专利名称：汽车,特别是全轮驱动汽车,其具有可转向的第一汽车轴与可转向的第二汽车轴的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分详细定义类型的汽 车，特别是全轮驱动汽车，具有可转向的第一汽车轴与可转向的第二 汽车轴。
背景技术：
在实践中，具体作为全轮驱动汽车设置的汽车、例如所谓伸縮臂 式装卸车或伸縮臂式运输车已广为人知，这些汽车优选被设为工程机 械车。这类汽车必须因为工地上通常被局限的位置而在非常小的空间 里调度。
出于这种原因尝试让这类汽车获得尽可能小的转弯直径。为此给 汽车装配了两个能够例如借助转向节转向机构或转盘转向机构转向的 的汽车轴，其中需要较大的车轮转向角以用来变换所需的汽车转向性。
具有缺点的是，在具有较短轴距工程机械车中，转向角错误会伴 随增大的车轮转向角而增加。转向角错误的增加当然是不被期望的， 因为伴随着转向角错误的存在会在轮子上出现滑动，滑动导致产生较 高的轮胎磨损。这是一个很大的缺点，特别是在工程机械车中，因为 安装新的轮胎关系到很高的费用。
发明内容
因此，本发明的任务在于，提供一种开头所述类型的汽车，使其 在具有很小的转弯直径的同时具有较低的轮胎磨损。
该任务按照发明利用具有权利要求1特征的全轮驱动汽车得以解决。
公开了一种汽车，具体地说是一种具有可转向的第一汽车轴与可 转向的第二汽车轴的全轮驱动汽车，汽车轴各自拥有一个主液压转向 油缸，其活塞杆与汽车轴的轮子有效连接，其中，主液压转向油缸各 自设有第一室与第二室，它们被至少一个在油缸装置中可以纵向推移 且与活塞杆之一相连的活塞元件限制，并且它们可以被加载控制压力， 该控制压力由电子控制器调节并用来转变所需车轮转向角。其中，按 照发明做了下述设置，即主液压转向油缸的限制第一室和第二室的活 塞元件之间设有能够被加载控制压力第三室，其中，活塞杆被设为多 部分，并且活塞杆的第一部分与限制第一室的第一活塞元件相连，活
塞杆的第:部分与限制第二室的第二活塞元件相连。
在按照发明构造的汽车中可以以优选的方式实现下述内容，即第 一活塞元件相对于第二活塞元件的相对运动可以利用活塞杆分别在活 塞元件上固定的第一部分与第二部分得以实施，其中，在汽车轴的两 个轮子的区域中可以调节不同的车轮转向角。借助控制压力可以将汽 车轴的轮子的车轮转向角彼此不相关地调节，通过这样的车轮转向角 可以将例如在弯道行驶期间出现的转向角错误以具有优点的方式平 衡。
此外，在按照发明的汽车中还可以使得所有轮子的车轮转向角利 用两根以前述类型与方式设置的汽车轴这样互相确定，使得转向节中 心线的延长线至少近似地交于一个汽车中心的点并减少转向角错误。 在这样调整车轮转向角期间具有下述可能，即全轮驱动汽车的汽车侧 面上设置的轮子能够沿着与另外一个汽车侧面轮子相反的方向得以驱 动，然后汽车会以优选的方式围绕汽车中心点转动。这样设置的汽车 拥有非常小的转弯直径，这尤其在工程机械车中具有优点。 此外，在实践中已知的工程机械车设有车体上身，例如起吊装置、 旋臂起吊装置或类似装置，它们在车体上身与汽车下层结构之间各自 装配了用f车体上身相对于汽车下层结构旋转的装置。在按照发明的 汽车中没fj"必要设置用于车体上身相对于汽车下层结构旋转的装置， 因为即使是在具有较小调车面的情况下也能通过汽车相对于环境的整 体旋转而实现车体上身的旋转。这样一来就可以使得按照发明构造的 工程机械车从根本上被廉价地制造。
在按照发明的汽车的一个优选实施例中，主液压转向油缸的第三 室通过一个可控的控制阀装置被加载控制压力，该控制阀装置优选设 为3/3磁力控制阀门。这表明了一个特别简易、坚固以及廉价的实施例， 其中优选的是，被分配给主液压转向油缸第一室与第二室的其它控制 阀装置可以和被分配给第三室的控制阀装置一起确定并调节单个轮子 的车轮转向角。
