专利名称：菱型车轮布置十字桥四轮驱动机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种行走机械的菱型车轮布置十字桥结构，尤其适用于汽车前、后车轮转向的四轮驱动机构。
背景技术：
为提高汽车的越野能力，汽车采用四轮驱动方式(4WD)。四轮驱动和两轮驱动 (2WD)相比较，虽然驱动车轮只增加了一倍，但在技术上的困难却要增大很多倍。对于4轮驱动来说，必须消除弯路行驶时4个车轮因转速各不相同所产生车轮之间的相互干涉问题。因此，前桥的2个驱动轮之间要安装差速器，后桥的2个驱动轮之间也要安装差速器， 而且前桥与后桥之间还要安装差速器，因此4轮驱动方式一般需要三个差速器，才能实现4 个车轮都有驱动能力并且还允许每个车轮转速各不相同。但是，在安装了三个差速器以后， 又会出现一个缺点，就是一旦4个车轮中的任意一个车轮与地面打滑空转，其它3个车轮的驱动能力都会丧失。为克服该缺点还要在每个差速器上加上防滑机构限制任意一个车轮打滑空转过程，就必须采用三个防滑差速器结构，使得4车轮防滑驱动方式的底盘结构变得非常复杂，大大提高了汽车的制造成本。
随着汽车进入家庭的数量迅速增加，对道路交通和环境保护带来越来越多的不利因素。第一是道路交通流量越来越大，加快了汽车对道路的损坏程度。传统汽车的4个车轮布置方式为“ □”型结构，直线行驶时前、后车轮之间运动轨迹相互重合，后车轮重复于前车轮的运动轨迹，特别容易使二侧车辙位置很快被压出二条凹陷的轨迹，而二个车辙中间路面被轮胎碾压到的机会相对很少，使中间路面位置很快被挤压成明显的凸起路面，造成路面被碾压程度严重不均勻，凸凹现象加速了对道路损坏过程。第二是解决交通阻塞过程加快了高架桥的建设，使得汽车爬坡和下坡的机会越来越多。特别是在雨天和冰雪的湿滑路面条件下其简单的2WD方式已经不能适应汽车经常爬坡的需求，同时汽车下坡的制动时间也越来越长，存在汽车爬坡困难、消耗燃料增多，而下坡时因较长的制动过程浪费了汽车自身质量从高位置到底位置的能量。第三是因城市单位面积拥有汽车数量的增加，使得道路越来越狭窄而泊车场地越来越拥挤。因此对汽车运动位置的准确操控性要求越来越高， 传统汽车的前车轮主动转向而后车轮被动转向方式已不能适应拥挤条件下精确操控性的要求。第四是为保护环境必须减少发动机的尾气排放数量。特别是今后随着核能和水利发电能力的提高必然促进城市电动汽车的广泛应用，城市汽车动力的发展趋势正在由原来发动机逐渐变为发动机+电动机而最后变为纯电动机的过程。发明内容
本发明主要目的实现车轮“ O ”菱型布置采用前后车轮主动转向方式的机电组合的防滑4WD方式。第一改善车轮对路面的碾压均勻性；第二实现发动机与电动机的模块组合驱动方式；第三具有防滑4WD功能；第四实现前、后车轮主动转向提高操控汽车运动位置准确性。
本发明的上述主要目的通过以下技术方案实现，结合
如下
一种菱型车轮布置十字桥四轮驱动机构，包括四个车轮、驱动器、悬架、转向主销总成和前后转向驱动机构，所述左右上下四个车轮1、1' >7,7'按照菱型布置在4个角上， 其中，左车轮1、左转向主销总成2、左^1型悬臂3、驱动器6和右Η型悬臂3'、右转向主销总成2'、右车轮1'构成左右方向转向驱动桥，而上车轮7、上电离合器22、上电动机23、中间悬臂8、下电动机23'、下电离合器22'、下车轮7'构成上下方向驱动桥，左右方向转向驱动桥和上下方向驱动桥组成一个交叉式的“十”字型驱动桥；所述前后转向驱动机构使左右车轮1、1'之间的转向摆动方向完全相反，但左右车轮1、1'的转弯半径相同，Rl =R2。
所述左右方向驱动桥由安装在“ ”型边框内的中心位置的驱动器6驱动，驱动器 6由一根转速为Nr的输入轴33提供动力，驱动器6分别输出左右方向驱动转速为Ni、N2， 并经各自的传动轴和万向节驱动左右车轮1、1 ‘转动，其中转速为Nr输入轴33的动力来自发动机或电动机；
