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CN1251895C - 悬架装置 - Google Patents

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CN1251895C CNB01819771XA CN01819771A CN1251895C CN 1251895 C CN1251895 C CN 1251895C CN B01819771X A CNB01819771X A CN B01819771XA CN 01819771 A CN01819771 A CN 01819771A CN 1251895 C CN1251895 C CN 1251895C
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Abstract

本发明公开了一种用于水陆两用车辆的悬架装置，包括：控制臂；驱动装置，其枢转固定到车体以与用于控制臂的固定装置间隔开，并能够操作使控制臂绕其与车体的枢轴连接装置产生转动以使车轮支承产生位移，这样，车轮在两个极限位置之间移动，在第一位置，车轮一般处于竖直状态以实现与路面的作用，在第二位置，车轮处于缩回位置以实现车辆在水面的运动，其中：驱动装置在其总长度的中间位置枢转固定到车体上，由此，在使用状态中，当车轮支承在第一、第二极限位置之间移动时，驱动装置相对于车体产生枢轴转动；以及当车轮处于缩回位置时，所述车轮位于相对于竖直方向成一角度，并在车辆的纵向方向和横向方向交叠于所述驱动装置之上。

Description

悬架装置
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的悬架装置，更具体地说，本发明涉及一种用于水陆两栖车辆但不专用于水陆两栖车辆的悬架装置。
背景技术
在传统的悬架装置中，减振器或悬架杆在其上端固定到车体，而将其下端固定到车轮的控制臂。通常悬架杆由汽缸和叠进汽缸中的轴组成，汽缸和轴内部偏移分离并缓冲。汽缸安装在控制臂上，并通常载有用于螺旋弹簧的支座。螺旋弹簧在支座和车体之间被压缩。
在更先进的车辆悬架装置中，众所周知的是将液压缸在其上端固定到车体，而在其下端固定到车轮的控制臂。通常将通过压缩空气加压的汽缸连接到液压油容器形式的储存罐。在液压系统中，压缩空气使液压系统具有弹性，并通过在液体管中的节流作用获得缓冲。
通常水陆两用车辆的要求是车轮能向上收缩并进入到车体内，从而形成具有良好水运性能的平滑外壳体表面。传统的悬架装置不能保证悬架杆或液压缸充分的运动而不与缩回的车轮发生干涉。
现有技术中，美国专利No.5,690,046(Greech)中公开了一种用于水陆两用车辆的可收缩悬架。这种车辆为水陆两用三轮摩托车，利用液压柱塞收回在前、后轮上的螺旋弹簧和减振装置。这种方法的主要缺陷在于当悬架操作时具有可以忽略的拱形变化，在轮子收回时也不消失。由于在上述专利中只公开了相对小的轮子，上述拱形变化将不成为问题，因为轮子能垂直地存储在车身内。然而，这样小的车轮用在水陆两用车辆上既限制了车辆的离地间隙，也限制了车辆车体或者船体的横向舭部升高(deadrise)(在横向剖面“V”的厚度)。这也限制了水上速度和操控性能。也应该注意，上述车辆需要在公路上进行倾斜转弯以转向并使用摩托车轮胎，以便获得足够的安定性能而不会在转弯处出现车轮拱形变化。因此上述方案并不是汽车型水陆两用车辆的适宜解决方案。
WO95/23074公开了提升路面车轮的旋转扭杆。这是非常好的解决方法，但其在车辆的中心占据了远离轮子的较多空间。类似地，美国专利No.5,755,173(Rorabaugh和Costa)公开了利用穿过临接前、后轴的车辆中心的横向螺旋千斤顶的方法，但其也会产生包装的问题。在车辆工程中通常认为比较适宜的方式是将整个悬架容纳在各自轮子的拱门内；这也是不使用扭杆和板簧悬架的一个原因。
发明内容
因此，本发明提供了一种改进的悬架装置，其增加了缩回的车轮向上提升并向内的移动量。
根据本发明的第一方面，本发明提供了一种用于水陆两用车辆的悬架装置，包括枢转固定到车体并延伸到车轮支承的控制臂，控制臂和车轮支承安装成彼此相对产生枢轴运动，车轮支承包括用于支撑车轮的装置，所述悬架装置还包括：驱动装置，其枢转固定到车体以与用于控制臂的固定装置间隔开，并能够操作使控制臂绕其与车体的枢轴连接装置产生转动以使车轮支承产生位移，这样，车轮在两个极限位置之间移动，在第一位置，车轮一般处于竖直状态以实现与路面的作用，在第二位置，车轮处于缩回位置以实现车辆在水面的运动，其中：驱动装置在其总长度的中间位置枢转固定到车体上，由此，在使用状态中，当车轮支承在第一、第二极限位置之间移动时，驱动装置相对于车体产生枢轴转动；以及当车轮处于缩回位置时，所述车轮位于相对于竖直方向成一角度，并在车辆的纵向方向和横向方向交叠于所述驱动装置之上。
在优选方式中，驱动装置为长形并且长度能够变化以在第一和第二极限位置之间移动车轮支承，驱动装置绕轴线枢转固定到车体上，当车轮支承位于第一极限位置时，所述轴线位于接近驱动装置的长度中间三分之一位置的区域。