通过下述内容可以实现轮子车轮转向角的特别准确的调节，即设 置用来测定轮子车轮转向角的传感器，该传感器可以与用来调节主液 压转向油缸第三室的控制压力的电子控制装置有效连接，分配给第三 室的控制阀装置通过该电子控制装置得以控制，其中，电子控制装置 能够从传感器那里获得关于变换调整参数的反馈并根据车轮转向角实 际值与额定值之间的偏差对该反馈视情况加以调整。
另外还可以让电子控制装置与一个电子控制器有效连接，该电子 控制器给主液压转向油缸的第一室与第二室供给控制压力，通过该电 子控制装置可以控制被分配给第一室与第二室的阀门装置，这样一来 就可以在转向错误被减少的情况下相互地确定主液压转向油缸的各个 室的控制压力。因此优选的是，能够在电子控制装置的范围内或在控 制器的范围内以优选的方式校验是否到达了期望的轮子位置。
在按照发明的汽车的另一实施例中，用来测定车轮转向角的传感
器直接与电子控制器有效连接。其中，无论是被分配给第一室与第二 室的控制阀装置还是被分配给第三室的控制阀装置都可以被控制器控 制，因为在该控制器中实施电子控制装置的功能。在这种关联下，在 专业人士的测定中，考虑各可供支配的空间以及连接元件所需管道长 度，主液压转向油缸的室依赖于各自当前的应用而各自通过电子控制 器与电子控制装置实施或只通过控制器而实施。其中也可以做下述设
置，即lh每一根汽车轴都被分配给一个自己的电子控制装置，或让两
根汽车轴被 一 个共同的电子控制装置控制。
为了确定轮子的车轮转向角也可以把传感器直接分配给主液压转 向油缸，其中，车轮转向角可以从活塞元件的位置中得以测定。
当活塞杆的第一部分与活塞杆的第二部分在此构成两个部分并借 助接头可转向地彼此连接时，从汽车轴元件在弯道行驶期间出现的移 动中引起的机械张紧可以利用简单的方式和方法得以减小或彻底避 免，从而有利地提高了汽车轴的寿命。
本发明的其它优点以及优选实施例出现在权利要求以及按照原理 描述的实施例的相关图示中，其中为了在不同实施例的描述中清晰地 描述构造以及功能相同的组建而应用了相同的附图标记。
图1按照发明的汽车的第一实施例的被大大简化的原理图2按照发明的汽车的第二实施例的被大大简化的原理图3按照发明的汽车的另外一个示意性视图。
具体实施例方式
在图1中非常简化地示出了一辆汽车1，该汽车当前作为全轮驱 动汽车构成。汽车1拥有产生驱动力矩的发动机3。驱动力矩可以通过 齿轮传动机构4以及辅助传动机构5按照己知的方法分配到两根以虚 线示出的驱动轴上，其中，第一驱动轴7被分配给第一汽车轴10，第
二驱动轴8被分配给未被进一步示出的并且与第一汽车轴IO构造相同 的第二汽车轴。
借助被分配给第一汽车轴10的第一差动单元13以及被分配给第
二汽车轴的第二差动单元可以将驱动力矩传递到与各个汽车轴10或11 相连的轮子16、 17上。
图2原理性地示出了按照本发明的汽车1的第二实施例，其中， 从辅助传动机构5出来两根驱动轴21、 22并向着与第一汽车轴10相 连的轮子16、 17延伸，其中，第一驱动轴21驱动轮子16，第二驱动 轴22推动轮子17。相应于分配给轮子16与17的驱动轴21与22，两 根另外的驱动轴23、 24从辅助传动机构5出来并向着被分配给第二汽 车轴且在图3中进一步示出的轮子延伸，其中，第三驱动轴23驱动轮 子18，第四驱动轴驱动轮子19。
在按照图1与图2的汽车中，第一汽车轴10与第二汽车轴11均 能够可转向地构成。由于这两根汽车轴的转向装置结构相同地构成， 所以在下面只描述被分配给第一汽车轴10的转向装置27。
