专利名称：一种可伸缩能改善轮距安全运行状态的车桥及应用方法
一种可伸缩能改善轮距安全运行状态的车桥及应用方法涉及汽车工业领域。
一般汽车的同轴线上的轮距都一成不变，其行驶的横向稳定性囿于固有的设计模式的局限，在高速行驶、急速转弯、紧急制动或遇横坡斜道及遭横侧风突袭之时，其表现差强人意；尤其是对体轻如燕的小型车、笑立风头的高篷车和越野狂奔的跑车，其侧倾、侧滑、抖移和甩尾现象可随时发生，因而导致的失控和侧翻的可能性不能排除，存在着不可预知的安全隐患。同时也对车辆驾乘的平顺舒适性产生不良影响。
本发明的目的是设计一种运用运动力学原理，可随时根据车速和道路等情况适度相对地调整和加大汽车轮距，以改善和提高行驶的安全稳定性的车桥及它的应用方法。
本发明由桥壳和轮桥管组成。桥壳与轮毂之间制有一桥管伸入桥壳的腹腔之中，遂形成可在其间作以轴颈公共线为基准的伸缩运动的桥壳行腔。桥壳行腔的内壁靠外侧镶固一有一定上长度和内径规格的轴向的定位花键环。桥管的外柱缘上制一有一定长度和外径规格的轴向的桥管花键，通过并与定位花键环匹配。桥管进入桥壳行腔中的内端面制有一限位凸缘。桥管之中套有一可随桥管轴向运动的可伸缩半轴，其体柱中心开一有一定深度和内径规格的中空的半轴花键行腔。在半轴花键行腔的外壁端面处镶有一限位的凸缘轴承。在凸缘轴承的里侧的桥壳行腔中置有一缓冲弹簧。在限位凸缘的外侧的桥壳行腔中置有一回位弹簧。在来自差速器的主动半轴的外伸部分的柱缘上制一有一定长度和外径规格的轴向的半轴花键，并以相当的外伸长度伸进半轴花键行腔之中与之配合。在桥壳的外边缘与桥管的行程外的边缘之间制有一密封的防尘气缸囊。
本发明可有效地根据路况和行驶情况调整和改善轮距状态，以提高车辆在高速行驶、急速转弯、紧急制动，或遇横坡斜道、横侧风突袭时的横向稳定性和抵抗侧滑、侧倾、甩尾及因此导致侧翻失控的能力；同时也极大地改善车辆行驶的平顺舒适性和通过性；亦因减少了途中一些不必要的增减速、启制动的操作频率，使燃油经济性有所提高；还由于是在不增加车重、不放大底盘、不加宽轮胎的情况下以相对伸展开来的轮距增加行驶效率，也使车辆的动力性指标相对改善。本发明设计结构合理、创新理念科学，操作自然方便，控制安全可靠，具有科技含量高，附加值大，又便于推广应用、社会经济效益显著的特点。
图1是本发明的主视剖视图，图2是桥壳1与定位花键环2相搭配的右视图，图3是可伸缩半轴7与凸缘轴承9相搭配的左视图，图4是本发明实施例二的伸缩工作状态示意图。
实施例一本实施例由桥壳1和桥管组成。在桥壳与轮毂之间制有一可活动的桥管3伸入桥壳1的腹腔6之中，遂形成桥管3可在其间作以轴颈公共线为基准的伸缩运动的桥壳行腔6，桥管3的外端露在外面并与轮毂相联系。桥壳行腔6的内壁靠外侧镶固一有一定长度和内径规格的轴向的定位花键环2。桥管3的外柱缘上制一有一定长度和外径规格的轴向的桥管花键4，通过并与定位花键环2相配合。桥管3进入桥壳行腔6中的内端面制有一限位凸缘5，其凸出的部分的高度应不高于定位花键环2的厚度，并能贴靠桥壳行腔6的内壁活动。桥管3中套有一可随桥管3作轴向运动的可伸缩半轴7。在可伸缩半轴7内端的体柱中心开一有一定深度的和内径规格的中空的半轴花键行腔8，其中心点以与桥壳1和桥管3同轴的轴颈公共线为基准。在半轴花键行腔8的外壁端面处镶有一限位的凸缘轴承9。凸缘轴承9的内缘随可伸缩半轴7作径向旋动，外缘贴靠桥壳行腔6的内壁随可伸缩半轴7和桥管3作轴向的伸缩运动。在凸缘轴承9的里侧的桥壳行腔6中置有一缓冲弹簧12。在凸缘轴承9与缓冲弹簧12之间夹有一垫片13。