所述上下方向驱动桥由安装在“十”字型驱动桥的纵轴Z'轴线位置的上下电动机 23、23'驱动，其中上电动机23输出驱动转速为N3，下电动机23'输出驱动转速为N4，上下电动机23、23'分别经各自的传动轴和万向节驱动上下车轮7、7'转动·’
所述悬架包括左右悬架和上下悬架，其中所述左右悬架对称于“十”字型驱动桥的纵轴Z'轴线，包括左右车轮1、Γ、左右转向主销总成2、2'和左右H型悬臂3、3'，车轮 1、1'分别经左右转向主销总成2、2'和左右H型悬臂3、3'通过相同结构的橡胶/金属支撑113连接在车体或车架上；上下悬架对称于“十”字型驱动桥的横轴X轴线，包括上下车轮7、7'、上下电离合器22、22'和中间悬臂8，车轮7、7'分别经螺钉11142、螺钉IV42‘ 安装在中间悬臂8上下两端的法兰盘上，中间悬臂8通过橡胶/金属支撑1113'连接在车体或车架上；
所述的左右上下四个车轮1、Γ、7、7'的位置关系为左右车轮1、Γ位置对称于“十”字型驱动桥的纵轴Z'轴线，Ll =L2，上下车轮7、7'位置对称于“十”字型驱动桥的横轴X轴线，L3 = L4，菱型为对称结构。
所述的驱动器6通过转速为Nr的输入轴33获得动力，经主动锥齿轮32驱动锥齿轮146和锥齿轮1147同轴转动，再经锥齿轮1147同时驱动锥齿轮IV49、锥齿轮III48分别输出驱动转速Ni、N2，经各自的传动轴和万向节分别驱动左右车轮1、1'转动，在驱动器 6的上下两端还分别经螺钉134、螺钉1134'连接有上下电动机23、23'，用车载蓄电池组分别为上下电动机23、23'供电输出驱动转速N3、N4，经各自的传动轴和万向节分别驱动上下车轮7、7'转动。
所述的左右H型悬臂3、3'结构相同，分别设有左右齿轮箱11、1Γ，齿轮箱11、 11'上分别装有左右端盖19、19'和左右轴承端盖20、20'，并且内部分别安装有左右花键传动轴12、12'和左右内半轴15、15'，左右花键传动轴12、12'分别与左右内半轴15、 15'之间轴线垂直布置，左右传动轴12、12'上分别装有结构相同的花键锥齿轮四，内半轴15、15'上则分别装有结构相同的锥孔锥齿轮30，花键锥齿轮四和锥孔锥齿轮30分别实现左右花键传动轴12、12'到左右内半轴15、15'的动力传递。
所述的左右转向主销总成2、2'结构相同且位置对称于Z'轴线，左右转向主销总成2、2'分别都有结构相同的万向节VII31和主销27，所述左转向主销总成2具有的万向节VII31和主销27的中心位于X坐标的ο点位置，右转向主销总成2'具有的万向节 VII31和主销27的中心位于X坐标的ο'点位置。因左右转向主销总成2、2'结构的完全对称性，以右转向主销总成2'为例说明其所属万向节VII31中心和主销27中心都位于X、 Y、Z坐标原点ο'的目的。其中万向节VII31中心位于ο'点为了保证车轮1'产生转向摆角士丨过程中实现对车轮1'转速Ν2的驱动；主销27中心位于ο'点并且主销27轴线位于Y轴线上为了保证车轮1'位置对称于X、Y轴平面。当右车轮1'绕Y轴线产生转向摆角士丨时，因轮胎接触地面的对称性不会使车轮1'产生绕Z轴滚动，即车轮1'绕Y轴摆动角度士丨时不产生绕Z轴滚动，或车轮1'不产生X轴向移动。
所述的左右车轮1、Γ经驱动臂18分别驱动左右推拉杆17、17'和左右转向臂 16,16'控制转向过程，转向驱动臂18由方向盘的转角位移再经机械或电动、液压方式控制，当右车轮1'摆角方向为+丨时，则左车轮1摆角方向为-丨，反之亦然，而当左右车轮 1、1'之间距离较大时，取消过长的左右推拉杆17、17'结构，采用电动或液压伺服机构分别在车轮1、1'的附近直接驱动左右转向臂16、16'控制转向过程。
所述“十”字型驱动桥的左右上下车轮1、1'、7、7'驱动方式能简化为左右二车轮 1、1'驱动方式，也能简化为上下二车轮7、7'驱动方式。
本发明的有益效果
(1)提高道路表面的利用率
改变传统汽车4个车轮“ □”型布置方式，消除传统4个车轮对二侧路面前后重复碾压所造成的二车辙轨迹凹陷而中间凸起现象。如果汽车采用“ ”菱型车轮布置数量恰好是“ 口 ”型车轮布置数量的二倍时，就会使得二侧和中间车辙轨迹被碾压的机会均等，将有效改善车轮对路面碾压的均勻性，更加合理使用道路各部分表面，必然延长道路的使用时间而减少“经常”的道路维护和“重复”建设投资。
