一種四輪異步逆相位轉(zhuǎn)向鉸接式客車(chē)結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種四輪異步逆相位轉(zhuǎn)向鉸接式客車(chē)結(jié)構(gòu)，整車(chē)由主車(chē)（1）和副車(chē)（2）兩部分組成，主車(chē)（1）和副車(chē)（2）通過(guò)牽引鉸盤(pán)（8）鉸接，副車(chē)長(zhǎng)度小于主車(chē)長(zhǎng)度，主車(chē)（1）和副車(chē)（2）均為雙橋結(jié)構(gòu)，其主要特征在于：主車(chē)前橋（3）為轉(zhuǎn)向橋，主車(chē)后橋（4）為異步轉(zhuǎn)向橋，副車(chē)前橋（5）為驅(qū)動(dòng)橋，副車(chē)后橋（6）為隨動(dòng)橋；當(dāng)主車(chē)主轉(zhuǎn)向橋輪軸中點(diǎn)偏轉(zhuǎn)角α超過(guò)某一特定值αF時(shí)，主車(chē)由前輪轉(zhuǎn)向方式轉(zhuǎn)換為主車(chē)四輪逆相位轉(zhuǎn)向方式，當(dāng)主車(chē)主轉(zhuǎn)向橋輪軸中點(diǎn)偏轉(zhuǎn)角α小于αF時(shí)，主車(chē)采用前輪轉(zhuǎn)向方式；αF=αmax-βmax本發(fā)明既提高了鉸接客車(chē)在大半徑轉(zhuǎn)向時(shí)的可操作性，又可在彎道較小時(shí)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向方式的快速轉(zhuǎn)換，從而減小轉(zhuǎn)彎通道寬度，降低了駕駛難度。
【專利說(shuō)明】一種四輪異步逆相位轉(zhuǎn)向鉸接式客車(chē)結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及客車(chē)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，目的是發(fā)明一種新型四輪異步逆相位轉(zhuǎn)向鉸接式客車(chē)結(jié)構(gòu)，并建立主車(chē)異步轉(zhuǎn)向橋輪軸中點(diǎn)偏轉(zhuǎn)角與主車(chē)轉(zhuǎn)向橋輪軸中點(diǎn)偏轉(zhuǎn)角之間的異步變化關(guān)系，詳細(xì)說(shuō)明了該轉(zhuǎn)向關(guān)系的確定方法。
技術(shù)背景
[0002]從二十世紀(jì)初(1907年)，日本政府頒發(fā)第一個(gè)關(guān)于四輪轉(zhuǎn)向的專利證書(shū)開(kāi)始，對(duì)于汽車(chē)四輪轉(zhuǎn)向的研究一直伴隨著汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展而進(jìn)行著。二戰(zhàn)期間，美國(guó)在一些軍用車(chē)輛和工程車(chē)輛采用一種前、后逆向位偏轉(zhuǎn)的簡(jiǎn)單機(jī)械式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，以適應(yīng)惡劣的路況，從而改善汽車(chē)低速轉(zhuǎn)向時(shí)的機(jī)動(dòng)性能。70年代末，本田和馬自達(dá)積極投入四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的研發(fā)。1985年，尼桑在客車(chē)上應(yīng)用了世界上第一例實(shí)用的四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，應(yīng)用在一種車(chē)型上的高性能主動(dòng)控制懸架(HICAS)上。但是，四輪轉(zhuǎn)向技術(shù)在商用汽車(chē)上并沒(méi)有真正普及應(yīng)用，日本的一些汽車(chē)公司只在少數(shù)幾種車(chē)系上采用了該系統(tǒng)，并沒(méi)有大批量生產(chǎn)。美國(guó)通用公司于2002年推出一款輕型四輪轉(zhuǎn)向載貨汽車(chē)，成為世界上第一家供應(yīng)四輪轉(zhuǎn)向汽車(chē)的廠家。
[0003]目前，我國(guó)對(duì)四輪轉(zhuǎn)向汽車(chē)的研究還處在起步階段，由于資金和技術(shù)條件的限制，基本只限于在一些高校進(jìn)行理論上的研究。北京理工大學(xué)車(chē)輛與交通工程學(xué)院在兩輪轉(zhuǎn)向汽車(chē)的基礎(chǔ)上進(jìn)行四輪轉(zhuǎn)向汽車(chē)的探索和研究，并在一輛BJ130輕卡上成功實(shí)現(xiàn)了四輪轉(zhuǎn)向汽車(chē)改裝，實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果與理論分析結(jié)果基本一致。
[0004]在鉸接客車(chē)領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)的鉸接式客車(chē)大部分都是前輪轉(zhuǎn)向的三軸式鉸接式客車(chē)，傳統(tǒng)鉸接式客車(chē)應(yīng)用于BRT系統(tǒng)時(shí)所需要的轉(zhuǎn)彎通道寬度較大，占用較多的道路空間，并且由于整車(chē)長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)，轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角過(guò)大，增加了駕駛員的駕駛難度。
