專利名稱：懸掛系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及輪式車輛的懸掛系統(tǒng)，尤其涉及標(biāo)準(zhǔn)組件懸掛系統(tǒng)，其中儲(chǔ)能媒體可在車輪和輪轂總成跟車體之間的任意相對(duì)位置上將能量可釋放地儲(chǔ)存到任意預(yù)定的程度。
盡管懸掛裝置并不像車輪本身那么古老，然而它能被追溯到遠(yuǎn)在內(nèi)燃機(jī)和我們稱之為汽車的東西之前。車輪一直是被認(rèn)為是關(guān)鍵的發(fā)明，因?yàn)樗峁┝艘环N輸送從前曾不能移動(dòng)的各種物品的手段。然而，一旦它的應(yīng)用變得廣泛后，內(nèi)在的問題變的明顯了。一部車輛(不管是農(nóng)場(chǎng)大車抑或Formula I汽車)由借助于車輪在地面上滾動(dòng)的較大質(zhì)量組成。如果上述地面像臺(tái)球桌面那樣光滑，那么在沒有懸掛裝置的情況下，大多數(shù)車輛的行駛狀況可以被接受。然而，若出現(xiàn)了一個(gè)隆凸處，那么，一個(gè)或所有的車輪不得不要越過它，于是3個(gè)嚴(yán)重的缺陷馬上變得明顯起來。整部車輛被迫向上駛過該隆凸處，造成a)車輛直接地承受整個(gè)顛簸的作用，因此工業(yè)上所稱的行駛平順性遭受嚴(yán)重的損害；b)由于整部車輛質(zhì)量被迫向上駛過隆凸處，相當(dāng)?shù)哪芰亢膿p了，從而顯著地降低了車輛的前進(jìn)速度；c)當(dāng)前進(jìn)速度增加時(shí)(增加到高于輕快步行的速度)駕駛車輛變得愈加困難，因?yàn)橛捎诼⊥共黄交蚨嗵幝⊥梗囕v出現(xiàn)縱搖。
所有這些缺點(diǎn)是明顯的，應(yīng)當(dāng)理解，不安裝懸掛裝置只是改善“行駛平順性”?，F(xiàn)代賽車根本不為“行駛平順性”而采用懸掛裝置；它的采用幾乎僅僅為了處理上述(b)項(xiàng)和(c)項(xiàng)，即速度降低和“縱搖”。
懸掛裝置自諸如Hanson轎車上的皮帶發(fā)展到幾乎普遍接受的彈簧和阻尼器結(jié)構(gòu)。通常包括諸如彈簧的某些儲(chǔ)能媒體。
為了解現(xiàn)代懸掛裝置如何作用的，人們不得不把車輛考慮為包括5個(gè)區(qū)別的質(zhì)量系統(tǒng)(主體和4個(gè)車輪系統(tǒng))，如

圖1所示(假設(shè)4個(gè)車輪獨(dú)立懸掛)。顯然，主系統(tǒng)是主車輛重量，它被稱之為“彈簧質(zhì)量”。每一車輪、輪胎和輪轂(通常連于制動(dòng)硬件)顯然具有有效的重量，由于在懸掛裝置的“上游”，故被稱作為“非彈簧支承質(zhì)量”。現(xiàn)代懸掛裝置的基本概念是要將“非彈簧支承質(zhì)量”用通常為一彈簧的儲(chǔ)能媒體跟“彈簧質(zhì)量”隔離。這允許“非彈簧支承質(zhì)量”(車輪和輪轂總成)獨(dú)立于主車輛質(zhì)量向上越過隆凸處。較輕的“非彈簧支承質(zhì)量”能對(duì)著較重的“彈簧支承質(zhì)量”移動(dòng)而不干擾后者，因?yàn)樗鼈冎g的慣性有很大差別。
“非支承質(zhì)量”越輕(或相反， “彈簧支承質(zhì)量”越重)，則該系統(tǒng)的性能越好。采用一種彈簧(不管是螺旋彈簧、葉片彈簧、扭桿、空氣/氮，橡膠等)可允許車輪和輪轂總成獨(dú)立于主車輛質(zhì)量移動(dòng)。
這一標(biāo)準(zhǔn)的懸掛結(jié)構(gòu)工作得很好，并且這種懸掛系統(tǒng)借助于改變彈簧比率能轉(zhuǎn)用到特定的車輛。然而，單獨(dú)的彈簧具有一種內(nèi)在的不足，其中，一當(dāng)受干擾，它會(huì)繼續(xù)振蕩一個(gè)長(zhǎng)的周期，除非介入外力來支承它。這樣，就包含一阻尼器來補(bǔ)償彈簧的振蕩性質(zhì)，并使它迅速靜止下來。