在优选方式中，当车轮支承在第一、第二极限位置之间移动时，悬架装置设置成可使驱动装置能在20°角内或大于20°的角度范围内枢轴转动。在更优选方式中，当车轮支承在第一、第二极限位置之间移动时，悬架装置设置成可使驱动装置在接近35°角内枢轴转动。
在优选方式中，驱动装置通过至少一个耳轴枢转固定到车体上。
驱动装置可以包括双作用液压缸或柱塞，在这种情况下，柱塞包括在一端可操作地连接到控制臂，在另一端连接到容纳于汽缸内的活塞的轴，汽缸可枢转固定到车体上。在这种设置中，当车轮支承位于第一极限位置时，液压柱塞提供用于车轮的悬挂作用。
在优选方式中，控制臂为第一控制臂，车轮支承通过安装在第一控制臂上面的第二控制臂可枢转地连接到车体。在更优选方式中，第一和第二控制臂均通过球接头方式连接到车轮支承，所述球接头使控制臂和车轮支承以平行四边形类似的方式一起移动。在特别优选实施方式中，第一、第二控制臂包括双叉形臂装置。
根据本发明第二方面，其提供了一种包括根据第一方面的悬架装置的水陆两用车辆。
附图说明
下面参照相应的附图对下面优选实施例进行具体说明，其中：
图1是显示根据本发明的悬架装置的透视图；
图2是显示图1悬架装置的侧向示意图，其中示出了道路使用时处于伸长位置的车轮和悬架；以及
图3是显示与图2相似的视图，其中示出了水中使用模式时处于缩回位置的悬架和车轮。
具体实施方式
首先参照图1和图2，用于水陆两用车轮8的悬架装置总体上表示为附图标号10。车轮8安装在轴(未示出)上以绕轴线12旋转，其通常固定到竖直车轮支承14上。上控制臂18和下控制臂20从车体16上支撑竖直车轮支承14。控制臂18、20彼此间隔一段距离成直线布置，并绕各自平行轴线22、24可旋转地固定到车体16。这就是通常所称为的双叉形臂悬架装置。
各自的球接头28、30将控制臂18、20连接到竖直车轮支承14。球接头使竖直车轮支承14进行转向运动，因此，侧向平面中的车轮8能实现沿如箭头A所示在驱动模式下进行转向。球接头28、30也使控制臂18、20在正常道路的悬架操作期间以平行四边形的方式一起移动。在传统的双叉形臂结构中，车辆的转向系统(未示出)连接到竖直车轮支承14。在车辆后轮不转向的情形中，竖直车轮支承14通过以公知方式连接到车体的循迹控制杆(track control rod)(未示出)保持在固定位置。
悬架装置10还包括具有双驱动活塞(图2和3中的35)和轴36的液压缸34形式的悬架滑柱或驱动装置32，轴36能在液压缸34向内、向外进行伸缩运动。端口31、33设置在液压缸34的各个端部，其连接到液压管以将压力液压油供给到汽缸中，用于使轴36能够实现悬挂、延伸或缩回等操作。采用耳轴形式的枢转固定装置42将汽缸34的下端固定到车体16上，所述轴36通过气缸34进行驱动。汽缸34的上端不连接到车体16，使汽缸绕固定装置42不受干涉地进行旋转。从汽缸34延伸的轴36的端部以枢轴方式在一位置连接到控制臂20以绕轴线40进行旋转，在此位置控制臂的近端临近车轮8。
下面参照图2，悬架装置10处于道路模式中，其中通常处于直立位置的车轮8与公路表面44形成接触。悬架滑柱32的轴36几乎完全延伸，而且轴36的延伸能使车轮8适应道路表面44的凹陷。如果车轮8移动到显示为虚轮廓线9的缩回位置，如果汽缸不移动，则可以看出车轮8将碰撞汽缸34。
当车辆进入水中并需要向上缩回车轮8进入车体16以用于船行模式时，压力液压油供给到液压缸的下端口31。接着，汽缸34的活塞35作用以使轴36缩进汽缸中。当轴36缩回时，控制臂20绕如箭头B所示的方向绕轴线24旋转，具有轴线40并连接到控制臂的枢轴连接装置沿虚线46表示的弧线运动。控制臂20和轴36之间的连接的轨迹，以及轴36与气缸保持轴向对正的要求，使汽缸34响应于控制臂20的运动如箭头C所示绕枢转固定装置42旋转。因此，在缩回过程中，轴36和汽缸34保持轴线对正。
如图3所示，当轴36完全缩进汽缸34时，控制臂20和车轮8向上朝向车体16移动大约60°角，而液压缸34绕固定装置42旋转接近35°角到几乎与升高的车轮8平行的位置。当车轮升高时，汽缸34的这个角运动将汽缸移出车轮8的路径，并使车轮的主要部分移进车体内。
为了从缩回位置降低车轮到用于道路模式的垂直位置，将压力液压油供给到汽缸34的上端口33。接着，活塞35在汽缸中向下移动以使轴36延伸，从而带动控制臂20、车轮8和汽缸34后移到其道路模式位置，上述移动路径与用于缩回运动的路径相同，但方向相反。
从图2可以看出，当车轮在伸出位置时，驱动装置32枢转固定到车体16的轴线22位于沿驱动装置的长度方向大约为中部的位置。在优选实施方式中，当车轮在伸出位置时，轴22设置成位于包括驱动装置的长度中间三分之一(central third)区域的位置。
在如上所述的悬架装置10中，用于在伸出和缩回位置之间移动悬架和车轮部件的驱动装置32设置为双作用液压缸或者柱塞的形式。当然，本发明也可以采用任何形式的驱动装置。例如，驱动装置32可以是气动缸或活塞的形式，或任意其它适合的液压、气动或电动的机械装置。

