箱38为发动机36提供燃料。

车架12与座架14通过多个横向连接件40、42而连接在一起。在本示例中，这些连接件包括一对连接杆40和侧向延伸的平台42。连接杆40位于相对较高的位置处，并在前后方向上相互隔开，而平台42在车架12之间延伸，并位于较低的位置处。这些连接件在车架12之间延伸，并连接到车架12以及座架14上。所有这种连接均允许绕与车辆10的前后方向一致的相应水平枢轴进行相对枢转，从而使得各连接部位的枢轴相互平行。在本示例中，连接件40、42中之一与车架12和座架14中之一之间的各连接部位均由连接件的衬套成型部件提供，该衬套成型部件装入相应的车架12和座架14的杆状或管状成型部件中，该杆状或管状部件具有圆形横截面，并且沿车辆10的前后方向延伸。

连接杆40和平台42均略微弯曲，在后视图(图3)中形成为扁平的倒V字形，这样，座架14相对于车架12略微凸起。应当理解，尽管连接杆40和平台42均呈弯曲状，但由于各连接杆40的截面之间无转动，它们仍为刚性的并在运转过程中保持长度不变。但在本发明另一示例中，各连接杆40可包括在连接杆的连接部位与座架14相互铰接的两条支腿，这样使得连接杆的支腿之间的角度以卡钳方式(caliper fashion)可随意地变化，从而改变车架12之间的横向间隔，并由此改变车辆10的宽度和座架14的高度。一旦选定车辆10的所需宽度，就可将各连接杆的支腿锁定，以防止使用期间发生相对转动。

平台42位于较低的位置处，并在座架14的两侧形成一对大致扁平的支承面44，用以支承车座16上所乘坐的驾驶员的脚。

车辆10包括一对倾斜的伸缩支杆46(如图2和图3所示)，各伸缩支杆均与各车架12中之一和邻近该车架12的平台42相连。这些支杆46用于限制车架12相对于平台42的枢转，这样便起到制动机构的作用，从而限制运转时车架12和座架14相对于垂直方向的倾斜。各支杆46还包括弹簧-阻尼装置，这样，在车辆10的驾驶员有意使得车架12和座架14倾斜之后，各支杆46协助车辆返回到如图1至图3所示的中立位置。

各车架12的从动齿轮28通过各个半轴48(如图2和图3所示)与发动机36驱动连接，这些半轴48横向延伸于各车架12和座架14之间。各半轴48的两端均具有万向节，这样，无论车辆10运转时怎样倾斜，均可通过半轴48将转矩和转动传递至从动齿轮28上。在半轴48与发动机36之间串联连接有变速器和差速器(图中未示出)。这样，各后轮20在运转时受到驱动并通过传动系与发动机36驱动连接，所述传动系包括：变速器和差速器、相应的半轴48、从动齿轮28、传动链30和后齿轮32。

正如从附图中可以看出，车把34通过转向联动装置50与各车架12的转向叉杆22相连，以根据驾驶员对车把34的转动而使前轮18绕它们各自的转向轴同步枢转。车辆操作控制器以类似于传统摩托车的方式装于车把34上。这样，车把34所提供的把手之一包括油门扭把，该油门扭把用于控制发动机36的输出。尽管图中未示出，车把34还设有制动杆和离合器分离杆，该制动杆用于对前轮18上的制动器进行操作。座架14上的制动踏板(图中未示出)设有后制动操作部件。

在使用时，车辆10的驾驶员坐于座架14上形成的车座16上，驾驶员的脚放于平台42上。当变速器啮合时，通过半轴48和传动链30将驱动转矩传递至后轮20，以驱动车辆10。车辆10沿直线快速移动时，通过采用与对快速移动的摩托车或自行车加以控制的同样的陀螺力学方法来保持车架12直立。在此状态下，车辆10便以类似于后轮驱动的四轮摩托车的方式运转。

但在车辆转弯时，驾驶员靠向拐弯处，使其重心位置偏移，这样使得座架14相对于垂直方向而朝向拐弯处内侧侧向倾斜。座架14的这种倾斜，通过操作连接杆40和平台40，可使车架12自动朝向拐弯方向同步倾斜，从而改变车轮18、20的外倾角。车辆10的重心朝向拐弯内侧偏移，这有助于车辆10有效地转弯。显然，车辆10的这种转向方式类似于摩托车的转向方式。但车架12、座架14的可倾斜的角度受到支杆46的限制。

在附图6中可以很清楚看到，连接件(40，42)在这种转弯期间大致保持它们的水平定向。在本示例中(如图3所示)，连接杆40的长度和平台42的长度相等，这样，车辆10进行转弯时，各车架12和座架14相对于垂直方向的角度发生等量改变。从而使得各车架12同步倾斜且倾角相等。但是，在本发明另一实施例中，连接杆40和平台42的相对长度可以这样设置，即：使转弯时位于拐弯内侧的车架12(即朝向发生倾斜的车架12)相对于垂直方向比位于外侧的车架12倾斜得更大。这有利于实现有效的转弯，这是由于位于内侧的车架12实际上必须比位于外侧的车架12转弯转得更急的缘故。

在车辆10通过拐弯处之后，驾驶员通过偏移其重心并借助于车轮18、20产生的回转力使座架14重新变为完全直立，从而使车架12自动变为完全直立。车架12的这种强制移动是借助于包括盘簧在内的倾斜支杆46实现的。

