专利名称：一种6轮驱动车辆的纵向车桥和驱动装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于地面车辆和行走机械技术。
背景技术：
本实用新型提供了一种用于驱动方式为6×6型的机动车辆的行走装置。众所周知，6×6驱动的车辆的越野通过性能较之4×4驱动车辆要好得多，而结构又比8×8型和履带式的简单。因此6×6驱动的车辆和行走机械的应用日益广泛，包括作为登月和探测火星等高科技装备使用。已知的6×6型车辆的行走装置和传动和转向方式主要有两种。第一种采用3根带中央主减速器和轮间差速器的传统横向布置的驱动桥，其中的1根或2根为转向驱动桥，动力经布置在车辆中心纵轴附近的分动器和万向节传动轴传输到向这3根车桥上主减速器的输入轴端；驱动桥可为非断开式的(采用非独立悬架)或断开式(采用独立或非独立悬架)。第二种通称“H”型传动，将纵向传动轴布置在车体两侧，再经每侧3根横向万向节轴将动力传至车轮装置。
上述6轮行走和驱动装置存在以下问题1.采用中央传动的驱动方式时，横置的3根桥及其悬架和传动轴占用了车内较大的空间，造成车内布局困难；采用已知的“H”型传动时，各轮都需要配备独立的横向传动轴和悬架系统，导致结构复杂而昂贵。
2.多数6×6车辆只有在不良地面或需要特别大的牵引力的情况下才需要全部车轮参与驱动，而在良好路面上行驶时，为减少寄生功率损失和降低轮胎磨耗，应仅保留一对车轮作为驱动轮，其余车轮均应切换成为各自独立旋转的从动轮。采用已知的方式对6个车轮中的4个实施这样的切换比较困难和复杂。
实用新型内容本实用新型将现在流行的横置于车体下部的驱动桥改为纵置于车体左右侧的驱动轮组，简称纵向车桥。6轮驱动车辆的每侧3个车轮装置安装在一根纵向梁架上构成纵向车桥。该梁架可以是整体的，也可以由1个或2个销轴分成互相铰接的2或3段。分成2段时，3个车轮装置中的2个由公共纵梁刚性联结，第3个车轮装置则安装在一个可在垂直平面内摆动的摇臂的一端，摇臂的另一端铰接在由前述2个车轮装置和公共纵向梁架构成的组合体端部；分成3段时，2个外端的车轮装置均安装在与中车轮装置相铰接的摇臂上。在这两种情况下，摇臂和中车轮装置构件之间都还连接有用以约束它们的相对摆角的弹性元件。由此构成的整个纵向车桥再通过弹性或刚性悬架装置与车架联结。根据需要，所有3个车轮都可以作为驱动轮或转向驱动轮，转向驱动轮的轮毂经带有转向主销和万向节轴的转向节安装在公共梁架或摇臂上，非转向驱动轮的轴线则恒定垂直于梁架或摇臂。通过改变配置转向和非转向驱动轮的数量及位置并按已知的方法配置相关的转向机构，本实用新型可适用于具有以下4种已知转向方式或它们的组合的各种车辆1)位于车辆前端或后端的2轮为转向轮，其余4轮为非转向轮的2轮转向方式；2)位于车辆前端或后端的2轮及中间的2轮共4个车轮为转向轮，其余2轮为非转向轮的4轮转向方式；3)位于车辆前端和后端的共4个车轮为转向轮，中间的2轮非转向轮的4轮转向方式；4)依靠左右驱动轮组之间的牵引力差实现的滑移转向方式。本实用新型的纵向车桥可用各种已知的、能按车辆行驶要求向车辆两侧传输动力的机械、液压、电力或气动方式驱动，作为输入装置的主传动器设于纵向车桥中部，输入轴(通常是万向节轴，采用液压马达输入时可用刚性轴)在驱动中间的车轮装置的同时，还通过1个主动锥齿轮与前后2个从动锥齿轮分别经与公共梁架平行布置的前后传动轴将动力传输到前后分传动器，在前后分传动器内再各经一对锥齿轮分别驱动前后车轮装置。当其中1个车轮装置安装在前述摇臂上时，相关的传动轴在摇臂铰接处须设有允许轴角变化的联轴器，例如万向节联轴器。采用任何已知机构轴向移动主传动器内主动锥齿轮，可使该主动锥齿轮与前后两个从动锥齿轮的同时啮合或同时分离，而且在分离的同时也切断了前后轮传动轴之间的关联，从而避免了各车轮之间产生有害的寄生功率。
