[发明专利]一种用于“水陆雪沙多用汽车”的车轮升降变位兼减震装置

说明书

现有交通工具中的汽车、机动船及机动雪橇分属不同的类别，适用不同的场合，各适其主各行其道，各自形成了独有的结构及外观特征；另外，虽也有嫁接而成的水陆两栖车船问世，因其采用了履带、气垫或螺旋桨，固然可以在陆地行走，但因伴随履带、气垫等而来的使该车在平顺性、舒适性、机动性及适用城市行车环境等方面呈现出先天不足，从而无法归入汽车的正册。

然而，使普通汽车能在水陆雪沙等各种路况下正常行驶，水雪无阻，一车多用，不仅是军用及抢险求灾的需要，也必将是汽车的发展方向。

欲使这种车辆能进入普通汽车的行列，则要求该车首先应是一辆合乎汽车规范的汽车，即要求该车必须在外观特征、驾驶方式、乘坐感觉、审美习惯、主体结构及性能指标乃至适用城市行车环境及交通法规等诸多方面都能满足汽车的尺度要求。

本文介绍的便是一种按上述各种要求，并依据轮式车辆在水、路、雪、沙等各种路况上的行走特点及规律而设计的新型汽车，它不仅可以水陆两用，而且是“兼备跑车(低重心)、越野车(离地间隙大、减震性好)、机动船及机动雪橇功能”的，集车、船、橇于一身的新型交通工具。

欲使汽车能浮出水面，自然先要将汽车底盘密封，且要保持车底部的光滑平整并适于在水中浮行；现有汽车的底盘投影而积均较大，车底密封后的吃水深度大多在500mm以内(视车重而定)，以切诺基吉普为例：该车底盘投影面积为7.55m²,车重1430kg，满载质量以2000kg计算则该车的吃水深度为265mm。

为防止车门漏水可将车门开启位置上移至吃水线以上，或在门框上设一沟槽，槽内安装气囊，在渡水时给气囊注入压缩空气(或液压油)以确保车门的严密。事实上，现有中高档汽车的车门大多已是符合防水要求的，但做为水陆两栖车则更强调车门的防水性以确保渡水时的安全。

为使该车能适应在泥、雪、沙中滑行，应在车底两侧配装一对向下凸起的橇体，并在橇体内充填轻质盲孔材料(如聚苯泡塑)，橇体厚约50mm。车底部安装上这对橇体后，不仅可有效防止车底板的损伤，而且有助于该车在水、雪、沙中的侧向稳定，尤其是需经常在沙漠中滑行的车辆，则更应装配这对易于更换的橇体。

此外，还应将进排气孔设计在高于吃水线的部位，其中排气管应设计成上下位的双气孔，当下排气口被水堵住时可将上口打开以利尾气排放。

为保留住该车做为汽车的主体结构及外观特征，显然不能使用履带、空气螺旋桨等驱动方式，而只能使用并唯一使用轮式转向及轮式驱动，而要满足车轮在水、陆、雪、沙等各种路况上的转向及驱动功能，则要求车轮悬挂系统能控制车轮与车体的相对高度。

当汽车在坑凹路面行驶时，须将车轮置于较下位(注意，不是最下位)，使车底的离地间隙在250mm左右，为使车轮能保有约100mm的下向缓冲行程车轮不能降到最低位使用。由于该装置使用的车轮升降变位部件兼做缓冲减震部件，所以车轮在较下位时，也正是车轮具有最大向上缓冲行程的位置，这有利于汽车在坏路面上行驶的通过性。当汽车在高速公路行驶时，可将车轮向上变位，使车底离地间隙在70mm左右，以使该车具有更好的高速平稳性。

当汽车在雪、沙中使用时，须将橇底着地，此时车轮约有50mm左右陷入雪或沙中，这可使车轮具有很小的前行阻力又保持了必要的附着力。

汽车在水中浮渡时，前车轮应上升至最高位，以减少水中的前行阻力。因此时汽车浮在水中，车轮虽升至最高位但仍有很大部分浸在水中，而此时的前轮是做为舵来行使转向功能的。为此，应使前轮的轮盘面上少开洞孔以保留必要的舵面面积。

汽车在水中浮渡时，后驱动轮更应上升至最高位，并要使轮轴能高出水面，以避免轮胎花纹的逆向划水并减少竖直方向上的无效划水损耗。

具有大粗花纹的越野轮胎均具有水中划水驱动功能，水陆两栖轮式装甲车依靠轮胎的划水驱动即可获得10km/h的航速，而汽车车重不及装甲车的1/5，依此推算本车依靠轮胎划水的航速当在30km/h以上，与内河轮船相当，足可满足一般使用。

再有，该车的车底为整体刚性且光滑防水的橇、船形底盘，而以摆式悬架为基本结构的现有车轮悬挂装置将不再适用，这就要求新的车轮悬挂装置不仅要能控制车轮高度，还要具备优良的缓冲减震功能，并且自身结构应是防水的，适于在水雪中使用的，能与上述橇船形底盘相配接的结构形式。

此种车轮悬挂装置可有多种结构，大体分为三种类型，即：“前转向轮升降变位兼减震装置”、“后驱动轮升降变位兼减震装置”及“兼有转向、驱动、升降变位及缓冲减震功能的车轮悬挂装置”。