懸掛理論的基礎(chǔ)是牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律(F＝Ma)。力等于質(zhì)量乘其加速度。彈簧對(duì)某一給定位移輸入產(chǎn)生反作用力。彈簧反力直接正比于產(chǎn)生的位移(即它被壓縮的距離)。描述這一關(guān)系的方程式表示如下F＝Kx，其中F＝所產(chǎn)生的力；K＝彈簧比率；x＝所產(chǎn)生的位移，阻尼器對(duì)某一給定速度輸入產(chǎn)生反作用力、阻尼器反力直接正比于產(chǎn)生的速度(阻尼器運(yùn)動(dòng)速度)。描述這一關(guān)系的方程式表達(dá)如下F＝Cv其中F＝所產(chǎn)生的力；C＝阻尼系數(shù)；v＝所產(chǎn)生的速度。
因?yàn)轭嶔ぽ斎胧且环N所產(chǎn)生的位移，而不是所產(chǎn)生的速度，顯然，彈簧是主要的懸掛部件，而阻尼器(吸振器)則完成幾分輔助的功能。這通過這樣的事實(shí)得到解釋若汽車的吸振器發(fā)生故障，司機(jī)能繼續(xù)駕駛該汽車，不管引起種種振動(dòng)。然而，一個(gè)折斷了的彈簧會(huì)使汽車不能行駛。
這樣，利用彈簧和吸振器適當(dāng)?shù)慕M合，能創(chuàng)造出一個(gè)可以接受的懸掛系統(tǒng)。不幸的是，導(dǎo)致這一系統(tǒng)的分析僅考慮車輛的行駛平順性，它不是判別汽車性能的唯一標(biāo)準(zhǔn)。工業(yè)上也有稱之“操縱”的輔助要求。不幸的是，若給出控制“行駛平順性”和“操縱”的現(xiàn)有方法，則改善了一個(gè)，可能損壞另一個(gè)。
當(dāng)汽車越過一拐角或一彎道，由于作用在其重心上的離心力(表示在圖2中)，它會(huì)在其懸掛裝置上向外側(cè)傾。此外，在猛力制動(dòng)下，減速使車輛在其懸掛裝置上“縱搖”前進(jìn)。這二種現(xiàn)象使操縱變壞。側(cè)傾和縱搖可通過增加彈簧剛性來降低，不幸的是，這直接降低了車輛的行駛平順性品質(zhì)。包括一個(gè)稱之為抗側(cè)傾桿能顯著減少側(cè)傾效應(yīng)而不明顯惡化跟剛性彈簧相關(guān)的行駛平順性。該裝置伴以設(shè)計(jì)剛性連續(xù)于汽車的兩側(cè)。當(dāng)汽車側(cè)傾到外側(cè)懸掛裝置上時(shí)，該抗側(cè)傾桿向上拉動(dòng)內(nèi)側(cè)懸掛裝置，此后將車輛保持在一種平直姿態(tài)(圖3)。然而抗側(cè)傾桿確實(shí)對(duì)行駛平順性質(zhì)量造成某些負(fù)面的影響，因?yàn)樗鷳覓煜到y(tǒng)連接在一起。
目前有兩個(gè)主要的懸掛結(jié)構(gòu)被應(yīng)用在汽車產(chǎn)品上。它們是MacPherson桿(圖4)和雙“A”臂(圖5)。雙“A”臂(雙控制臂)可用許多不同而變化多端的方法來成形，包括新型“短長(zhǎng)臂”(SLA)結(jié)構(gòu)。還有另外的結(jié)構(gòu)，但它們未被廣泛采用。MacPherson桿對(duì)前輪驅(qū)動(dòng)車輛是很流行的，因?yàn)樗?guī)定了半軸的間隙，確實(shí)簡(jiǎn)便了駕駛功能。雙控制臂結(jié)構(gòu)在前輪驅(qū)動(dòng)車輛上會(huì)產(chǎn)生問題，因?yàn)閺椈勺枘崞鲉卧枵紦?jù)和半軸相同的裝配容積。