(2)机、电模块组合式防滑4WD方式
四个车轮1、1'、7、7'驱动的模块结构有如下方式第一是发动机+电动机组合防滑4WD方式当选择车轮1、1'为发动机驱动而车轮7、7'为电动机驱动时就是机、电组合防滑4WD方式。第二是纯发动机防滑2WD方式当只选择车轮1、1'为发动机驱动时就是发动机防滑2WD方式。第三是纯电动机防滑4WD方式当转速为Nr的输入轴33的动力来自电动机时则构成四个车轮1、1' >7,7'为纯电动防滑4WD方式。第四是纯电动防滑2WD 方式当只选择车轮7、7'为电机驱动或者只选择车轮1、Γ为电机驱动时就分别是纯电动机防滑2WD方式。模块式结构能根据使用条件组合成不同的驱动方式，例如，冬季条件就把汽车组合为防滑4WD方式而其它季节简化为防滑2WD方式，既能实现2WD方式具有较好的燃料经济性，又能实现4WD方式具有较好的驱动性能；如果汽车纯市内使用就组合为纯电动机驱动方式，其它情况下使用组合为机、电驱动方式，适应不同使用环境的要求。在具有电驱动模块条件下汽车上坡时利用电动机2WD方式辅助爬坡，下坡时利用电动机的制动过程对蓄电池进行充电实现能源回收。
(3)提高汽车的通过能力和改善弯路时外侧车轮的受力状况
车轮“ ”型布置方式能提高汽车的通过能力和改善弯路时外侧车轮的受力状况。 4个车轮排列方式为在X轴线方向有左、中、右的三列车轮，在Y轴线方向有上、中、下的三排车轮，排列方式为横三排、竖三列的“田”字型。该结构有二个优点第一是排与排和列与列之间距离跨度可较“ □，，型车轮布置方式成倍减小，增加了中间排车轮与中间列车轮的支撑作用有利于提高汽车的通过能力。第二是在弯路条件下中间排转向车轮的轨迹半径变大更接近外侧车轮的半径轨迹，有利提高了弯路行驶过程稳定性。汽车直线行驶时转向车轮1、1'的轨迹恰好处于二侧车轮7、7'轨迹的中间位置，轨迹半径关系为R1=R2 = 0 3+1 4)/2，车轮1、1'的半径恰好等于车轮7、7'的平均半径；而弯路时轨迹半径关系为 Rl = R2 > (R3+R4)/2，车轮1、1'的半径大于车轮7、7'的平均半径，或中间排车轮1、1 ‘ 与内侧车轮7'之间轨迹的距离变大而与外侧车轮7之间轨迹的距离变小。因此，弯路条件下二个转向车轮1、1'轨迹更靠近外侧车轮7的轨迹，外侧有三个车轮1、7、1'共同承担汽车在弯路时因离心力产生的负荷将有利于改善传统外侧二车轮的受力状况。
(4)提高操控汽车运动位置准确性和减少弯路占用路面宽度
车轮1、1'同时主动转向方式有二个优点第一能成倍减小转弯半径提高汽车的操控灵活性。第二不论是在汽车前进还是后退过程中，一个转向车轮运动轨迹完全跟踪另一个转向车轮运动轨迹，容易操控车头和车尾运动位置的准确性。特别在汽车调头、小场地泊车条件下能减少倒车次数；而弯路行驶时汽车整体所占用路面宽度在半径方向明显减小，将非常有利于对面方向车辆的顺利通过。而传统汽车后面被动转向车轮无法重复前面主动转向车轮的运动轨迹，而且后车轮轨迹偏离前车轮轨迹的多少与转弯半径大小以及前后桥之间跨度距离长短有关。转弯半径越小其前后车轮轨迹之间在半径方向的偏离距离越大；前后桥之间跨度距离越长其前后车轮轨迹之间在半径方向的偏离距离也越大。
图-1四轮驱动机构主视示意图。
图-2四轮驱动机构俯视示意图。
图-3四轮驱动机构侧视示意图。
图-4左右上下车轮防滑四驱示意图。
图-5左右车轮转向示意图。
图-6左右车轮防滑二驱示意图。
图-7上下车轮防滑二驱示意图。
图-8差速器式上下车轮二驱示意图。