在车辆快速转弯时，需要限制前轮18的转向，但在车辆低速转弯时，可以通过转动车把34使车辆10转向。应当理解，转向联动装置50设置采用类似于传统汽车的转向联动装置的方式，这样，在车辆低速转弯时，各前轮18绕各自不同的半径转动。而且，可以以传统的方式采用差速器操作自动调节后轮20的相对旋转速度。

车辆10的车轮18、20具有独立的悬挂系统，这样，车辆10也适于越野使用。除具有悬挂系统和座架14的离地高度较大以外，车辆10便于沿斜坡进行安全行驶，这是其在越野行驶中的一个优点。该优点参考附图7可最清楚地看到，图中所示的车辆10沿侧向延伸的约20°的斜坡行驶。无论该角度多大，座架14和车架12在相对于斜坡支承面倾斜以保持直立后，均处于直立状态。这种结构自然降低了车辆10沿斜坡行驶时侧向翻倒的可能性。

停车时，车架12和座架14完全侧向倾斜至最大程度，直至受到其中一个倾斜支杆46的约束而停止。可选地，通过将支杆46暂时锁定为直立状态，有助于实现低速时操纵灵活性。

参考附图所述车辆10的优点在于，该车辆可提供传统摩托车的操作方便性和高速转弯能力，同时具有所谓四轮自行车的稳定性和舒适感。四轮自行车转弯时的局限性通过车架12朝向拐弯方向倾斜得以克服。而且，车架12的独立上下运动在越野使用期间，尤其是沿侧向延伸的斜坡行驶时具有优势。

Claims (17)

1.一种轮式车辆，包括：

两个车架，其用于支承车轮，并且所述两个车架侧向隔开；

一对车轮，其装于各所述车架上，所述车轮在地面上支撑所述车架，所安装的每对车轮可操作地绕大致水平的旋转轴旋转，并沿相应的车架而相互隔开；以及

发动机，其通过传动系与各所述车架上的至少一个车轮相连，

其中，所述车架相互连接在一起，以相对于垂直方向同步侧向倾斜，从而使各车轮的外倾角随所述车架的倾斜而发生改变。

2.根据权利要求1所述的车辆，其中，

各所述车架上装有前轮和后轮，所述前轮与驾驶员可操作的转向机构操作连接，以使所述前轮绕各自的转向轴同步枢转。

3.根据权利要求2所述的车辆，其中，

所述发动机通过所述传动系与所述后轮相连以驱动所述后轮。

4.根据权利要求2或3所述的车辆，其包括座架，所述座架位于所述车架之间并与所述车架相连，这样使得所述座架离开地面且被配置成与所述车架同步倾斜，所述座架设有用于车辆驾驶员的座位。

5.根据权利要求4所述的车辆，其中，

各所述车架的前后方向和各所述座架的前后方向与所述车辆的前后方向大致一致。

6.根据权利要求4或5所述的车辆，其中，

所述转向机构设置在所述座架上，所述转向机构采用摩托车式车把的形式，各所述车架的前轮通过转向联动装置与所述车把相连。

7.根据权利要求6所述的车辆，其中，

车辆操作控制器设置在所述车把上。

8.根据权利要求7所述的车辆，其中，

所述操作控制器包括发动机油门扭把和用于操作车轮上的制动器的制动杆。

9.根据权利要求4至8中任一项所述的车辆，其中，

从动齿轮可转动地装于各所述车架上，各所述从动齿轮与所述发动机驱动连接，并通过链条传动装置或皮带传动装置与相应的后轮依次相连。

10.根据权利要求9所述的车辆，其中，

所述发动机由所述座架支承，并且所述发动机通过一对半轴与各从动齿轮驱动连接。

11.根据权利要求10所述的车辆，其中，

所述车辆包括差速器，所述差速器串联连接在所述发动机和所述半轴之间的所述传动系中，以通过所述半轴使所述后轮的相对旋转速度在转弯时可自动改变。

12.根据权利要求4至11中任一项所述的车辆，其中，

所述车架和所述座架由多个侧向延伸的连接件连接在一起，各所述连接件连接到所述车架和所述座架上，各连接均为这样：即，允许所述连接件相对于各所述车架绕与车辆的前后方向一致的枢轴枢转。

13.根据权利要求12所述的车辆，其中，

所述连接件为刚性的，这样，无论所述车架运转时怎样倾斜，所述连接件的长度都保持不变。

14.根据权利要求13所述的车辆，其中，

所述连接件的长度相等，并且各所述连接件与所述座架的连接部位位于该连接件与相应的车架的连接部位之间。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的车辆，其中，

所述连接件包括两个连接杆和平台部件，所述连接杆位于相对较高的位置并沿车辆的前后方向相互隔开，所述平台部件位于相对较低的位置，并且为所述座架上乘坐的驾驶员的脚提供支承面。

16.根据权利要求2至15中任一项所述的车辆，其中，

各所述车架采用摩托车式车架的形式，各所述车架的前轮装于叉杆上，所述叉杆可绕其纵轴进行枢转，这样，各所述前轮的转向轴即为相应的叉杆的纵轴，所述前轮的悬挂装置与所述叉杆的阻尼伸缩支杆合为一体，所述阻尼伸缩支杆横跨所述车轮，以使所述车轮的车轴装入所述阻尼伸缩支杆的自由端中。

17.根据权利要求16所述的车辆，其中，

各所述车架的后轮装于转动臂的自由端上，所述转动臂沿车辆的前后方向延伸，并且所述转动臂的最前端通过枢轴与相应的车架枢连，以可操作地绕大致水平的枢轴枢转，所述转动臂的枢转运动为弹簧阻尼运动。

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