与已知的各种6轮驱动装置相比较，本实用新型的主要优点是1.纵向车桥自成一个整体构件，用于驱动各车轮装置的各单元可灵活配置，零部件通用性好，易于采用模块方式制造和配套。
2.用简单可靠的方式实现了6轮驱动与2轮驱动工况间的切换。在6轮驱动状态时，每侧的3个驱动轮完全同步，可获得最大的牵引力和最佳的通过性；在2轮驱动状态时，其余4个车轮完全独立从动旋转，不会产生寄生功率，也防止了传动装置和轮胎的附加磨耗。
3.适应性好。具有多种驱动和转向模式，每侧纵向车桥的3个驱动轮仅需1根动力输入轴和1个转向机构的传力节点，便于与现有多种车辆传动装置简单衔接匹配；可采用包括叶片式板簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、液气弹簧和空气弹簧在内的几乎所有类型的已知的弹性元件构成悬架，其纵向公共梁架上可布置承力点的范围远大于传统的横向驱动桥，从而有利于改善车架和悬架受力状况，简化悬架和稳定杆系统；承力、传动及操纵部件均配置在车辆底盘两侧。有利于车内空间的利用。纵向车桥的动力传动装置可完全密封在防护良好的壳体和管梁内，适应在多尘、潮湿、泥泞和涉水等恶劣环境下使用。
4.采用本实用新型不仅可以研发新型车辆和行走机械，而且还为将现有普通的2轮驱动车辆改装成高通过性的6轮驱动车辆提供了可能。
附图1是本实用新型采用前、后4轮转向方式时的主视图，它也是俯视图(附图2)的A向剖视图；附图2是本实用新型采用前、后4轮转向方式时的俯视图；附图3是附图1中的B向剖视的放大图；附图4是附图1中的C向剖视的放大图；附图5是附图1中输入轴直接驱动中车轮装置的另一传动方案的C向剖视的放大图；附图6是本实用新型采用前、中4轮转向方式时的俯视图；附图7是附图6中的D向剖视图的旋转放大图；附图8是本实用新型的前、后轮均装在摇臂上时的侧视图；附图9是本实用新型可采用的能绕纵轴作有限角度回转梁架或摇臂的局部放大图。
具体实施方式
以下通过实例结合附图对本实用新型的具体实施方式
作进一步详细的叙述。由于所涉及的纵向驱动桥是左右对称的，此处仅说明其一侧的结构。
附图1和附图2为本实用新型用于后轮可随摇臂摆动、前、后4轮转向的车辆时的结构示例，叙述时将图中左方设为车辆的前进方向。纵向车桥中的带有行车制动器的前车轮装置1、中车轮装置8分别通过前分传动器的壳体4和主传动器的壳体11固定在公共梁架7上，构成前、中轮组合体。后车轮装置25通过后分传动器的壳体22固定在摇臂19的后端。摇臂19的前端通过叉架18和一对水平销轴16铰接在前、中轮组合体的后端，使其连同安装于其上的后车轮装置一起能在垂直平面内摆动。中传动器的输入轴33(见附图4)在通过圆柱齿轮副15和9把动力传给中车轮装置8的同时，还通过滑动花键驱动锥齿轮轴13。锥齿轮轴13的轴向位置由滑套12控制，当滑套12处于“结合”位置时，锥齿轮轴13与分别用于驱动前、后车轮装置的两个锥齿轮10和14同时啮合，处于“分离”位置时，则与它们同时脱开。锥齿轮10经与梁架7平行布置的前传动轴6与锥齿轮5联结，再经与锥齿轮5啮合的锥齿轮3和万向联轴节2与前车轮装置1联结。锥齿轮14则经万向联轴节17、后传动轴20与锥齿轮21联结，再经与锥齿轮21啮合的锥齿轮23和万向联轴节24与后车轮装置25联结。在必要时，万向联轴节与车轮驱动盘之间还可按已知的方法设置齿轮副等减速装置。上述各锥齿轮副的传动比和啮合方位应选择得使滑套12处于“结合”位置时，前、中、后3个车轮的旋转方向及轮缘的线速度均相同(3个车轮的直径允许不同)。在摇臂19和前、中轮组合体向后伸出的悬臂27之间设有弹簧28和减振器29。由上述方式构成的整个纵向驱动桥再经图中示意性的吊耳30和31安装在与整车的悬架装置上。