图1与图2中示出的第一汽车轴10的转向装置27前置了一个被 设为同步油缸且带有活塞杆28的主液压转向油缸26，其中，主液压转 向油缸26在汽车的横向上被设为与汽车轴10平行地延伸，汽车轴10 以已知的类型与方法设置在轮子16、 17之间。除了拥有在传统转向中 常用的第一室30和第二室31以外，主液压转向油缸26还拥有沿着汽 车横向设置在第一室30与第二室31之间的第三室32。
一方面，活塞杆28关于汽车中心设为两部分，另一方面，活塞杆 28分配给汽车一侧的部分分别构成两个部分，活塞杆28在汽车一侧上 由活塞杆28第一部分28A以及转向横拉杆38A构成并且在汽车另一侧 上由活塞杆28第二部分28B以及转向横拉杆38B构成。 室30、 31、 32彼此之间的分离可以借助第一活塞元件34以及第 二活塞元件35来实施，其中，第一活塞元件34被设置在第一室30与 第三室32之间并且与活塞杆28的第一部分28A相连，第二活塞元件 被设置在第二室31与第三室32之间并且与活塞杆28的第二部分28B 相连。这样一来就可以使得活塞杆28的第一部分28A以及活塞杆28 的第二部分28B能够沿着汽车横向并按照主液压转向油缸26第三室32 中的液体容量而彼此相对移动。
不管是在活塞杆28的第一部分28A的朝向主液压转向油缸26的 末端上，还是在活塞杆28的第二部分28B的朝向主液压转向油缸26 的末端」二，活塞杆28分别通过被设为活球接头的活塞杆接头37A、 37B 各自与转向横拉杆38A或38B灵活地连接。转向横拉杆38A与38B通 过设置在它们的朝向活塞杆28的末端上并同样被设为活球接头的转向 横拉杆接头39A、 39B与轮子支承件40A、 40B相连。轮子支承件40A、 40B固定地与轮子16、 17的轮毂41A、 41B相连，然后再让轮毂41A、 41B与轮子16、 17 —起围绕转向轴42A、 42B相对于汽车轴10可转动 地设置。
主液压转向油缸26的第一室30与第二室31可以利用已知的形式 与方法通过压力管道50、 51绑定到液体循环中，通过液体循环可以让 液体要么流入各室30或31要么从各室30或31流出。在此期间有一 个未被进一步示出的电子控制器通过分配给室的控制阀装置对主液压 转向油缸26第一室30和第二室31中的液体压力进行调节。
主液压转向油缸26的第三室32同样也被绑定在液体循环之中， 其中可以借助前置的作为3/3磁力控制阀门构成的控制阀装置46调节 液流进入或流出第三室32。其中，3/3磁力控制阀门46的控制可以借 助电子控制装置48来实施，该控制装置可以根据轮子16、 17的车轮 转向角并且利用其与电子控制器的相互作用而使主液压转向油缸26的
第三室32被灌入或排出液体。电子控制装置48可以从用来测定车轮 转向角的传感器44A、44B那里获得关于轮子16与17的车轮转向角的 信息，传感器44A、 44B可以测量各轮毂41A或41B与汽车横向之间 的角度并且与电子控制装置48有效相连。
在一辆替代设计的汽车中，传感器也可以由专业人员直接设置在 主液压转向油缸上，其中，传感器在这种情况下测量第一活塞元件与 第二活塞元件在主液压转向油缸内的位置。电子控制装置能够从活塞 元件的位置中计算出轮子的位置。
同样能够让专业人员根据下述需求进行设置，即电子控制装置的 功能性被集成到电子控制器之中，其中，电子控制器在这种情况下与 用于确定轮子位置的传感器有效相连，并且电子控制器能够操作被分 配给第三室的控制阀门装置。