图中1-左车轮 1'-右车轮 2-左转向主销总成 2'-右转向主销总成 3-左“^”型悬臂 3'-右“H”型悬臂 4-万向节I 4'-万向节II 5-传动轴I 5'-传动轴116-驱动器7-上车轮7'-下车轮8-中间悬臂9-制动蹄铁10-制动盘11-左齿轮箱11'-右齿轮箱12-左花键传动轴12'-右花键传动轴13-橡胶/金属支撑I 13'-橡胶/金属支撑II 14-万向节III 14'-万向节IV 15-左内半轴15'-右内半轴16-左转向臂16'-右转向臂17-左推拉杆17'-右推拉杆 18-转向驱动臂 19-左端盖19'-右端盖 20-左轴承端盖 20'-右轴承端盖21-万向节V 21'-万向节VI 22-上电离合器22'-下电离合器23-上电动机 23'-下电动机 24-左凸缘盘 24'-右凸缘盘 25-轮毂轴承 26-轮毂 27-主销 28-主销轴承29-花键锥齿轮30-锥孔锥齿轮31-万向节VII 32-主动锥齿轮33-输入轴34-螺钉I 34'-螺钉II 35-上离合器花键从动盘35'-下离合器花键从动盘36-上离合器输出主动盘36'-下离合器输出主动盘37-上凸缘盘37'-下凸缘盘38-上外半轴38'-下外半轴39-吸盘铁心线圈40-转动铁心线圈41-固定铁心线圈42-螺钉III 42'-螺钉IV 43-上花键半轴43'-下花键半轴44-电动机转子45-电动机激磁线圈46-锥齿轮I 47-锥齿轮II 48-锥齿轮II149-锥齿轮IV 50-差速器锥齿轮 51'-左行星齿轮51'-右行星齿轮52-差速器53-差速器壳 54-上半轴齿轮54'-下半轴齿轮
0点是左车轮1转向主销总成2所属万向节VII31和主销27的中心位置；0'点是右车轮1转向主销总成2’所属万向节VII31和主销27的中心位置。
具体实施方式
实施方式1
本实施例为发动机和电动机模块组合的四轮驱动方式，发动机驱动左右二个车轮 1、1'，电动机驱动上下二个车轮7、7'，结合附图1、2、3、4、5进一步说明具体内容及其实施过程。
四个车轮1、1'、7、7'布置在“ ”型的4个角上，其中，左车轮1、左转向主销总成2、左“H”型悬臂3、驱动器6、右“H”型悬臂3'、右转向主销总成2'、右车轮1'构成左右方向转向驱动桥，而上车轮7、上电离合器22、上电动机23、中间悬臂8、下电动机23 ‘、下电离合器22'、下车轮7'构成上下方向驱动桥，左右方向转向驱动桥和上下方向驱动桥组成一个交叉式的“十”字型结构驱动桥。
车轮1、1'、7、7'的位置关系为车轮1、1'位置对称于Z'轴线，S卩Ll = L2，车轮7、7'位置对称于X轴线，S卩L3 = L4，“ ”型为对称结构。
车轮1、1'、7、7'的排列方式为在X轴线方向有左、中、右的三列车轮，分别为 1;7、7' ；1'，在Y轴线方向有上、中、下的三排车轮，分别为7;1、1' ；7'，排列方式为横三排、竖三列的“田”字型。
车轮1、1'分别经转向主销总成2、2'和“H”型悬臂3、3'、结构相同的橡胶/金属支撑113连接在车体或车架上，左右悬架结构对称Z'轴。车轮7、7'经各自的轮毂、上下电离合器22、22'的壳体分别用螺钉11142、螺钉IV42'安装在中间悬臂8的上下端法兰盘上，中间悬臂8又经橡胶/金属支撑1113连接在车体或车架上，上下悬架结构对称X轴。 其中车轮7、7'与车体或车架的连接方式也可以采用其它方式悬架。
二个“H”型悬臂3、3'结构相同，分别设有左右齿轮箱11、11'，内部分别安装有左右内半轴15、15'和左右花键传动轴12、12'，左右齿轮箱11、11'上分别安装有左右端盖19、19'和左右轴承端盖20、20'，还分别有相同结构的花键锥齿轮四和锥孔锥齿轮30。 因结构对称性其中以悬臂3'为例，设置右端盖19'是利用其开口把锥孔锥齿轮30安装到右内半轴15'上，设置右轴承端盖20'为了支撑安装花键锥齿轮30，使齿轮四、30之间啮合保证右花键传动轴12'和右内半轴15'之间的传动关系。
车轮1、1'转向经转向驱动臂18分别驱动推拉杆17、17'和转向臂16、16'控制转向过程，使车轮1、1'之间的摆动方向保持相反。如果车轮1'摆动转角方向为+丨，则车轮1摆动转角方向为-丨，反之亦然。转向驱动臂18由方向盘的转角位移再经机械或电动、液压等方式控制。当车轮1、1'之间距离较大时可以取消很长的推拉杆17、17结构，采6/8页用电动或液压伺服机构分别在车轮1、1'附近直接驱动转向臂16、16'控制转向过程。
