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CN104029730A - 可横向倾斜的多轮辙车辆 - Google Patents

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CN104029730A CN201410083008.9A CN201410083008A CN104029730A CN 104029730 A CN104029730 A CN 104029730A CN 201410083008 A CN201410083008 A CN 201410083008A CN 104029730 A CN104029730 A CN 104029730A
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Abstract

一种可横向倾斜的多轮辙车辆，其具有至少三个车轮(2)、车身(5)，具有两个车轮(2)的至少一个车轮对(3)，车轮对(3)分配给公用轴，车轮对(3)的一个车轮(2)通过第一车轮控制部(7)悬挂在车身(5)上，并且车轮对(3)的另一个车轮(2)通过第二车轮控制部(8)悬挂在车身(5)上。此外，第一车轮控制部(7)可通过第一齿轮机构(9)与第二车轮控制部(8)耦接，并且第二车轮控制部(8)可通过第二齿轮机构(10)与第一车轮控制部(7)耦接，以及两个齿轮机构(9、10)在各种情况下都在传动轴和输出轴之间具有负的传动比。

Description

可横向倾斜的多轮辙车辆
技术领域
本发明涉及可横向倾斜的多轮辙车辆，尤其是机动车辆。
背景技术
近年来，由于城市中运行的车辆的多样性及相关问题例如交通拥堵或环境污染，对车辆的创新设计的兴趣逐渐增长。为了使例如通过多个车辆共享行车道或停车位来解决停车问题或改善交通流量成为可能，这种类型的车辆将会很小特别是很窄。这种类型的车辆的尺寸通常设计为运输一至两个人。因此这仍然能够保证个人的移动性。而且，所述的小尺寸和低重量的车辆使得降低发动机的输出功率和车辆导致的排放物而无任何驾驶性能的损失成为可能。近年来做了许多尝试来开发多轮辙的、可横向倾斜的车辆，当在弯道驾驶时，这些车辆的整个车辆或它的一部分类似于自行车的方式朝向弯道的内侧倾斜，结果是重力和离心力的合力实质上沿着车身的垂线延伸。因此，车辆的朝向弯道外侧的横向倾斜甚至在可横向倾斜的车辆的轮辙宽度比传统的多轮辙车辆的轮辙宽度相对窄的情况下被阻止。
实践中已经公开了不同类型的具有三个或四个车轮的可横向倾斜的车辆。例如，在一些三轮车辆中仅仅车身和中心车轮可以倾斜，而具有两个安装在公用轴上的偏心轮的一对车轮不可以倾斜。然而，优选的解决方案通常是所有的车轮可以和车身一起倾斜，这是因为这种解决方案相对于车辆的宽度来说需要较少的安装空间以及因此车辆的总体设计很窄。
可横向倾斜的车辆的一个重要的方面是自发直立性。通常车辆的质心在车身横向倾斜过程中下降。然而，这就意味着可横向倾斜的多轮辙车辆的车身将不会再次自动直立自身。实现横向倾斜的车身的自动直立的简单的可能性是在横向倾斜过程中在倾斜角增加时提高车辆的质心。另外，该解决方案提供了甚至车辆在停止时车辆自动呈现稳定的直立位置这样一个重要的优势，因为车辆的质心在该位置位于最低。
例如，US5040812公开了一种至少具有三个车轮的可横向倾斜的多轮辙车辆，在横向倾斜过程中当倾斜角增加时通过皮带传动提高该车辆的车身。
进一步地，DE19838328C1已经公开了一种具有三个或四个车轮的多轮辙可横向倾斜的车辆，在该车辆中车辆的前车轮对具有独立的带有双叉臂轴的车轮悬挂系统。在各种情况下由下叉臂支承的支柱和压杆共同形成了在铰接于车身的旋转杆上通过以下方式用作曲柄连杆的刚性三角形：在车身和车轮的倾斜位置中在车轮对附近提高车身。
发明内容
针对以上背景技术，本发明的目的在于提供至少一种替代现有技术的技术，通过该技术可以实现多轮辙可横向倾斜的车辆尤其是机动车辆在横向倾斜后自动自发直立。而且，该技术方案应具备紧凑的总体设计，目的是保证尽可能小的需要的安装空间以便实现窄的车辆。