附图3示出作为转向驱动轮的前、后车轮装置通过转向主销32铰接在分传动器壳体侧外伸的转向节叉上的结构。
附图4示出作为非转向驱动轮的中车轮装置8、输入轴33、圆柱齿轮副15和9以及主传动器的结构。
主动轴33也可以通过滑动花键直接驱动主传动器中的锥齿轮轴13a和中车轮装置8，从而取消了圆柱齿轮副15和9。此时的控制滑套12a应具有通孔，见附图5。
附图6示出本实用新型用于采用前、中4轮转向方式的车辆时的结构。它与附图2所示结构的区别在于中轮装置改为转向驱动轮而后轮装置改为非转向驱动轮。此时主传动器和中车轮装置之间需要设置万向节34和转向主销35，输入轴33需直接驱动锥齿轮轴13a(见附图7)。其余结构与附图2相同。
以上叙述的内容均将装在摇臂19上的车轮设为后轮，但也完全适用于将装在摇臂上的车轮作为前轮和前、后轮均装在的摇臂上的情况(附图8)。对于某些低速车辆，也可取消摇臂装置，而将所有3个车轮装置均固定在一根刚性的公共梁架上。
本实用新型中用于连接3个车轮的公共梁架或摇臂也可由能作相对回转的内筒36和外套37构成，并按已知方式设置限制其轴向移动和回转角度的带突块的法兰38和挡块39及40(附图9)。此时每侧纵向车桥上的各车轮得以在保持纵向轴距恒定的条件下绕纵轴作有限角度的摆动，以更好地适应行驶路面地形的变化。
通过适当选择结构参数，也可以在车辆悬架系统中利用本纵向车桥的公共梁架和摇臂自身扭转和弯曲时的弹性变形效应。
权利要求1.一种由每侧3个驱动轮构成的6轮车辆的纵向车桥和驱动装置，横向布置于中车轮装置附近的输入轴在驱动中车轮装置的同时，还通过锥齿轮副和纵向布置的前、后传动轴驱动前、后车轮装置，其特征是每侧的前、中、后3个车轮装置中的相邻2个由管状的公共纵梁刚性联结，第3个车轮装置安装在1个管状的摇臂的一端，该摇臂的另一端通过水平销轴铰接在由前2个车轮装置和公共梁架构成的组合体的端部，在公共梁架和摇臂之间装有弹簧和减振器，前、后传动轴贯穿于由此构成的纵向车桥的梁架和摇臂之中；输入轴上的主动锥齿轮可在花键上滑动，滑动到一个极限位置时，该主动锥齿轮与分别固定在前、后传动轴端的2个从动锥齿轮同时啮合；滑动到另一个极限位置时，与该2个从动锥齿轮同时分离。
2.根据权利要求1所述的6轮驱动车辆的纵向车桥和驱动装置，其特征是每侧的前、后2个车轮装置各安装在1个管状的摇臂的一端，摇臂的另一端分别通过水平销轴铰接在中车轮装置和公共梁架构成的组合体的两端，公共梁架和2个摇臂之间分别装有弹簧和减振器。
3.根据权利要求1所述的6轮驱动车辆的纵向车桥和驱动装置，其特征是每侧的前车轮装置和中车轮装置之间以及中车轮装置和后车轮装置之间均由管状的公共纵梁刚性联结。
4.根据权利要求1所述的6轮驱动车辆的纵向车桥和驱动装置，其特征是用于连接每侧3个车轮的公共梁架和摇臂由能作相对回转的内筒和外套构成，两者之间设置限位突缘和挡块。
专利摘要本实用新型属于车辆和行走机械技术。提供了一种驱动方式为6×6的行走装置。每侧3个车轮安装在纵向梁架上构成整体或分段铰接纵向车桥，再经悬架与车架联结。输入轴在驱动中轮的同时，还各经锥齿轮副和传动轴分别驱动前后轮。3个车轮均可为转向或非转向驱动轮。通过移动输入轴上的主动锥齿轮，可使它与驱动前后轮的两个从动锥齿轮的同时啮合或分离，在分离时也切断了前后传动轴之间的关联。本实用新型具有零部件通用性好，配置灵活，易于采用模块方式配套和能简单可靠地在6轮/2轮驱动工况间切换等优点，适用于各种6轮驱动的车辆和行走机械。
文档编号B60K17/344GK2698635SQ20042000275
公开日2005年5月11日 申请日期2004年1月18日 优先权日2004年1月18日
发明者王意, 苏怡之 申请人:北京阳光之路特种车辆技术有限公司