当主液压转向油缸26的第三室32被填充第一汽车轴10的时候， 主液压转向油缸26中与活塞杆28相连的活塞元件34、 35会以一个与 汽车轴10平行的移动方向彼此分开地移动，从而也使得转向横拉杆 38A、 38B通过转向横拉杆接头39A、 39B彼此分开地移动。轮子支承 件40A或40B以及轮毂41A或41B相关于转向横拉杆接头39A、 39B 角度固定地彼此固定，它们通过转向横拉杆38A、 38B的移动而围绕转 向横拉杆接头39A或39B旋转。当两根汽车轴的第三室32排空的时候， 轮子16、 17、 18、 19从其当前的位置以类似的方式围绕转向轴42A、 42B摆动。
这样一来电子控制装置48就可以在正常的前进或倒退行驶期间， 按照由角度传感器44A、 44B的数据中计算的轮子16、 17的位置，以 优选的方式如此影响车轮转向角，使得轮子16、 17的位置在弯道行驶 时的每个时间点上都能够与轮毂41A、41B的延长线交于汽车1之外的 一个共同点，从而保证在轮子16、 17区域内尽可能小的汽车1运转磨
损，因为在这种情况下轮子16、 17的区域内不会出现被加载的侧向滑 动。
当然还可以作下述设置，即只给一根汽车轴配备带有三个室的主 液压转向油缸，尤其是当只具有一根可转向的汽车轴的时候。另外， 根据各种用来实现磨损较少的工况的行驶状况，也可以只让汽车轴的 两个主液压导向油缸的其中 一 个油缸被电子控制装置控制，例如当其 它可转向的轴在这种行驶状况中不被设有转向运动的时候。
当主液压转向油缸26的第三室32被填充液体并使得轮子轮毂 41A、 41B中心线的延长线以所示方式和方法交于汽车中点时，汽车可 以通过轮子16与18或通过轮子17与19的换向而围绕汽车中点旋转。 这种按照司机意愿要求的状况只在汽车静止状态中可通过电子控制装 置调节。
在按照图1的汽车1中，轮子16与18相对于轮子17与19的转 动方向的互换可以在第一差动单元13与第二差动单元14中实现，从 而使得汽车轴10或11的轮子16、 17或18、 19可以沿着不同的方向
得以驱动。
在一辆替代设置的汽车中，汽车侧面轮子转向的互换可以借助两 个行星齿轮总成来实现，其中，在汽车轴的各个汽车侧面上设有位于 差动单元与其中一个轮子之间的行星齿轮总成。
在图2示出的汽车1中，轮子16与18相对于轮子17与19的转 向的互换在辅助传动机构5中具体利用行星齿轮总成来实现，其中， 第一驱动轴21与第三驱动轴23的转向或者第二驱动轴22与第四驱动 轴24的转向均可以相对于普通的行驶互换。
附图标记 1汽车 3发动机
4齿轮传动机构
5辅助传动机构
7第一驱动轴
8第二驱动轴
10第一汽车轴
13第一差动单元
16轮子
17轮子
18轮子
19轮子
21第一驱动轴
22第二驱动轴
23第三驱动轴
24第四驱动轴
26主液压转向油缸
27转向装置
28活塞杆
28A活塞杆的第一部分
2SB活塞杆的第二部分
30主液压转向油缸的第一室
31主液压转向油缸的第二室
32主液压转向油缸的第三室
34第一活塞元件
35第二活塞元件
37A活塞杆接头
37B活塞杆接头
38A转向横拉杆
38B转向横拉杆 39八转向横拉杆接头 39B转向横拉杆接头 40A轮子支承件 40B轮子支承件 41A轮毂 41B轮毂 42A转向轴 42B转向轴 44A角度传感器 44B角度传感器 46控制阀装置 48电子控制装置 50压力管道 51压力管道
权利要求