[0005]目前，國(guó)內(nèi)、外四輪轉(zhuǎn)向汽車(chē)的研究大都是四輪同步轉(zhuǎn)向，在汽車(chē)轉(zhuǎn)向初始階段就啟用四輪轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)，使得轉(zhuǎn)向半徑過(guò)小，汽車(chē)在起步轉(zhuǎn)向時(shí)難以避免車(chē)尾碰到障礙物，從而帶來(lái)操作上的困難；四輪異步轉(zhuǎn)向汽車(chē)的研究是駕駛員通過(guò)操縱轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)將汽車(chē)轉(zhuǎn)向方式由前輪轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)換為四輪轉(zhuǎn)向，增加了駕駛員的操作量，容易使駕駛員產(chǎn)生疲勞；此外，四輪轉(zhuǎn)向都涉及驅(qū)動(dòng)輪參與實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向功能，這樣會(huì)使得轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜，增加了制造成本。
[0006]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明根據(jù)我國(guó)交通現(xiàn)狀提出了一種新型主車(chē)四輪異步逆相位轉(zhuǎn)向鉸接式客車(chē)結(jié)構(gòu)，主車(chē)前、后轉(zhuǎn)向輪只參與實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向功能，不提供驅(qū)動(dòng)力，大大簡(jiǎn)化了異步轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)，降低了制造成本。當(dāng)方向盤(pán)轉(zhuǎn)角小于某一特定值時(shí)客車(chē)采用前輪轉(zhuǎn)向，超過(guò)該特定值時(shí)，客車(chē)發(fā)出報(bào)警信號(hào)提醒駕駛員將車(chē)速控制在安全范圍，繼續(xù)朝同一方向轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)，經(jīng)過(guò)一套機(jī)械裝置的轉(zhuǎn)換，客車(chē)自動(dòng)由傳統(tǒng)的前輪轉(zhuǎn)向方式轉(zhuǎn)換為主車(chē)四輪逆相位轉(zhuǎn)向方式，即后輪的偏轉(zhuǎn)方向與前輪的偏轉(zhuǎn)方向相反，主車(chē)異步轉(zhuǎn)向橋輪軸中點(diǎn)偏轉(zhuǎn)角β與主車(chē)轉(zhuǎn)向橋輪軸中點(diǎn)偏轉(zhuǎn)角α線性變化，在不增加鉸接客車(chē)制造成本的前提下，減小了轉(zhuǎn)彎通道寬度和轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角，從而降低了駕駛員駕駛難度。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供一種當(dāng)方向盤(pán)轉(zhuǎn)角小于某一特定值時(shí)采用前輪轉(zhuǎn)向，超過(guò)該特定值時(shí)轉(zhuǎn)向方式由主車(chē)前輪轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)換為主車(chē)四輪逆相位轉(zhuǎn)向的鉸接式客車(chē)結(jié)構(gòu)，并建立了主車(chē)主轉(zhuǎn)向橋輪軸中點(diǎn)偏轉(zhuǎn)角與主車(chē)異步轉(zhuǎn)向橋輪軸中點(diǎn)偏轉(zhuǎn)角的變化關(guān)系，詳細(xì)說(shuō)明了該關(guān)系的確定方法。
[0008]結(jié)合附圖，說(shuō)明如下:
[0009]一種四輪異步逆相位轉(zhuǎn)向鉸接式客車(chē)結(jié)構(gòu)，整車(chē)由主車(chē)I和副車(chē)2兩部分組成，主車(chē)I和副車(chē)2通過(guò)牽引鉸盤(pán)8鉸接，副車(chē)長(zhǎng)度小于主車(chē)長(zhǎng)度，主車(chē)I和副車(chē)2均為雙橋結(jié)構(gòu)，主車(chē)前橋3為轉(zhuǎn)向橋，主車(chē)后橋4為異步轉(zhuǎn)向橋，副車(chē)前橋5為驅(qū)動(dòng)橋，副車(chē)后橋6為隨動(dòng)橋；主車(chē)前、后轉(zhuǎn)向輪只參與實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向功能，不提供驅(qū)動(dòng)力；
[0010]當(dāng)主車(chē)主轉(zhuǎn)向橋輪軸中點(diǎn)偏轉(zhuǎn)角α超過(guò)某一特定值^^時(shí)，主車(chē)由前輪轉(zhuǎn)向方式轉(zhuǎn)換為主車(chē)四輪逆相位轉(zhuǎn)向方式，即后輪的偏轉(zhuǎn)方向與前輪的偏轉(zhuǎn)方向相反；當(dāng)主車(chē)主轉(zhuǎn)向橋輪軸中點(diǎn)偏轉(zhuǎn)角α小于％時(shí)，主車(chē)采用前輪轉(zhuǎn)向方式；ａｆ＝ａｍａｘ－βｍａｘ[0011]其中:amax為主車(chē)主轉(zhuǎn)向橋輪軸中點(diǎn)最大偏轉(zhuǎn)角主車(chē)異步轉(zhuǎn)向橋輪軸中點(diǎn)最大偏轉(zhuǎn)角。