本发明的目的通过以下技术方案来实现。
本发明提供了一种可横向倾斜的多轮辙车辆，其具有至少三个车轮2、车身5，具有两个车轮2的至少一个车轮对3，车轮对3分配给公用轴，车轮对3的一个车轮2通过第一车轮控制部7悬挂在车身5上，并且车轮对3的另一个车轮2通过第二车轮控制部8悬挂在车身5上。第一车轮控制部7可通过第一齿轮机构9与第二车轮控制部8耦接，并且第二车轮控制部8可通过第二齿轮机构10与第一车轮控制部7耦接，以及两个齿轮机构9、10在各种情况下都在传动轴和输出轴之间具有负的传动比。
进一步地，传动比小于-1。
进一步地，齿轮机构9、10是行星齿轮机构或差动齿轮机构。
进一步地，分配给车轮控制部7、8的每个车轮2以振动的方式有弹性和阻尼地安装在各个车轮控制部7、8上。
进一步地，车轮控制部7、8是在各种情况下一端枢转安装在车身5上、另一端可旋转地安装在车轮2上的纵向连杆。
进一步地，在各种情况下两个车轮对3具有两个车轮2，一个车轮对3形成车辆的可操纵的前轮，另一个车轮对3形成车辆的后轮。
应当指出的是，在以下说明书中分别说明的特征可以以任何所需要的技术上有意义的方式彼此结合，并进一步公开了本发明的实施例。说明书尤其结合附图进一步描绘和说明本发明。
根据本发明的可横向倾斜的多轮辙车辆，尤其是机动车辆，具有至少三个车轮、车身例如车架以及至少一个具有两个分配至公用轴的车轮的车轮对。在此，车轮对中的一个通过第一车轮控制部，例如诸如纵向连杆或叉臂这样的车轮控制连杆，悬挂在车身上，并且车轮对的另一车轮通过第二车轮控制部，例如诸如纵向连杆或叉臂这样的车轮控制连杆，悬挂在车身上。根据本发明，第一车轮控制部可通过第一齿轮机构，例如行星齿轮机构或差动齿轮机构，与第二车轮控制部耦接。第二车轮控制部可类似地通过第二齿轮机构，例如行星齿轮机构或差动齿轮机构，与第一车轮控制部耦接。一旦通过两个齿轮机构中的一个产生第一车轮控制部与第二车轮控制部耦接，一个车轮控制部的移动将依照用于耦接的齿轮机构的传动比传递给另一个车轮控制部。根据本发明，两个齿轮机构在各种情况下在传动轴和输出轴之间具有负的传动比。
不失一般性，在以下说明中，第一齿轮机构的传动轴分配给第一车轮控制部，第二齿轮机构的传动轴分配给第二车轮控制部。因此，第一齿轮机构的输出轴分配给第二车轮控制部，第二齿轮机构的输出轴分配给第一车轮控制部。在此，分配意味着，在第一车轮控制部和第二车轮控制部之间已经通过第一齿轮机构产生耦接的情况下，第一齿轮机构的传动轴连接至第一车轮控制部，第一齿轮机构的输出轴连接至第二车轮控制部。相应地，在两个车轮控制部之间已经通过第二齿轮机构产生耦接的情况下，第二齿轮机构的传动轴连接至第二车轮控制连杆，第二齿轮机构的输出轴连接至第一车轮控制连杆。
众所周知，每个齿轮机构的传动轴的转速与输出轴的转速的比率被定义为传动比。负的传动比特指各个齿轮机构的传动轴和输出轴以相反的方向转动。
当行驶通过弯道时，在根据本发明的车辆的情况下，例如，分配给弯道外侧车轮的车轮控制部，例如第一车轮控制部，通过第一齿轮机构与分配给弯道内侧车轮的第二车轮控制部耦接。在这种情况下，第二齿轮机构在车轮控制部之间不产生任何耦接。车轮控制部之间的第二齿轮机构的耦接的断开能够以适当的方式通过本身已知的离合器发生。如果车身和车轮都向弯道内侧倾斜，弯道外侧车轮和第一车轮控制部将与车身远离(从车身向下看)。因为根据本发明齿轮机构的传动比是负的，弯道内侧车轮和第二车轮控制部相对于第一车轮控制部以相反的方向，即朝着车身的方向(从车身向上看)移动。
当在相反的方向上行驶通过弯道时，根据本发明的车身和车轮再次向着弯道的内侧倾斜，并因此相对于上述情况在相反的方向。弯道外侧、第二车轮控制部通过第二齿轮机构与第一、弯道内侧车轮控制部耦接。在这种情况下，第一齿轮机构在车轮控制部之间不产生任何耦接。车轮控制部之间的第一齿轮机构的耦接的断开能够再次以适当的方式通过本身已知的离合器发生。如果车身和车轮都向弯道内侧倾斜，弯道外侧车轮和第二车轮控制部将与车身远离(从车身向下看)。因为根据本发明齿轮机构的传动比是负的，弯道内侧车轮和第一车轮控制部相对于第二车轮控制部以相反的方向，即朝着车身的方向(从车身向上看)移动。