在限位凸缘5的外侧的桥壳行腔6中置有一回位弹簧14。在回位弹簧14与定位花键环2之间置有一密封圈15。在来自差速器的主动半轴10的外伸部分的柱缘上制一有一定长度和外径规格的轴向的半轴花键11。主动半轴10以相当的外伸长度伸进半轴花键行腔8之中并与之匹配。其间主动半轴10在带动可伸缩半轴7作径向动力传递的同时，并不与可伸缩半轴7和桥管3产生轴向的运动干涉。在桥壳1的外边缘与桥管可伸缩的行程的外边缘之间制有一密封的可伸缩有相当刚韧度耐受空气压力的防尘气缸囊16。被防尘气缸囊16罩住的从桥壳的外边缘至桥管3的可伸缩行程的外边缘之间封闭的范围空间内即为动力推动桥管3作离开和贴近桥壳1侧翼伸缩运动的工作气缸17。在工作气缸17所依托的气缸囊16上制有一用于收纳和排放气体的输气管18，其里端进入工作气缸17内，外端露在外面。
本发明基于运动的物体在一定的匀速度、加速度和角速度时产生一定的离心力和侧向力的基本力学特性和运动机理设计，故而可使车辆运行中的轮距通过其轮胎与地面的摩擦和附着反作用产生驱动力，并根据其自身的载荷、车速、转弯度和道路情况，如横坡斜道等自行调适和改变。车速越高其产生的作用力越大，回位弹簧14被迫压缩的承受力也越大，当外界的作用力超过回弹机构的弹力一定值时，回位弹簧受压不能回弹，只能随外界作用力被挤压缩，从而导致桥管3向外伸展离开桥壳1侧翼，同时带动轮毂外伸；作用力越大使之拉开的距离也越大，此时左右轮距处于相对加大的运行状态，直至停止在被限定的程度上。反之，在中低速行驶时各种作用力相对较小，回位弹簧14的机械弹力恢愎占强，遂将桥管3推回至收缩常态而与桥壳1侧翼贴近，左右轮距随之处于相对较小的运行状态。同时更主要的一点是在机构运行中，两轮距始终处于动态的平衡之中。由于缓冲弹簧12、回位弹簧14和气缸囊17的合力缓冲减振作用，不会使桥管3的收缩和伸展一蹴而就，伸与缩、回位与反弹始终相伴相生，因而产生了对轮距的不断调适效应，以至将部分应产生于轮胎与路面之间的生磨硬拽的滑移负效率被其“以滑治滑”在内部吸收化解掉，从而在运行机制上一定程度地确保和改善了车辆行驶的安全稳定性和驾乘的舒适平顺性。
实施例二本实施例基本结构与实施例一相同，不同之处在于动力控制操作系统的设置上。本实施例由中控器19、控制分泵20、排气阀21、输气管18路和工作气缸17组成。中控器19可根据特定的操作指令控制控制分泵20启动，并通过输气管18将控制分泵20所产生的压缩气体纳入工作气缸17中，同时排气阀21锁闭，压力作用下，工作气缸17轴向膨胀产生推力，迫使气缸囊16伸展将桥管3外推并与桥壳1侧翼拉开距离，从而带动轮毂外移使行进中的车辆的轮距发生相对加大的调适和改变。当指令供气量减少或控制分泵20停止工作，而又令排气阀21开释排气时，工作气缸17中的压缩气体随之释放，气缸囊16开始回缩，随着桥壳1内回位弹簧14能量的弹放，推动桥管3回缩至常态，使行进中的轮距相对变小至复原。工作气缸17中存有的常压空气亦通过开释的排气阀21排纳。中控器19可受命指令经由控制分泵20的左右两个工作气缸17同时工作并促使左右两个桥管3同时外伸，终使全车桥的左右两轮的轮距处于伸展加大的状态。中控器19可受命指令经由控制分泵20的左右两个工作气缸17中的一个工作并促使相应一侧的桥管3外伸，另一侧则保持收缩常态，一伸一缩，一长一短，使全车桥有根据路况向偏向一侧的重心调整的余地。当车辆中低速行驶时，中控器19可受命不下达控制分泵20和工作气缸17工作的指令或令排气阀21开释不闭，而使桥管3处于收缩常态，系统自动待机。当车辆在一定的中高速行驶情况下，直行、转弯、紧急制动或临近时速高点时，中控器19将自动开启令机构处于工作关态。
