[发明专利]菱型车轮布置十字桥四轮驱动机构

说明书

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匀，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“◇”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匀性；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，结合附图说明如下：

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、左型悬臂3、驱动器6和右型悬臂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，R1＝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N1、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；