与背景技术部分针对在车身向外倾斜过程中升高车身的现有技术的说明中描述的杠杆机构相比，根据本发明提供的双杠杆的可选择性定义的和间隔开的枢轴点有利地使所需的安装空间大大缩小并且其仅在中心位置提供。根据本发明的解决方案，可横向倾斜的多轮辙车辆的自动自发直立因此能够以一种特别紧凑的方式实现。
因此，本发明的一个有利的改进提供了齿轮机构是(整体设计紧凑的)行星齿轮机构或差动齿轮机构。
本发明的另一有利的改进提供了齿轮机构的传动比小于-1。小于-1的负的传动比保证了在车辆横向倾斜过程中弯道内侧、第一车轮控制部向上移动的量小于弯道外侧、第二车轮控制部向下移动的量。这将导致车身向着弯道内侧横向倾斜，并且同时，根据本发明的车辆质心提高，其结果是车身自动自发直立为直立的中间位置成为可能，因为车辆的质心在直立中间位置具有最低的位置。
为了使根据本发明的车辆提供令人满意的驾驶舒适性成为可能，根据本发明的另一有利的改进，分配给车轮控制部的每个车轮以振动的方式有弹性和阻尼地安装在各车轮控制部。因此，尤其是各个车轮的振动，例如由于道路不平坦而引起，直接被车轮自身吸收，并且实质上不会被传递给齿轮机构，至少不会是无阻尼的方式。
根据本发明的另一有利的改进，车轮控制部是纵向连杆，其在各种情况下一端枢转安装在车身上同时另一端可旋转地安装在车轮上。因此，车轮对的每个车轮在各种情况下通过一个纵向连杆独立悬挂在车身上。尤其是在多轮辙可横向倾斜的车辆或机动车辆的驱动后轮的情况下，纵向连杆悬挂系统提供后轮可通过链传动或皮带传动驱动的核心优势。
根据本发明的另一有利的改良，多轮辙可横向倾斜的车辆具有两个车轮对的特征，所述两个车轮对在各种情况下具有上述方式的两个车轮。车辆的第一车轮对形成可操控的前轮，第二车轮对形成车辆的后轮。
附图说明
本发明的进一步的特征和优势由以下对本发明的一个示例性实施例的描述来说明，这不应当理解为限制，在以下的文本中参照附图以图表的方式将会更加详细的说明本发明的特征和优势，其中，
图1显示了根据本发明的多轮辙可横向倾斜的车辆的第一个示例性实施例的俯视图、侧视图和后视图；和
图2显示了图1中所示的车辆的侧视图和两个后视图。
附图标记
1 可横向倾斜的多轮辙车辆
2 车轮
3 车轮对
4 车辆乘员
5 车身
6 向前行驶方向
7 第一车轮控制部、第一纵向连杆
8 第二车轮控制部、第二纵向连杆
9 第一齿轮机构
10 第二齿轮机构
11 1的质心
A 横向倾斜中7向下移动的幅度
B 横向倾斜中8向上移动的幅度
C 横向倾斜中11的提高幅度
具体实施方式
在不同的附图中，相同的部分始终使用相同的附图标记，以便所述部分通常仅仅描述一次。
图1显示了根据本发明的多轮辙可横向倾斜的车辆1，尤其是机动车辆的一个示例性实施例的上部示出的俯视图、左下方示出的侧视图和右下方示出的后视图。车辆1总共有四个车轮2，在各种情况下分配给公用轴的两个车轮2形成了车轮对3。从图1中可以看出，车辆1具有前车轮对3，其中的车轮2是可操纵的，以在各自相对的方向施加锁定的两个车轮2表示，以及后面的非可操纵的车轮对3。图1中所示的车辆1设计为运输一个至两个人4或乘员4，从图1可以看出，两个车辆乘员4在车辆1中一个坐在另一个的身后。有利地，图1中显示的车辆1具有用于保护乘员4的封闭的车身5，例如，应对外部天气的影响，并且与敞开的车身5相比还为乘员4提供了改善的安全性。
从图1的后视图可以看出，在车辆1横向倾斜的过程中车身5和车轮2都倾斜。横向倾斜的车辆1在后视图中用虚线表示。
例如，可以单独通过电动机或内燃机或通过电动机和内燃机的结合(混合驱动)对车辆1进行驱动。