上述傳統(tǒng)的懸掛系統(tǒng)具有許多內(nèi)在的限制。所有上述結(jié)構(gòu)方案均經(jīng)彈簧/阻尼器系統(tǒng)將懸掛負(fù)荷傳遞到車輛的遠(yuǎn)區(qū)(即遠(yuǎn)離懸掛幾何控制系統(tǒng))。這需要笨重又昂貴的結(jié)構(gòu)固定件，諸如在許多前輪驅(qū)動(dòng)車輛上出現(xiàn)的支柱結(jié)構(gòu)。這些系統(tǒng)在制造車輛期間還分成許多零件，需要組裝。然而，其主要的缺點(diǎn)是在車輪運(yùn)動(dòng)和彈簧壓縮之間存在著固定的關(guān)系。這可以不是直接的線性關(guān)系，但它是固定的。在大的顛簸出現(xiàn)時(shí)可以希望提高車輪比率(在輪胎接觸面的實(shí)際彈簧比率)，這樣懸掛彈簧不飽和(圖6)。這種結(jié)構(gòu)在小顛簸范圍內(nèi)提供柔和的行駛平順性，但在大顛簸時(shí)變行更具剛性。然而，一旦這種懸掛系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成在行駛平順性和操縱之間作出了可以接受的折衷后，便沒有更多的事情可以作了?，F(xiàn)在許多系統(tǒng)提供一種所謂的“運(yùn)動(dòng)/游覽”或“硬/軟”行駛平順性的選擇，它只是一種更換電子閥門的吸振器。如前所述，這種阻尼功能是種次要的考慮，在軟和硬的行駛平順性之間并不真正提供如由彈簧確定的那種選擇。
在近代歷史上懸掛裝置發(fā)展的最大轉(zhuǎn)變，并且迄今最大的革新是采用靈活快速的懸掛系統(tǒng)?？焖賾覓煜到y(tǒng)是指完全排除了遲鈍的彈簧/阻尼器裝置，而用一個(gè)液壓缸來代替。當(dāng)脫離其本身裝置時(shí)充以油的液壓缸不提供任何懸掛功能，而當(dāng)遇上顛簸的情況，汽車便減少到一個(gè)反沖非控滾動(dòng)質(zhì)量。然而，如果能感知隆凸不平而液壓泵和閥門控制系統(tǒng)能快速作出反應(yīng)(采用以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的控制系統(tǒng))。那么該油缸能升降來移動(dòng)車輪越過波形地段。這是該種快速懸掛系統(tǒng)的基本的功能(和最難達(dá)到的)，但其他的收益是巨大的，其中利用正確的傳感和控制規(guī)則系統(tǒng)，車輪的縱搖和橫滾實(shí)事上能被完全地“撥出”或消除。具有快速懸掛系統(tǒng)的主要局限是快速傳感和移動(dòng)足以對(duì)隆凸路面作出正確反應(yīng)的能力。這對(duì)道路車輛和Formula 1車輛來說仍然是一個(gè)無法克服的問題，它們采用這種系統(tǒng)只是證明由于所用部件極其便宜以及它們所遇到的路面極其平坦而成功。
本發(fā)明克服了上述現(xiàn)有技術(shù)懸掛系統(tǒng)中許多固有的問題。
本發(fā)明的主要方面是要提供一種具有極其完美的儲(chǔ)力系統(tǒng)的懸掛系統(tǒng)，它將負(fù)荷聚集在懸掛幾何控制件(圖7)上。這樣無須在車輛的遠(yuǎn)區(qū)有大而重重的負(fù)荷支承結(jié)構(gòu)。這種緊湊的結(jié)構(gòu)也非常適于前輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，因?yàn)樵诎胼S封裝容積內(nèi)沒有侵入?yún)^(qū)。最后，該系統(tǒng)能被設(shè)計(jì)成包括一個(gè)控制臂和幾個(gè)安裝樞軸，借以將懸掛幾何控制和彈簧/阻尼結(jié)合在一個(gè)組件內(nèi)。這一模件特點(diǎn)將允許在裝配車間安裝大為簡(jiǎn)便。