[0012]當(dāng)主車(chē)采用四輪逆相位轉(zhuǎn)向時(shí)，主車(chē)異步轉(zhuǎn)向橋輪軸中點(diǎn)偏轉(zhuǎn)角β與主車(chē)主轉(zhuǎn)向橋輪軸中點(diǎn)偏轉(zhuǎn)角α的異步轉(zhuǎn)向關(guān)系為β = a - a F。
[0013]所述的Cimax是在鉸接客車(chē)方向盤(pán)轉(zhuǎn)到極限位置時(shí)，以車(chē)輛通道圓的外圓半徑作為車(chē)身最外點(diǎn)的參考轉(zhuǎn)彎半徑R，得到主車(chē)主轉(zhuǎn)向橋輪軸中點(diǎn)最大偏轉(zhuǎn)角αｍａｘ。
[0014]所述的β max是根據(jù)鉸接客車(chē)彎道行駛軌跡要求，推導(dǎo)建立如下幾何關(guān)系:
[0015]
【權(quán)利要求】
1.一種四輪異步逆相位轉(zhuǎn)向鉸接式客車(chē)結(jié)構(gòu)，整車(chē)由主車(chē)(I)和副車(chē)(2)兩部分組成，主車(chē)(I)和副車(chē)(2)通過(guò)牽引鉸盤(pán)(8)鉸接，副車(chē)長(zhǎng)度小于主車(chē)長(zhǎng)度，主車(chē)(I)和副車(chē)(2)均為雙橋結(jié)構(gòu)，其主要特征在于:主車(chē)前橋(3)為轉(zhuǎn)向橋，主車(chē)后橋(4)為異步轉(zhuǎn)向橋，副車(chē)前橋(5)為驅(qū)動(dòng)橋，副車(chē)后橋(6)為隨動(dòng)橋；主車(chē)前、后轉(zhuǎn)向輪只參與實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向功能，不提供驅(qū)動(dòng)力； 當(dāng)主車(chē)主轉(zhuǎn)向橋輪軸中點(diǎn)偏轉(zhuǎn)角α超過(guò)某一特定值(^時(shí)，主車(chē)由前輪轉(zhuǎn)向方式轉(zhuǎn)換為主車(chē)四輪逆相位轉(zhuǎn)向方式，即后輪的偏轉(zhuǎn)方向與前輪的偏轉(zhuǎn)方向相反；當(dāng)主車(chē)主轉(zhuǎn)向橋輪軸中點(diǎn)偏轉(zhuǎn)角α小于a F時(shí)，主車(chē)采用前輪轉(zhuǎn)向方式；a F=a 其中:a _為主車(chē)主轉(zhuǎn)向橋輪軸中點(diǎn)最大偏轉(zhuǎn)角；β _為主車(chē)異步轉(zhuǎn)向橋輪軸中點(diǎn)最大偏轉(zhuǎn)角。 當(dāng)主車(chē)采用四輪逆相位轉(zhuǎn)向時(shí)，主車(chē)異步轉(zhuǎn)向橋輪軸中點(diǎn)偏轉(zhuǎn)角β與主車(chē)主轉(zhuǎn)向橋輪軸中點(diǎn)偏轉(zhuǎn)角a的異步轉(zhuǎn)向關(guān)系為β = a-aF。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種四輪異步逆相位轉(zhuǎn)向鉸接式客車(chē)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的a _是在鉸接客車(chē)方向盤(pán)轉(zhuǎn)到極限位置時(shí)，以車(chē)輛通道圓的外圓半徑作為車(chē)身最外點(diǎn)的參考轉(zhuǎn)彎半徑R，得到主車(chē)主轉(zhuǎn)向橋輪軸中點(diǎn)最大偏轉(zhuǎn)角α _。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種四輪異步逆相位轉(zhuǎn)向鉸接式客車(chē)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的是根據(jù)鉸接客車(chē)彎道行駛軌跡要求，推導(dǎo)建立如下幾何關(guān)系:
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種四輪異步逆相位轉(zhuǎn)向鉸接式客車(chē)結(jié)構(gòu)，其特征在于: 發(fā)動(dòng)機(jī)、油箱、電池、空調(diào)壓縮機(jī)等笨重部件全部安裝在副車(chē)后部，保證了副車(chē)的整體重心在驅(qū)動(dòng)橋后方。
5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種四輪異步逆相位轉(zhuǎn)向鉸接式客車(chē)結(jié)構(gòu)，其特征在于: 所述的主車(chē)前橋(3)、主車(chē)后橋(4)和副車(chē)后橋(6)均為雙輪布置，即左右各一個(gè)車(chē)輪，副車(chē)前橋(5)為四輪布置，即左右各兩個(gè)車(chē)輪。
【文檔編號(hào)】B62D113/00GK103754260SQ201410022629
【公開(kāi)日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月19日
【發(fā)明者】馮原, 陶士振, 那景新, 袁正, 王童, 李婷婷, 張?zhí)O蘋(píng), 劉玉 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)