图2从左至右显示了图1中所示的车辆1的侧视图、第一后视图和第二后视图。在侧视图中，用相应的箭头6表示车辆1的向前的行驶方向。第一后视图显示了从后面观察的位于非倾斜的直立的位置的车辆1。第二后视图显示了车辆1位于图中的横向向右倾斜的位置。图2中的所有视图显示了图1中所示的车辆1的后车轮对3的车轮2。
从图2可知，尤其是后视图，车轮对3的一个车轮2通过由第一纵向连杆7形成的第一车轮控制部7悬挂在车身5上，并且所述车轮对3的另一个车轮2通过由第二纵向连杆8形成的第二车轮控制部8悬挂在车身5上。即，两个纵向连杆7和8在各种情况下一端枢转安装在车身5上，另一端分别可旋转地安装在车轮2上。
此外，图2概略地示出了在两个车轮控制部7和8或纵向连杆7和8的枢转安装区域中的两个齿轮机构9和10，这使得在第一纵向连杆7和第二纵向连杆8之间通过具有小于-1的负的传动比的第一齿轮机构9产生耦接成为可能，该传动比在第一齿轮机构9连接至第一纵向连杆7的传动轴以及连接至第二纵向连杆8的输出轴之间提供。此外，第二纵向连杆8和第一纵向连杆7之间的耦接可通过具有小于-1的负的传动比的第二齿轮机构10产生，该传动比是第二齿轮机构10连接至第二纵向连杆8的传动轴以及连接至第一纵向连杆7的输出轴之间的传动比。
从图2的第二个后视图可知，例如，车身5和车轮对3的车轮2向右侧倾斜，并且车辆1沿右转弯行驶。在这种情况下，弯道中的第一、外侧纵向连杆7通过第一齿轮机构9与弯道中的第二、内侧纵向连杆8耦接。在这种情况下，第二齿轮机构10在纵向连杆7和8之间不产生任何耦接。车轮控制部7和8之间借助于第二齿轮机构10的耦接的断开能够以适当的方式通过本身已知的离合器发生。从图2的第二个后视图可知，弯道外侧车轮2和弯道外侧第一纵向连杆7向下移动远离车身5。因为根据本发明的齿轮机构9的传动比是负的，弯道中的内侧车轮2和第二纵向连杆8相对于第一纵向连杆7以相反的方向，即向上朝着车身5的方向移动。齿轮机构9的小于-1的负的传动比在之后保证弯道中的内侧第二纵向连杆8以小于弯道中的外侧第一纵向连杆7向下移动的量B的量A向上移动。这导致车身5向着弯道的内侧横向倾斜，并且同时，图2中示出的车辆1的质心11同样提高量C，如图2的后视图中的两条水平穿过质心11延伸的虚线所示。在车辆1的横向倾斜过程中，质心11的提高使车身5自动自发直立为直立的中间位置成为可能，因为车辆的质心11在所述位置具有最低的位置。
上述的根据本发明的可横向倾斜的多轮辙车辆尤其是机动车辆并不限制为这里所公开的实施例，而是还包括具有相同效果的其它实施例。

Claims (6)

1.一种可横向倾斜的多轮辙车辆，其具有至少三个车轮(2)、车身(5)，具有两个车轮(2)的至少一个车轮对(3)，车轮对(3)分配给公用轴，车轮对(3)的一个车轮(2)通过第一车轮控制部(7)悬挂在车身(5)上，并且车轮对(3)的另一个车轮(2)通过第二车轮控制部(8)悬挂在车身(5)上，其特征在于，第一车轮控制部(7)可通过第一齿轮机构(9)与第二车轮控制部(8)耦接，并且第二车轮控制部(8)可通过第二齿轮机构(10)与第一车轮控制部(7)耦接，以及两个齿轮机构(9、10)在各种情况下都在传动轴和输出轴之间具有负的传动比。
2.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，传动比小于-1。
3.根据权利要求1或2所述的车辆，其特征在于，齿轮机构(9、10)是行星齿轮机构或差动齿轮机构。
4.根据前述任一项权利要求所述的车辆，其特征在于，分配给车轮控制部(7、8)的每个车轮(2)以振动的方式有弹性和阻尼地安装在各个车轮控制部(7、8)上。
5.根据前述任一项权利要求所述的车辆，其特征在于，车轮控制部(7、8)是在各种情况下一端枢转安装在车身(5)上、另一端可旋转地安装在车轮(2)上的纵向连杆。
6.根据前述任一项权利要求所述的车辆，其特征在于，在各种情况下两个车轮对(3)具有两个车轮(2)，一个车轮对(3)形成车辆的可操纵的前轮，另一个车轮对(3)形成车辆的后轮。
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