該系統(tǒng)的另一優(yōu)點(diǎn)包括提供利用傳統(tǒng)的彈簧/阻尼器技術(shù)提供可接受的行駛平順性，同時(shí)對(duì)諸如車輛縱搖和橫滾的有關(guān)操縱作出快速反應(yīng)。這是通過提供一個(gè)改變車輪跟彈簧部件之間幾何關(guān)系的裝置來實(shí)現(xiàn)的。這實(shí)際上允許有一種無限變化的車輪比率。此外，行駛高度(在地面之上的車輛位置)可以用類似的方法來改變。這種適應(yīng)性容許利用一種所希望的相當(dāng)柔軟的彈簧系統(tǒng)對(duì)隆凸路面作出反應(yīng)，而用短周期的剛性或行駛高度的調(diào)節(jié)來處理車輛的縱搖和橫滾。這種結(jié)構(gòu)無須復(fù)雜的防點(diǎn)頭或防尾部下坐幾何結(jié)構(gòu)及防側(cè)傾桿。
因此，本發(fā)明涉及一種輪式車輛的懸掛系統(tǒng)，包括一車輪和輪轂總成，一個(gè)較車輪和輪轂總成重得多的車體，一個(gè)配置于車輪和輪轂總成跟車體之間的儲(chǔ)能媒體，以及根據(jù)車輪和輪轂總成跟車體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在車輪和輪轂總成跟車體之間的任意相對(duì)位置上，將能量可釋放地儲(chǔ)存在儲(chǔ)能媒體中達(dá)到任意預(yù)定程度的裝置，其中，儲(chǔ)能媒體和將能量可釋放地儲(chǔ)存在儲(chǔ)能媒體中的裝置被制成一種自儲(chǔ)能模件。
按照本發(fā)明的另一方面，該儲(chǔ)能媒體產(chǎn)生一種跟位移成比例的力。
按照本發(fā)明的另一方面，可釋放地儲(chǔ)能的裝置包括將車輪和輪轂總成的垂直運(yùn)動(dòng)變換為連接臂的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的裝置，以及將連接臂的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換為儲(chǔ)能媒體的直線運(yùn)動(dòng)的裝置。
按照本發(fā)明的另一方面，將連接臂的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換為儲(chǔ)能載體的直線運(yùn)動(dòng)的裝置包括一些凸輪面。
按照本發(fā)明的另一方面，該懸掛系統(tǒng)包括跟車輪和輪轂總成的垂直運(yùn)動(dòng)無關(guān)、獨(dú)立地壓縮儲(chǔ)能媒體以補(bǔ)償車輛的縱搖和橫滾的裝置。
按照本發(fā)明的另一方面，它涉及一種輪式車輛的懸掛系統(tǒng)，包括一個(gè)車輪和輪轂總成；一個(gè)較車輪和輪轂總成重得多的車體；一個(gè)安裝在中心軸線上且配置于車輪和輪轂總成跟車體之間的儲(chǔ)能媒體；一個(gè)具有內(nèi)端和外端的懸掛幾何控制件，適于響應(yīng)車輪和車轂總成的垂直運(yùn)動(dòng)圍繞中心軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，控制件的外端連接于車輪和輪轂總成，而控制臂的內(nèi)端以可旋轉(zhuǎn)的方式連接于適于繞中心軸線旋轉(zhuǎn)的至少一個(gè)凸輪從動(dòng)件支架，每一凸輪從動(dòng)件支架包括至少一個(gè)凸輪從動(dòng)件，每一凸輪從動(dòng)件嚙合斜面環(huán)上的凸輪面，每一斜面環(huán)固定于一儲(chǔ)能媒體座，每一儲(chǔ)能媒體座適于抓住儲(chǔ)能媒體的一端，斜面環(huán)和儲(chǔ)能媒體座適于根據(jù)凸輪從動(dòng)件支架和凸輪從動(dòng)件在凸輪面上的轉(zhuǎn)動(dòng)而軸向移動(dòng)以壓縮儲(chǔ)能媒體；以及一個(gè)和儲(chǔ)能媒體座制成整體的防止儲(chǔ)能媒體座繞中心軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的反作用臂。