权利要求
1.一种可伸缩能改善轮距安全运行状态的车桥及应用方法，它由桥壳(1)和桥管(3)组成，其特征在于在桥壳(1)与轮毂之间制有一活动的桥管(3)伸进桥壳(1)腹腔(6)之中，遂形成桥管(3)可在其间作以轴颈公共线为基准的伸缩运动的桥壳行腔(6)，桥管(3)的外端露在外面，并与轮毂相联系。
2.根据权利要求1所述的一种可伸缩能改善轮距安全运行状态的车桥及应用方法，其特征在于在桥壳行腔(6)的内壁靠外一侧镶固一有一定长度和内径规格的轴向的定位花键环(2)。
3.根据权利要求1所述的一种可伸缩能改善轮距安全运行状态的车桥及应用方法，其特征在于在桥管(3)的外柱缘上制一有一定长度和外径规格的轴向的桥管花键(4)，桥管花键(4)与定位花键环(2)匹配并通过定位花键环(2)使桥管(3)顺利进入桥壳行腔(6)之中。
4.根据权利要求1所述的一种可伸缩能改善轮距安全运行状态的车桥及应用方法，其特征在于在桥管(3)的进入桥壳行腔(6)中的内端面制有一限位凸缘(5)，其凸出的部分的高度应不高于定位花键环(2)的厚度，并能贴靠桥壳行腔(6)的内壁活动。
5.根据权利要求1所述的一种可伸缩能改善轮距安全运行状态的车桥及应用方法，其特征在于在桥管(3)中有一随桥管(3)作轴向运动的可伸缩半轴(7)。
6.根据权利要求5所述的一种可伸缩能改善轮距安全运行状态的车桥及应用方法，其特征在于在可伸缩半轴(7)内端的体柱中心制一有一定深度和内径规格的中空的半轴花键行腔(8)，其中心点以与桥壳(1)和桥管(3)同轴的轴颈公共线为基准。
7.根据权利要求5所述的一种可伸缩能改善轮距安全运行状态的车桥及应用方法，其特征在于在半轴花键行腔(8)的外壁端面处镶有一限位的凸缘轴承(9)，凸缘轴承(9)的内缘随可伸缩半轴(7)作径向旋动，外缘贴靠桥壳行腔(6)的内壁随可伸缩半轴(7)和桥管(3)作轴向的伸缩运动。
8.根据权利要求1所述的一种可伸缩能改善轮距安全运行状态的车桥及应用方法，其特征在于凸缘轴承(9)的里侧的桥壳行腔(6)中置有一缓冲弹簧(12)。
9.根据权利要求1所述的一种可伸缩能改善轮距安全运行状态的车桥及应用方法，其特征在于在凸缘轴承(9)与缓冲弹簧(12)之间夹有一垫片(13)。
10.根据权利要求1所述的一种可伸缩能改善轮距安全运行状态的车桥及应用方法，其特征在于在限位凸缘(5)的外侧的桥壳行腔(6)中置有一回位弹簧(14)。
11.根据权利要求1所述的一种可伸缩能改善轮距安全运行状态的车桥及应用方法，其特征在于在回位弹簧(14)与定位花键环(2)之间置有一密封圈(15)。
12.根据权利要求1所述的一种可伸缩能改善轮距安全运行状态的车桥及应用方法，其特征在于在来自差速器的主动半轴(10)的外伸部分的柱缘上制一有一定长度和外径规格的轴向的半轴花键(11)，主动半轴(10)以相当的外伸长度伸进可伸缩半轴(7)的花键行腔(8)之中并与之匹配，其间，主动半轴(10)在带动可伸缩半轴(7)作径向动力传递的同时并不与可伸缩半轴(7)和桥管(3)产生轴向的运动干涉。
13.根据权利要求1所述的一种可伸缩能改善轮距安全运行状态的车桥及应用方法，其特征在于在桥壳(1)的外边缘与桥管(3)的可伸缩行程的外边缘之间制有一密封的可伸缩有相当刚韧性耐受空气压力的防尘气缸囊(16)。