1.汽车，特别是全轮驱动汽车，具有可转向的第一汽车轴(10)与可转向的第二汽车轴(11)，汽车轴各自具有一个主液压转向油缸(26)，该主液压转向油缸的活塞杆(28)与汽车轴(10，11)的轮子(16，17，18，19)有效相连，其中，主液压转向油缸(26)各自设有第一室(30)与第二室(31)，这两个室被至少一个在油缸装置中可以纵向推移设置的活塞元件(34，35)限制，所述活塞元件与活塞杆(28)之一相连，并且所述的两个室可以被加载可由电子控制器调节的控制压力以转变所需的车轮转向角，其特征在于，主液压转向油缸(26)的限制第一室(30)和第二室(31)的活塞元件(34，35)之间设有能够被加载控制压力的第三室(32)，其中，活塞杆(28)被实现为多部分，并且第一部分(28A)与限制第一室(30)的第一活塞元件(34)相连且第二部分(28B)与限制第二室(31)的第二活塞元件(35)相连。
2. 按照权利要求1所述的汽车，其中，主液压转向油缸(26)的 第三室(32)能够各自被可控的控制阀装置(46)加载控制压力，控 制阀装置(46)优选被构造为3/3磁力控制阀门。
3. 按照权利要求1或2所述的汽车，其中，设有用来测定轮子(16， 17， 18, 19)车轮转向角的传感器(44A, 44B)，所述传感器(44A， 44B)与电子控制装置(48)有效连接，该电子控制装置用来调节用于 主液压转向油缸(28)第三室(32)的控制压力。
4. 按照权利要求3所述的汽车，其中，电子控制装置(48)与用 来调节第一室(30)与第二室(31)控制压力的电子控制器有效连接。
5. 按照权利要求1至4之一所述的汽车，其中，设有用来测定轮 子(16， 17， 18， 19)车轮转向角的传感器(44A， 44B)，所述传感 器(44A， 44B)与电子控制装置(48)有效连接。
6. 按照权利要求3至5之一所述的汽车，其中，传感器(44A， 44B)被分配给轮子(16， 17， 18， 19)或被分配给主液压转向油缸(26) 的活塞元件(34， 35)。
7. 按照权利要求3至6之一所述的汽车，其中，控制阀装置(46) 能够分别被电子控制器或电子控制装置(48)控制。
8. 按照权利要求1至7所述的汽车，其中，不仅活塞杆(28)的 第一部分(28A)而且活塞杆(28)的第二部分(28B)均两部分地构 成，其中，第一部分(28A)与第二部分(28B)各自的两个部分(28A， 38A或28B， 38B)分别通过接头(37A或37B)彼此有效连接。
9. 按照权利要求1至8所述的汽车，其中，在汽车一侧上设置的 轮子(16， 18或17， 19)能够沿着与汽车另一侧的轮子(17， 19或 16， 18)相反的方向得以驱动。
全文摘要
公开了一种汽车，具体为一种全轮驱动汽车，具有可转向的第一汽车轴(10)与可转向的第二汽车轴，汽车轴各自具有一个主液压转向油缸(26)，其活塞杆(28)与汽车轴(10，11)的轮子(16，17，18，19)有效相连，其中，主液压转向油缸(26)各自设有第一室(30)与第二室(31)，它们被至少一个在油缸装置中可以纵向推移的、与活塞杆(28)之一相连的活塞元件限制，并且它们可以加载被电子控制器调节的、用来转变所需车轮转向角的控制压力。其中，按照发明做了下述设置，即主液压转向油缸(26)的限制第一室(30)和第二室(31)的活塞元件(34，35)之间设有能够被加载控制压力的第三室(32)，其中，活塞杆(28)被设为多部分，并且活塞杆(28)的第一部分(28A)与限制第一室(30)的第一活塞元件(34)相连，活塞杆(28)的第二部分(28B)与限制第二室(31)的第二活塞元件(35)相连。
文档编号B62D7/14GK101096215SQ20071012712
公开日2008年1月2日 申请日期2007年6月28日 优先权日2006年6月29日
发明者乌尔里克·迈尔, 斯蒂凡·沃尔纳 申请人:Zf腓德烈斯哈芬股份公司