按照本發(fā)明的另一方面，所述凸輪從動(dòng)件是滾柱，而凸輪從動(dòng)件支架是滾柱支架。
按照本發(fā)明的另一方面，儲(chǔ)能媒體是一種螺旋彈簧，熱固或熱塑材料，一個(gè)或多個(gè)蓄氣器，或盤式彈簧。
按照本發(fā)明的另一方面，車輪的輪轂總成的位移跟儲(chǔ)能媒體的壓縮之間的關(guān)系通過獨(dú)立于凸輪從動(dòng)件支架來轉(zhuǎn)動(dòng)斜面環(huán)和儲(chǔ)能媒體座而獲得額外的改變。
按照本發(fā)明的另一方面，斜面環(huán)和儲(chǔ)能媒體座借助于作用在反作用臂上的一個(gè)致動(dòng)器來獨(dú)立于凸輪從動(dòng)件支架而額外地轉(zhuǎn)動(dòng)。
按照本發(fā)明的另一方面，在儲(chǔ)能媒體和車體之間配置一阻尼由以控制儲(chǔ)能媒體的振蕩。
按照本發(fā)明的另一方面，所述阻尼器是一種跟儲(chǔ)能媒體共軸線安裝的旋轉(zhuǎn)式阻尼器。
參照表示本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的各附圖，詳細(xì)敘述本發(fā)明，其中圖1是常用輪式車輛懸掛系統(tǒng)的簡(jiǎn)略透視圖；圖2是常用輪式車輛的簡(jiǎn)略正視圖，其中車輛越過朝司機(jī)右側(cè)的彎道。
圖3是表示一種承受轉(zhuǎn)彎負(fù)荷的現(xiàn)有技術(shù)防側(cè)傾桿的簡(jiǎn)略透視圖；圖4是表示帶現(xiàn)有技術(shù)MacPherson桿和單個(gè)“A”形臂的常用車輪的簡(jiǎn)略透視圖；圖5是表示帶現(xiàn)有技術(shù)雙“A”臂的常用車輪的簡(jiǎn)略透視圖；圖6是表示常用的線性與非線性彈簧比率的負(fù)荷和位移曲線；圖7是裝有采用雙“A”臂布局的本發(fā)明的懸掛系統(tǒng)車輪的簡(jiǎn)略透視圖；圖8是裝有本發(fā)明懸掛系統(tǒng)的輪轂總成的簡(jiǎn)略透視圖；圖9是裝有本發(fā)明懸掛系統(tǒng)的車輪和輪轂總成的半剖正視圖；圖10是本發(fā)明的懸掛系統(tǒng)部分的簡(jiǎn)略透視圖；圖11是本發(fā)明的懸掛系統(tǒng)部分的簡(jiǎn)略頂視圖；圖12是本發(fā)明的懸掛系統(tǒng)部分的簡(jiǎn)略正視圖；圖13是表示本發(fā)明懸掛系統(tǒng)部件運(yùn)動(dòng)的圖11的視圖；圖14是表示本發(fā)明懸掛系統(tǒng)部件運(yùn)動(dòng)的圖12的視圖；圖15是所選的本發(fā)明懸掛組件的分解透視圖；圖16表示負(fù)荷和由本發(fā)明懸掛系統(tǒng)所選部件的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的位移之間的關(guān)系，各凸輪面同步嚙合；圖17表示圖16的負(fù)荷和位移之間的另一種關(guān)系，各凸輪面非同步嚙合；
圖18表示圖16和圖17的負(fù)荷與位移之間的又一種關(guān)系，具有復(fù)合凸輪斜面；圖19表示本發(fā)明懸掛系統(tǒng)部分的簡(jiǎn)略透視圖，該懸掛系統(tǒng)部件包括獨(dú)立轉(zhuǎn)動(dòng)彈簧座的致動(dòng)器；圖20表示本發(fā)明懸掛系統(tǒng)部分的簡(jiǎn)略正視圖，該懸掛系統(tǒng)部分包括獨(dú)立轉(zhuǎn)動(dòng)彈簧座的致動(dòng)器；圖21是本發(fā)明懸掛系統(tǒng)的簡(jiǎn)略透視圖，該懸掛系統(tǒng)包括一個(gè)直線阻尼器；圖22是本發(fā)明懸掛系統(tǒng)的簡(jiǎn)略透視圖，該懸掛系統(tǒng)包括一個(gè)旋轉(zhuǎn)阻尼器。