二个转向主销总成2、2'结构相同，以主销总成2'为例，其主销27、万向节 VII31、车轮1'之间的位置关系为万向节VII31中心位于X、Y、Z坐标原点0'，车轮1 ‘ 位置对称于X、Y轴平面。主销27轴线位于Y轴线上保证右车轮1'绕Y轴线产生转向摆角士丨时，因轮胎接触地面的对称性不会使车轮1'产生绕Z轴滚动，即车轮1'绕Y轴摆动角度士丨时不产生绕Z轴滚动，或车轮1'不产生X轴向移动，不会因为车轮1'的摆角士丨与其它车轮在X轴方向产生运动干涉。
在“ ”型边框内的中心位置安装有驱动器6，来自发动机的转速为Nr的动力输入轴33经主动锥齿轮32驱动锥齿轮146和锥齿轮1147同轴转动，又经锥齿轮1147同时驱动锥齿轮IV49、锥齿轮III48分别输出驱动转速Ni、N2，分别经各自的驱动轴、万向节驱动二个车轮1、1'转动。因左右车轮1、1'的驱动结构相同且布置对称Z'轴线，以右车轮 1'为例说明N2的动力传动过程，经传动轴115'、万向节114'、右花键传动轴12'、花键锥齿轮四、锥孔锥齿轮30、右内半轴15'、右凸缘盘驱动右车轮1'转动。驱动器6与车体或车架的安装方式采用橡胶/金属支撑结构连接。如果驱动器6和发动机结合在一起则整体与车体或车架进行弹性支撑安装，同时动力输入轴33、主动锥齿轮32的输入方向要进行相应的改变，以及主动锥齿轮32和从动锥齿轮146之间的齿轮传动类型也要进行相应的改变。
在驱动器6上分别经螺钉134、螺钉11；34'安装有上下电动机23、23'，上下电动机23、23'的轴线位于Z'轴上且它们之间位置对称于X轴线，上下电动机23、23'经车载蓄电池组及控制电路供电分别输出驱动转速N3、N4，其中N3经上花键半轴43、万向节VI21、 上电离合器22、上外半轴38、上凸缘盘37驱动上车轮7转动，而N4经下花键半轴43'、万向节VII21'、下电离合器22'、下外半轴38'、下凸缘盘37'驱动下车轮7'转动。
设置上下电离合器22、22'的目的是为了用电开关方式控制动力传动的离合过程，既能分别控制上下电动机23、23'驱动车轮7、7'的转动过程，也能分别控制车轮7、 7'拖动上下电动机23、23'的发电过程。第一是因为在道路条件好或汽车速度较高时不一定始终保持上下电动机23、23'分别对车轮7、7'连续驱动过程，要求停止电动机转动并且同时断开离合器；第二是因为当不依靠车轮7、7'分别拖动电动机23、23'发电时也要断开离合器。因此，控制上下电离合器22、22'断开状态能使得上下电动机23、23'的转子、上下花键半轴43、43'、万向节21、21'不再分别跟随车轮7、7'转动，消除它们转动摩擦阻力。
上下电动机23、23'分别经上下电离合器22、22‘驱动上下车轮7、7'的控制过程叙述如下由于上下结构相同且位置对称性，用转速N3为例说明用电开关方式控制上电离合器22从初始分离状态实现啮合过程。上电离合器22主要有三个部分构成，第一部分是上花键从动盘35经上外半轴38、上凸缘盘37与车轮7连接；第二部分是上主动盘36经花键结构与万向节VI21、上花键半轴43与电动机转子44连接，其中主动盘36上安装有吸盘铁心线圈39和转动铁心线圈40 ；第三部分是固定铁心线圈41安装在上电离合器22的外壳上。当经车载蓄电池组为电动机激磁线圈45供电输出转速N3驱动主动盘36、吸盘铁心线圈39、转动铁心线圈40转动时，转动铁心线圈40就与固定铁心线圈41之间相对旋转， 如果再经蓄电池组也为固定铁心线圈41提供激磁电流，则固定铁心线圈41就会产生磁场，9而转动铁心线圈40相对该磁场的旋转过程就会在转动铁心线圈40中产生交变电流，经整流后供给吸盘铁心线圈39，利用吸盘铁心线圈39产生的磁力吸合上花键从动盘35与主动盘36共同转动，实现对上电离合器22的控制啮合过程并驱动上车轮7转动。而当停止为电动机激磁线圈45和固定铁心线圈41供电时则电动机转子44停止转动，并且上电离合器 22从啮合状态实现分离过程，上电动机23的转子不再驱动上花键半轴43、万向节21、车轮 7转动。(关于上下电离合器22、22'的工作原理和控制方式请参见本发明人专利汽车电控离合器 2007100562742)。