14.根据权利要求1所述的一种可伸缩能改善轮距安全运行状态的车桥及应用方法，其特征在于被防尘气缸囊(16)罩住的从桥壳(1)的外边缘至桥管(3)的可伸缩行程的外边缘之间封闭的范围空间内即为动力推动桥管(3)作离开或贴近桥壳(1)侧翼伸缩运动的工作气缸(17)。
15.根据权利要求13、14所述的一种可伸缩能改善轮距安全运行状态的车桥及应用方法，其特征在于工作气缸(17)所依托的气缸囊(16)上制有一用于收纳和排放气体的输气管(18)，输气管(18)的里端进入工作气缸(17)，外端露在外面。
16.根据权利要求1所述的一种可伸缩能改善轮距安全运行状态的车桥及应用方法，其特征在于设置一动力驱动的操作控制系统，它由中控器(19)、控制分泵(20)、排气阀(21)、输气管(18)路和工作气缸(17)组成，中控器(19)可根据特定的操作指令，控制控制分泵(20)启动，并通过输气管(18)路将控制分泵(20)所产生的压缩气体纳入工作气缸(17)中，同时排气阀(21)锁闭，压力作用下，工作气缸(17)轴向臌胀产生推力迫使气缸囊(16)伸展，将桥管(3)外推并与桥壳(1)拉开距离，从而带动轮毂外移使行进中的车辆的轮距产生相对加大的调整和改变；当指令供气量减少或控制分泵(20)停止工作，而又令排气阀(21)开释排气时，工作气缸(17)中的压缩气体随之释放，气缸囊(16)开始回缩，随着桥壳(1)内的回位弹簧(14)能量的弹放，推动桥管(3)收缩至常态，使行进中的轮距相对变小至复原。
17.根据权利要求16所述的一种可伸缩能改善轮距安全运行状态的车桥及应用方法，其特征在于工作气缸(17)中存有的常压空气亦通过开释的排气阀(21)排纳。
18.根据权利要求16所述的一种可伸缩能改善轮距安全运行状态的车桥及应用方法，其特征在于中控器(19)可受命指令经由控制分泵(20)的左右两个工作气缸(17)同时工作并促使左右两个桥管(3)同时外伸，终使全车桥的左右两轮的轮距处于伸展加大的状态。
19.根据权利要求16所述的一种可伸缩能改善轮距安全运行状态的车桥及应用方法，其特征在于中控器(19)可受命指令经由控制分泵(20)的左右两个工作气缸(17)中的一个工作并促使相应一侧的桥管(3)外伸，另一侧则保持收缩常态，一伸一缩，一长一短，使全车桥有根据路况向偏向一侧的重心调整的余地。
20.根据权利要求16所述的一种可伸缩能改善轮距安全运行状态的车桥及应用方法，其特征在于当车辆中低速行驶时，中控器(19)可受命不下达控制分泵(20)和工作气缸(17)工作的指令，或令排气阀(21)开释不闭，而使桥管(3)处于收缩常态，系统自动待机。
21.根据权利要求16所述的一种可伸缩能改善轮距安全运行状态的车桥及应用方法，其特征在于当车辆在一定的中高速行驶情况下，直行、转弯、紧急制动或临近时速高点时，中控器(19)将自动令机构处于工作状态。
全文摘要
一种可伸缩能改善轮距安全运行状态的车桥及应用办法，它由桥壳1和桥管3组成。在桥壳1与轮毂之间制有一可伸缩活动的桥管3伸进桥壳行腔6之中。桥管3的外端露在外面并与轮毂相联系。本发明运用运动力学的基本原理大胆创新，可使运行中的车辆的轮距根据车速和路况进行相对加大的调适，能有效抵抗因侧滑、侧倾和甩尾等因素导致侧翻失控的危险，以提高车辆在高速行驶、急速转弯、紧急制动或遇横坡斜道及横侧风突袭时的横向安全稳定性，同时也使驾乘的平顺舒适性得以改善。具有控制自然方便，使用安全可靠，科技附加值大，便于推广实施、社会和经济效益显著的特点。
文档编号B60G11/16GK1316345SQ0010522
公开日2001年10月10日 申请日期2000年4月6日 优先权日2000年4月6日
发明者田珉 申请人:田珉