圖1表示一臺(tái)包括5個(gè)截然不同的質(zhì)量系統(tǒng)的車輛，即車輛主體1和4個(gè)獨(dú)立的車輪與輪轂總成3。車體1借助于配置的螺旋彈簧5連于車輪和輪轂總成3。彈簧5可以是任何適當(dāng)?shù)膬?chǔ)能媒體，諸如熱固或熱塑材料，蓄氣器或盤式彈簧。
圖2表示車輛1的前部，它越過朝司機(jī)右側(cè)的彎道。由于作用于其重心上的離心力，車輛超于在其懸掛系統(tǒng)上向外“側(cè)傾”或轉(zhuǎn)動(dòng)。
圖3表示現(xiàn)有技術(shù)防側(cè)傾桿7，它被配置于兩個(gè)車輛和輪轂總成3的懸掛系統(tǒng)(簡(jiǎn)示)之間。
圖4表示連于車輪和輪轂總成3的單“A”臂9，受包括一彈簧5的桿總成6控制。
圖5表示現(xiàn)有技術(shù)雙“A”臂布局。
圖6表示現(xiàn)有技術(shù)常用的直線和雙直線彈簧比率的力與位移之間的關(guān)系。
圖7簡(jiǎn)略表示體現(xiàn)本發(fā)明的裝入雙“A”臂懸掛系統(tǒng)布局的模件11的大概位置。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，懸掛系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)包括一對(duì)具有預(yù)定廓線凸輪面的凸輪板。該凸輪板把在懸掛臂樞接點(diǎn)上產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換成平行于該樞軸線的直線運(yùn)動(dòng)。這樣可使彈簧配置跟樞軸成共軸線，以形成一種極為緊湊的模件。
參照?qǐng)D8至15，懸掛控制臂101直接連于一對(duì)滾柱支架103上，后者繞中心軸105轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)該系統(tǒng)承受一顛簸輸入，懸掛臂101使?jié)L柱支架103繞中心軸105轉(zhuǎn)動(dòng)。三個(gè)凸輪從動(dòng)件，在本例中為滾柱107，被配置于每一滾柱支架103中，跟各斜面環(huán)111上的凸輪板上的三個(gè)凸輪面109嚙合。斜面環(huán)111連于彈簧座113，其端面鉤住螺旋彈簧5。當(dāng)滾柱支架103轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滾柱107順凸輪面109移動(dòng)，迫使該對(duì)共同行動(dòng)的斜面環(huán)111和彈簧座113軸向移動(dòng)，壓縮螺旋彈簧5，并產(chǎn)生所需的儲(chǔ)存力。由斜面環(huán)111產(chǎn)生的扭矩經(jīng)反作用臂113a消散到底座(車體)，反作用臂113a和彈簧座113制成整體。反作用臂受固定于車體上的扭矩反作用桿117的約束不能轉(zhuǎn)動(dòng)。反作用臂113a在扭矩反作用桿117上能自由軸向移動(dòng)。
車輛運(yùn)動(dòng)和彈簧壓縮之間的關(guān)系由凸輪面109的廓線所限定。通過選擇適當(dāng)?shù)耐馆喞€，采用線性比率彈簧能獲得一種很高的車輪比率，線性比率彈簧較具有向上傾斜比率的彈簧便宜且易于制造。圖17表示獲取非線性彈簧比率的方法。滾柱107接觸凸輪面109，形成第一彈簧比率。此后，滾柱107a接觸凸輪面109a，形成較大的第二彈簧比率。圖18表示適于分別嚙合凸輪面109c和109d的滾子107e和107d的另一可能的結(jié)構(gòu)，以獲取按非線性狀態(tài)連續(xù)變化的彈簧比率。