同理，上下车轮7、7'分别经上下电离合器22、22'拖动上下电动机23、23'发电的控制过程叙述如下由于上下结构相同且位置对称性，同样以转速N3为例说明用电开关方式控制上电离合器22从初始分离状态实现啮合过程。当经蓄电池组同时为电动机激磁线圈45和固定铁心线圈41供电时，则上电动机23旋转而转动铁心线圈40发电使上电离合器22实现啮合过程，实现上车轮7与电动机23之间的传动连接。当车轮7拖动上电动机23发电的电压大于蓄电池时就是实现充电过程。当不需要上车轮7拖动上电动机23发电时，同时停止为电动机激磁线圈45和固定铁心线圈41供电，使电动机转子44、上花键半轴43、万向节21不再跟随车轮7转动，消除它们快速空转的摩擦阻力。
在左右上下车轮1、1'、7、7'的四个转速Ni、N2、N3、N4中，车轮1、1'之间因转弯半径Rl = R2保持相同，车轮之间运动轨迹相互重合，转速附=N2也相同，使Ni、N2之间不需要差速过程。
而上下车轮7、7'之间转弯半径分别为R3、R4，因半径R3 > R4，使转速N3 > N4， N3与N4之间需要差速过程。采用二种方式实现二个车轮7、7'之间的差速过程，其一为主动差速方式通过方向盘的转角位移改变量分别调节供给上下电动机23、23'的电压值满足速度N3>N4。其二为被动差速方式依靠路面分别给与车轮7、7'的转动阻力调节N3 >N4，转动阻力小则车轮转速快，转动阻力大则车轮转速慢。同理当向另一个方向转弯时采用同样的方式实现N4 > N3的差速过程。
左右方向驱动桥和上下方向驱动桥之间的差速关系根据车轮1、1'转速匹配电驱动车轮7、7'的转速，四个车轮1、Γ、7、7'同时驱动的差速过程同样采用二种方式实现。 其一为主动差速方式根据车轮1、1'转速和方向盘的转角位移分别调节供给上下电动机 23,23'的电压值满足速度Ν3 >附=Ν2 > N4 ；其二为被动差速方式依靠路面分别给与车轮7、7'的转动阻力调节使N3>m =N2>N4。同理当向另一个方向转弯时采用同样的方式实现N4 >附=N2 > N3的差速过程。
实施方式2
本实施例为左右二车轮1、1'的防滑驱动方式，是实施方式1的一种简化形式，或中间排车轮的防滑驱动方式。结合附图1、2、3、4、6说明本实施例的具体内容及其实施过程。
在实施方式1的左右上下车轮1、1'、7、7'的四驱动方式中只保留二个驱动转速 m、N2，取消二个驱动转速N3、N4。即去掉上下二个车轮7、7'的动力及传动部分，把二个车轮7、7'变为被动车轮，只利用转速N1、N2对左右二个车轮1、1'进行驱动。
先经螺钉134、螺钉1134'从驱动器6分别拆下来上下电动机23、23'，然后分别卸掉上下花键半轴43、43'、万向节V21和万向节VI21'、上下电离合器22、22'等相关传动零件，最后卸掉车载蓄电池组，但保留控制电路及其接口以方便恢复二车轮7、7'的驱动能力，使上下车轮7、7'变为没有驱动能力的被动车轮，这时实施方式1被简化为发动机为动力的左右车轮1、1'防滑二驱动方式，减轻汽车整体质量和减少转动摩擦阻力从而降低汽车燃油消耗数量。在实现左右二车轮1、1 ‘驱动方式中，当转速为Nr输入轴33的动力来自电动机时为电动机左右车轮1、1'的防滑二驱动方式。实施方式3 本实施例为上下二车轮7、7'电驱动方式，是实施方式1的另外一种简化形式，或中间列车轮的电驱动方式。结合附图1、2、3、4、7说明本实施例的具体内容及其实施过程。在具体实施方式
