[发明专利]用于稳定的后坐量值响应的车辆悬架系统

说明书

技术领域

本发明涉及能够在装有动力的车辆加速时维持稳定的后坐响应量值的悬架系统。

背景技术

汽车、自行车、摩托车、全地形车辆和其它的轮式驱动车辆被用于包括运输和休闲的各种目的。这些车辆被设计成通过动力传输系统利用动力源来驱动一个或者多个轮子，该轮子把轮子和地面之间的牵引力产生的旋转运动传递到地面。车辆也用于穿过如铺砌的街道的平坦地形以及如越野的泥上路的不平坦地形。越野的路通常比较颠簸，且与铺砌的道路相比，只能允许更少的轮牵引力。在颠簸的地形最好驾驶具有悬架系统的车辆。车辆中的悬架系统的目的在于为操作者或者骑手提供更平稳的驾驶，并增加变化地形上的轮牵引力。车辆悬架系统可以用于前轮和后轮。

悬架系统的一个负面影响为在动力加速过程中由于悬架压缩或延伸而引起的能量损耗。这种能量损耗对由低能量动力源驱动的车辆，如自行车或者太阳能车辆，来说是非常显著的。举例来说，一般的自行车骑手只能在短时间范围内输出有限数量的动力，而对延长的时间范围则只能输出更少量的动力。因此，即使非常小的动力损耗也会对骑手的表现和舒适性产生显著的影响。普通的车辆轮胎需要较高的悬架刚度以获得最优的牵引和对颠簸吸收，而通常的人体生理学需要较低的悬架刚度以获得可承受的人体舒适水平。由于操作者的舒适性、轮胎牵引力以及颠簸适应性的不同要求，悬架系统的其它不需要的影响可以包括，由于悬架对舒适性来讲太硬而损失车辆操作者舒适性，或者由于悬架对牵引力和吸收颠簸来讲太软而损失牵引力和吸收颠簸的能力。悬架行程是当悬架从完全伸展的状态转换到完全压缩的状态时被悬架的车轮行进的距离。随着悬架被压缩，悬架系统可以表现出很宽范围的后坐量值。一般，由于悬架运动学，典型的悬架越被压缩，在从完全伸展到完全压缩状态的避震压缩持续时间内，后坐量值的变化范围也会越宽。后坐量值的这个变化意味着悬架无法在其整个行程上工作于在峰值效率点或者最小悬架运动量点。这个变化是后坐会由于在悬架行程的不同点的加速力而进一步压缩或者伸展悬架。悬架必须被配置成可以在其悬架行程距离的有限个点上获得理想的颠簸吸收性、舒适性或者性能效率特性。悬架行程距离中的所有其它点会表现出可能对车辆操作者不利的一些影响。在自行车中，许多设计增加了悬架行程，而这些增加了的悬架行程使得前面提到的能量损耗对骑手来说是更为明显。即使对具有高动力能量源的车辆，任何能量损耗都会降低车辆的效率，如燃料效率。当车辆以需要频繁加速和减速(或正加速和负加速)的方式使用时，车辆操作者的安全感和舒适性以及车辆的效率在很大程度上受到由车辆几何结构所导致的过度的底架运动的影响，该车辆几何结构包括悬架系统的几何结构和设计。

车辆的悬架系统应该被设计成最小化由加速力而引起的悬架运动的变化，并最小化能量损耗、舒适性损耗和吸收颠簸能力的损耗。最终，降低车辆的环境影响。因而，更需要一种可以更好地保持车辆效率以更加节约能源的避震系统。本发明提供一种用于车辆的悬架系统设计，这种悬架系统设计可以降低这些能量损耗，并还能提供改进的操作者舒适性或改进的轮胎牵引力。

发明内容

本发明涉及用于车辆如自行车、摩托车、汽车、运动型多功能车(SUV)、卡车、两轮车、四轮车、前车轮悬架车、从动轮悬驾车和任何其它的具有悬架的车辆的新型悬架系统。在本发明的特定实施例中，本发明的悬架系统能够产生稳定的后坐量值响应。在本发明的特定优选实施例中，本发明的悬架系统降低了车辆加速时的能量损耗。这个能量损耗可以由内部底架力产生的不需要的悬架伸展或压缩行程造成，其中，该内部底架力由车辆悬架运动学、动力系设计、车辆设计和方向决定。在特定的优选实施例中，本发明的悬架系统能够降低能量损耗和/或提高车辆操作者的舒适性，该舒适性由通过产生稳定的抗后坐量值响应而形成的后坐产生。在特定实施例中，本发明的悬架系统的抗后坐量值响应沿车辆的悬架行程而改变。在本发明的特定实施例中，车轮悬架系统包括后坐量值曲线，当悬架系统从车轮行程的起始点向车轮行程的终点运动时，该后坐量值曲线具有稳定的后坐量值比率。

在本发明的特定实施例中，可压缩车轮悬架系统包括具有稳定的后坐量值的后坐量值曲线，当悬架系统从车轮行程的起始点向车轮行程的终点运动时，所述稳定的后坐量值具有可变的变化量。

在本发明的特定实施例中，可压缩车轮悬架系统包括具有稳定的后坐量值的后坐量值曲线，当悬架系统从车轮行程的起始点向车轮行程的终点运动时，所述后坐量值先增加然后减小。