本發(fā)明的另一方面在于車輪運(yùn)動(dòng)和彈簧壓縮之間的關(guān)鍵可通過獨(dú)立于滾柱支架103轉(zhuǎn)動(dòng)斜面環(huán)111和彈簧座113組合單元來改變。參照?qǐng)D19和20，這可采用作用于反作用臂113a上的致動(dòng)器來達(dá)到，以調(diào)節(jié)行駛?cè)岫?，無須更改懸掛系統(tǒng)的實(shí)際部件。當(dāng)這一技術(shù)應(yīng)用于單個(gè)車輪時(shí)，可獲得一種快速靈活的懸掛系統(tǒng)。傳感車輛縱搖和橫滾的計(jì)算機(jī)能發(fā)送適當(dāng)?shù)男盘?hào)以使負(fù)重車輪和其它車輪的懸掛變得強(qiáng)勁，于是獲得平衡的車輛姿態(tài)。有規(guī)則的顛簸輸入繼續(xù)由懸掛系統(tǒng)應(yīng)付，無須這種快速控制器。
可在本發(fā)明的懸掛系統(tǒng)內(nèi)引入阻尼器，以控制彈簧振蕩。圖21和22簡(jiǎn)略表示了本發(fā)明，其中在懸掛系統(tǒng)內(nèi)包含了一直線阻尼器21或旋轉(zhuǎn)阻尼器23。
所敘述的本發(fā)明可以有種種變更，這對(duì)于該領(lǐng)域內(nèi)熟練的人員是顯而易見的，因而，這些變更應(yīng)視為均落在所附權(quán)利要求書保護(hù)的本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種輪式車輛懸掛系統(tǒng)，包括a.一車輪和輪轂總成；b.一個(gè)較車輪和輪轂部部成重許多的車體；c.一種介于車輪和輪轂總成跟車體之間的儲(chǔ)能媒體；d.按照車輪和輪轂總成跟車體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在車輪和輪轂總成跟車體之間的任意相對(duì)位置上，將能量可釋放地儲(chǔ)存在儲(chǔ)能媒體中達(dá)到任意預(yù)定的程度的裝置；其中，儲(chǔ)能媒體和將能量可釋放地儲(chǔ)存在儲(chǔ)能媒體中的裝置被制成一個(gè)自儲(chǔ)模件。
2.一種按權(quán)利要求1所述的懸掛系統(tǒng)，其特征在于該儲(chǔ)能媒體相對(duì)于位移產(chǎn)生一股力。
3.一種按權(quán)利要求1或2所述的懸掛系統(tǒng)，其特征在于可釋放地儲(chǔ)能的裝置包括a.將車輪和輪轂總成的垂直運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直接或間接連于車輪和輪轂總成及儲(chǔ)能媒體兩者上的連接臂的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；b.將連接臂的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為儲(chǔ)能媒體的直線運(yùn)動(dòng)的裝置；
4.一種按權(quán)利要求3所述的懸掛系統(tǒng)，其特征在于將連接臂的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為儲(chǔ)能媒體的直線運(yùn)動(dòng)的裝置包括若干凸輪面；
5.一種按權(quán)利要求3或4所述的懸掛系統(tǒng)，其特征在于包括與車輪和輪轂總成的垂直運(yùn)動(dòng)無關(guān)獨(dú)立壓縮儲(chǔ)能媒體以補(bǔ)償車輛的縱搖和橫滾的裝置。