1的左右上下车轮1、1'、7、7'的四驱动方式中只保留二个驱动转速N3、N4，取消二个驱动转速N1、N2。即去掉左右二个车轮1、1 ‘的动力及传动部分，把二个车轮1、1'变为被动车轮，只利用转速N3、N4对上下二个车轮7、7'进行驱动。先分别经螺钉134、螺钉1134'把驱动器6卸下，然后再利用螺钉134把上下电动机23、23'直接对接在一起并经相应的橡胶/金属支撑结构安装到车体或车架上，最后卸掉驱动左右车轮1、1'的动力总成及传动零件。其中动力总成包括驱动转速为Nr的发动机或电动机。以右车轮1'为例说明取消N2的传动零件，包括传动轴115'、万向节114'、右花键传动轴12'、花键锥齿轮四、锥孔锥齿轮30、右内半轴15'，使右车轮1'成为没有驱动能力的被动车轮。这时实施方式1被简化为只有转速N3、N4驱动的上下二个车轮7、7' 电驱动方式。实施方式4:本实施例为实施方式3的一种变换方式，采用传统差速器驱动上下二车轮7、7' 方式。区别于传统差速器的特征为第一是车轮为“ ”菱型布置结构；第二是上下二车轮 7、7'驱动方式；第三是左右二车轮1、1'同时主动转向方式。结合附图1、2、3、4、8说明本实施例的具体内容及其实施过程。用差速器52替代上下电动机23、23 ‘的位置，改用差速器52提供二个转速N3、N4 分别驱动上下二车轮7、7'，去掉上下电离合器22、22'中的相关啮合控制零件。这时转速为Nr的输入轴33作为差速器52的动力，经主动锥齿轮32驱动安装在差速器壳53上的差速器锥齿轮50转动，在差速器壳53内装有行星齿轮51、51 ‘共同驱动上下半轴齿轮M、 54'分别输出上下方向的差速转速N3、N4，再经各自相应的传动轴和万向节分别驱动上下二车轮7、7'转动。在实现上下二车轮7、7 ’的差速器驱动方式中，当转速为Nr输入轴33的动力来自发动机时为发动机差速器二驱动方式；当转速为Nr输入轴33的动力来自电动机时为电动机差速器二驱动方式。
权利要求
1.一种菱型车轮布置十字桥四轮驱动机构，包括四个车轮、驱动器、悬架、转向主销总成和前后转向驱动机构，其特征在于，所述左右上下四个车轮(1、1' >7,7')按照菱型布置在4个角上，其中，左车轮(1)、左转向主销总成0)、左^1型悬臂(3)、驱动器(6)和右 H型悬臂(3')、右转向主销总成0')、右车轮(Γ )构成左右方向转向驱动桥，而上车轮(7)、上电离合器(22)、上电动机(23)、中间悬臂(8)、下电动机)、下电离合器 (22')、下车轮(7')构成上下方向驱动桥，左右方向转向驱动桥和上下方向驱动桥组成一个交叉式的“十”字型驱动桥；所述前后转向驱动机构使左右车轮(1、1')之间的转向摆动方向完全相反，但左右车轮(1、1')的转弯半径相同，Rl = R2。
2.根据权利要求1所述的菱型车轮布置十字桥四轮驱动机构，其特征在于，所述左右方向驱动桥由安装在“ ”型边框内的中心位置的驱动器(6)驱动，驱动器(6)由一根转速为Nr的输入轴(3 提供动力，驱动器(6)分别输出左右方向驱动转速为m、N2，并经各自的传动轴和万向节驱动左右车轮(1、1')转动，其中转速为Nr输入轴(3 的动力来自发动机或电动机。
3.根据权利要求1所述的菱型车轮布置十字桥四轮驱动机构，其特征在于，所述上下方向驱动桥由安装在“十”字型驱动桥的纵轴(Z')轴线位置的上下电动机03、23')驱动，其中上电动机输出驱动转速为N3，下电动机)输出驱动转速为N4，上下电动机03、23')分别经各自的传动轴和万向节驱动上下车轮(7、7')转动。
4.根据权利要求1所述的菱型车轮布置十字桥四轮驱动机构，其特征在于，所述悬架包括左右悬架和上下悬架，其中所述左右悬架对称于“十”字型驱动桥的纵轴(Z')轴线， 包括左右车轮(1、1')、左右转向主销总成0、2')和左右H型悬臂(3、3')，车轮(1、 1')分别经左右转向主销总成0、2')和左右H型悬臂(3、3')通过相同结构的橡胶/ 金属支撑1(1 连接在车体或车架上；上下悬架对称于“十”字型驱动桥的横轴(X)轴线， 包括上下车轮(7、7')、上下电离合器02、22')和中间悬臂(8)，车轮(7、7')分别经螺钉III (42)、螺钉IV)安装在中间悬臂(8)上下两端的法兰盘上，中间悬臂(8)通过橡胶/金属支撑11(13')连接在车体或车架上。