Claims (12)

1.一种用于水陆两用车辆的悬架装置，包括枢转固定到车体并延伸到车轮支承的控制臂，控制臂和车轮支承安装成彼此相对产生枢轴运动，所述车轮支承包括用于支撑车轮的装置，所述悬架装置还包括：驱动装置，其枢转固定到车体以与用于控制臂的固定装置间隔开，并能够操作使控制臂绕其与车体的枢轴连接装置产生转动以使车轮支承产生位移，这样，车轮在两个极限位置之间移动，在第一位置，车轮一般处于竖直状态以实现与路面的作用，在第二位置，车轮处于缩回位置以实现车辆在水面的运动，
其中：驱动装置在其总长度的中间位置枢转固定到车体上，由此，在使用状态中，当车轮支承在第一、第二极限位置之间移动时，驱动装置相对于车体产生枢轴转动；以及
当车轮处于缩回位置时，所述车轮位于相对于竖直方向成一角度，并在车辆的纵向方向和横向方向交叠于所述驱动装置之上。
2.根据权利要求1所述的悬架装置，其特征在于：
驱动装置为长形并且长度能够变化以在第一和第二极限位置之间移动车轮支承，驱动装置绕轴线枢转固定到车体上，当车轮支承位于第一极限位置时，所述轴线位于接近驱动装置的长度中间三分之一位置的区域。
3.根据权利要求1或2所述的悬架装置，其特征在于：
当车轮支承在第一、第二极限位置之间移动时，悬架装置设置成可使驱动装置能在等于或大于20°的角度范围内枢轴转动。
4.根据权利要求3所述的悬架装置，其特征在于：
当车轮支承在第一、第二极限位置之间移动时，悬架装置设置成可使驱动装置在接近35°角内枢轴转动。
5.根据权利要求1所述的悬架装置，其特征在于：
驱动装置通过至少一个耳轴枢转固定到车体上。
6.根据权利要求1所述的悬架装置，其特征在于：
驱动装置包括双作用液压缸或柱塞。
7.根据权利要求5所述的悬架装置，其特征在于：
柱塞包括在一端可操作地连接到控制臂，在另一端连接到容纳于汽缸内的活塞的轴，汽缸可枢转固定到车体上。
8.根据权利要求6或7所述的悬架装置，其特征在于：
当车轮支承位于第一极限位置时，液压柱塞提供用于车轮的悬挂作用。
9.根据权利要求1所述的悬架装置，其特征在于：
控制臂为第一控制臂，车轮支承通过安装在第一控制臂上面的第二控制臂可枢转地连接到车体。
10.根据权利要求9所述的悬架装置，其特征在于：
第一和第二控制臂均通过球接头方式连接到车轮支承，所述球接头使控制臂和车轮支承以平行四边形类似的方式一起移动。
11.根据权利要求9或10所述的悬架装置，其特征在于：
第一、第二控制臂包括双叉形臂装置。
12.一种水陆两用车辆，其包括权利要求1所述的悬架装置。
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