6.一種輪式車輛的懸掛系統(tǒng)，包括a.一個(gè)車輪和輪轂總成；b.一個(gè)較車輪和輪轂總成重許多的車體；c.一個(gè)安裝在中心軸線上且介于車輪和輪轂總成跟車體之間的儲(chǔ)能媒體；d.一個(gè)具有一內(nèi)端和一外端的懸掛幾何控制件，適于響應(yīng)車輪和輪轂總成的垂直運(yùn)動(dòng)繞中心軸線轉(zhuǎn)動(dòng)；e.連于車輪和輪轂總成的控制件外端，和連于至少一個(gè)適于繞中心軸線旋轉(zhuǎn)的凸輪從動(dòng)件支架的控制件內(nèi)端；f.包括至少一個(gè)凸輪從動(dòng)件的各凸輪從動(dòng)件支架；g.嚙合斜面環(huán)上的一個(gè)凸輪面的各凸輪從動(dòng)件；h.被固定于一儲(chǔ)能媒體座的各斜面環(huán)；i.適于抓住儲(chǔ)能媒體一端的各儲(chǔ)能媒體座；j.根據(jù)凸輪從動(dòng)件支架和凸輪從動(dòng)件在凸輪面上的轉(zhuǎn)動(dòng)適于軸向移動(dòng)來壓縮儲(chǔ)能媒體的斜面環(huán)和儲(chǔ)能媒體座；k.一個(gè)與儲(chǔ)能媒體制成一體以阻止它繞中心軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的反作用臂。
7.一種按權(quán)利要求6所述的懸掛系統(tǒng)，其特征在于所述凸輪從動(dòng)件是一滾柱。
8.一種按權(quán)利要求1或6所述的懸掛系統(tǒng)，其特征在于所述儲(chǔ)能媒體是一種螺旋彈簧。
9.一種按權(quán)利要求1或6所述的懸掛系統(tǒng)，其特征在于所述儲(chǔ)能媒體包括熱固和熱塑材料。
10.一種按權(quán)利要求1或6所述的懸掛系統(tǒng)，其特征在于所述儲(chǔ)能媒體包括一個(gè)或多個(gè)蓄氣器。
11.一種按權(quán)利要求1或6所述的懸掛系統(tǒng)，其特征在于所述儲(chǔ)能媒體由盤工彈簧組成。
12.一種按權(quán)利要求6或7所述的懸掛系統(tǒng)，其特征在于車輪和輪轂總成的運(yùn)動(dòng)跟儲(chǔ)能媒體之間的關(guān)系通過獨(dú)立于凸輪從動(dòng)件支架來轉(zhuǎn)動(dòng)斜面環(huán)和儲(chǔ)能媒體座而額外地獲得變化。
13.一種按權(quán)利要求6或12所述的懸掛系統(tǒng)，其特征在于斜環(huán)和儲(chǔ)能媒體座借助于一個(gè)作用于反作用臂上的轉(zhuǎn)動(dòng)器而與凸輪從動(dòng)件支架無關(guān)地獲得額外的轉(zhuǎn)動(dòng)。
14.一種按權(quán)利要求1或6所述的懸掛系統(tǒng)，其特征在于一阻尼器介于車輪和輪轂總成跟車體之間，以控制儲(chǔ)能媒體振蕩。
15.一種按權(quán)利要求14所述的懸掛系統(tǒng)，其特征在于所述阻尼器是一種與所述儲(chǔ)能裝置共軸線安裝的旋轉(zhuǎn)式阻尼器。
全文摘要
一種帶蓄力系統(tǒng)的懸掛系統(tǒng)將負(fù)荷聚集于懸掛幾何控制件。這允許在車輛的遠(yuǎn)區(qū)省去大的重負(fù)荷支承結(jié)構(gòu)，并采用一種緊湊的標(biāo)準(zhǔn)組件結(jié)構(gòu)，以及懸掛幾何控制跟彈簧/阻尼成一體的組合。該輪式車輛標(biāo)準(zhǔn)組件懸掛系統(tǒng)包括一車輪和輪轂總成，一個(gè)較重的車體，一個(gè)介于中間的儲(chǔ)能媒體，和一個(gè)根據(jù)車輪和輪轂總成跟車體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)在它們兩者之間的任意相對(duì)位置上將能量可釋放地儲(chǔ)存在媒體中而達(dá)到任何預(yù)定程度的裝置。
文檔編號(hào)F16F1/12GK1136793SQ95191028
公開日1996年11月27日 申請(qǐng)日期1995年10月6日 優(yōu)先權(quán)日1994年10月12日
發(fā)明者勞倫斯·J·霍爾特 申請(qǐng)人:勞倫斯·J·霍爾特