5.根据权利要求1所述的菱型车轮布置十字桥四轮驱动机构，其特征在于，所述的左右上下四个车轮(1、1' >7,7')的位置关系为左右车轮(1、Γ )位置对称于“十”字型驱动桥的纵轴(Z')轴线，Ll = L2，上下车轮(7、7')位置对称于“十”字型驱动桥的横轴(X)轴线，L3 = L4，菱型为对称结构。
6.根据权利要求1所述的菱型车轮布置十字桥四轮驱动机构，其特征在于，所述的驱动器(6)通过转速为Nr的输入轴(3 获得动力，经主动锥齿轮(3 驱动锥齿轮K46)和锥齿轮IK47)同轴转动，再经锥齿轮IK47)同时驱动锥齿轮1^49)、锥齿轮11108)分别输出驱动转速m、N2，经各自的传动轴和万向节分别驱动左右车轮(1、1')转动，在驱动器(6)的上下两端还分别经螺钉I (34)、螺钉II (34')连接有上下电动机03、23')，用车载蓄电池组分别为上下电动机03、23')供电输出驱动转速N3、N4，经各自的传动轴和万向节分别驱动上下车轮(7、7')转动。
7.根据权利要求1所述的菱型车轮布置十字桥四轮驱动机构，其特征在于，所述的左右^型悬臂(3、3')结构相同且位置对称(Z')轴线，分别设有左右齿轮箱(11、11')， 齿轮箱(11、11')上分别装有左右端盖(19、19')和左右轴承端盖O0、20')，并且内部分别安装有左右花键传动轴(12、12')和左右内半轴(15、15')，左右花键传动轴(12、 12')分别与左右内半轴(15、15')之间轴线垂直布置，左右传动轴(12、12')上分别装有结构相同的花键锥齿轮09)，内半轴(15、15')上则分别装有结构相同的锥孔锥齿轮 (30)，花键锥齿轮09)和锥孔锥齿轮(30)分别实现左右花键传动轴(12、12')到左右内半轴(15、15')的动力传递。
8.根据权利要求1所述的菱型车轮布置十字桥四轮驱动机构，其特征在于，所述的左右转向主销总成0、2')结构相同且位置对称(Z')轴线，左右转向主销总成0、2') 分别都具有结构相同的万向节VII (31)和主销(27)，所述左转向主销总成2具有的万向节 VII31和主销27的中心位于X坐标的ο点位置，右转向主销总成2'具有的万向节VII31 和主销27的中心位于X坐标的ο'点位置。
9.根据权利要求1所述的菱型车轮布置十字桥四轮驱动机构，其特征在于，所述的左右车轮(1、1')经驱动臂(18)分别驱动左右推拉杆(17、17')和左右转向臂(16、16') 控制转向过程，转向驱动臂(18)由方向盘的转角位移再经机械或电动、液压方式控制，当右车轮(1')摆角方向为+丨时，则左车轮(1)摆角方向为-丨，反之亦然，而当左右车轮 (1>1')之间距离较大时，取消过长的左右推拉杆(17、17')结构，采用电动或液压伺服机构分别在车轮(1、1')的附近直接驱动左右转向臂(16、16')控制转向过程。
10.根据权利要求1所述的菱型车轮布置十字桥四轮驱动机构，其特征在于，所述“十” 字型驱动桥的左右上下车轮(1、1' >7,7')驱动方式能简化为左右二车轮(1、1')驱动方式，也能简化为上下二车轮(7、7')驱动方式。
全文摘要
本发明涉及一种行走机械的菱型车轮布置十字桥四轮驱动机构，包括四个车轮、驱动器、悬架、转向主销总成和前后转向驱动机构，其特征在于，所述左右上下四个车轮按照菱型布置在4个角上，其中，左车轮、左转向主销总成、左型悬臂、驱动器和右型悬臂、右转向主销总成、右车轮构成左右方向转向驱动桥，而上车轮、上电离合器、上电动机、中间悬臂、下电动机、下电离合器、下车轮构成上下方向驱动桥，左右方向转向驱动桥和上下方向驱动桥组成一个交叉式的“十”字型驱动桥；改善了车轮对路面的碾压均匀性；实现了发动机与电动机的模块组合驱动方式；具有防滑4WD功能；实现前、后车轮主动转向提高操控汽车运动位置准确性。
文档编号B60K17/34GK102530123SQ201210043089
公开日2012年7月4日 申请日期2012年2月24日 优先权日2012年2月24日
发明者方显忠 申请人:方显忠