專利名稱：一種基于車輪系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)車輛的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于車輛技術(shù)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于車輪系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)車輛的方法，具體是指將道路車輛車輪系統(tǒng)的從動(dòng)輪與驅(qū)動(dòng)輪結(jié)構(gòu)概念，變革為以荷載輪為基本結(jié)構(gòu)的概念，由此，根據(jù)車輪運(yùn)動(dòng)特性優(yōu)勢(shì)進(jìn)行車輛設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)車輛大幅節(jié)能的目標(biāo)。
背景技術(shù)：
車輛車輪系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的研究長(zhǎng)期以來(lái)不為人重視，在車輛技術(shù)設(shè)計(jì)時(shí)，人們習(xí)慣于按照車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速特性、變速器的傳動(dòng)比、主變速比、傳動(dòng)效率、車輪半徑、空氣阻力系數(shù)、迎風(fēng)面積和車輛質(zhì)量等條件順序思考問(wèn)題。這種思路與方法是否妥當(dāng)，人們從未置疑。但是，從車輛的行駛情況看，特別是汽車技術(shù)一百年歷程看，至今車輛仍然普遍存在效率不高的缺陷，無(wú)論是摩托車、電動(dòng)車還是汽車都是如此。以汽車為例，其經(jīng)濟(jì)效能是十分低下的，有研究表明“在實(shí)際使用中，大部分使用時(shí)間內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷率都達(dá)不到經(jīng)濟(jì)范圍，試驗(yàn)證明，一般汽車在水平良好路面上以常用速度行駛時(shí)，克服各種阻力所需的功率僅為發(fā) 動(dòng)機(jī)相應(yīng)轉(zhuǎn)速下最大功率的50 % -60 %,相當(dāng)于發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率的20 %左右?！边@一實(shí)例充分說(shuō)明人們習(xí)慣的設(shè)計(jì)思路和方法肯定是有不當(dāng)之處的，可是人們并沒(méi)有因此而尋求創(chuàng)新之路，還是固執(zhí)地將提高車輛燃油經(jīng)濟(jì)性因素的努力和希望，寄托在主要依靠發(fā)動(dòng)機(jī)的有效燃油消耗率、行駛阻力和傳動(dòng)系的傳動(dòng)效率三方面，面臨著收效甚微的尷尬。如果從車輛車輪系統(tǒng)結(jié)構(gòu)考慮問(wèn)道，現(xiàn)行車輛的弊端就暴露無(wú)疑了，情況也將大為改觀。傳統(tǒng)的車輪系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是就車輪功能而言的，該概念一直牢固地建立在從動(dòng)輪與驅(qū)動(dòng)輪結(jié)構(gòu)上，根據(jù)車輪運(yùn)動(dòng)力學(xué)的特點(diǎn)，認(rèn)為車輛車輪系統(tǒng)是由從動(dòng)輪與驅(qū)動(dòng)輪二者構(gòu)成的。在這種傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，將依靠傳輸至車輪圓周上轉(zhuǎn)矩運(yùn)動(dòng)的車輪稱為驅(qū)動(dòng)輪，將依靠車輪中心推力滾動(dòng)的車輪謂之從動(dòng)輪；在這種傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中所有的車輪都是車輛荷載的荷載輪，驅(qū)動(dòng)輪也是荷載輪。長(zhǎng)期以來(lái)，人們從未質(zhì)疑過(guò)這一概念在應(yīng)用時(shí)的準(zhǔn)確性，在不懈地追求車輛造型完美性的同時(shí)，往往將車輛的從動(dòng)輪與驅(qū)動(dòng)輪半徑尺寸設(shè)定成相等。根據(jù)經(jīng)典的車輪運(yùn)動(dòng)力學(xué)研究分析不難發(fā)現(xiàn)，這種傳統(tǒng)的車輪系統(tǒng)結(jié)構(gòu)充滿內(nèi)載矛盾；這種矛盾主要體現(xiàn)在車輪半徑尺寸方面。對(duì)于驅(qū)動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)力公式為Ft= Tt/r，驅(qū)動(dòng)輪上的地面切向反作用力Fx2=Tt-Tf (式中Ft為驅(qū)動(dòng)力、Tt為驅(qū)動(dòng)力矩、r車輪半徑、Fx2為驅(qū)動(dòng)輪上的地面切向反作用力、Tf為滾動(dòng)阻力矩)，對(duì)于從動(dòng)輪滾動(dòng)阻力平衡公式Fpl= Fz
-(式中Fpl為荷載輪中心推力、a車輪作用力前移距離、r為車輪半徑，F(xiàn)z為荷載的反作用r
力)，這兩類公式揭示的法則是在傳統(tǒng)車輪系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，驅(qū)動(dòng)輪半徑尺寸越小其驅(qū)動(dòng)力越大，從動(dòng)輪半徑尺寸越大其所需推動(dòng)力越小，從動(dòng)輪與驅(qū)動(dòng)輪半徑取向相反。因此，目前車輛設(shè)計(jì)中將從動(dòng)輪與驅(qū)動(dòng)輪車輪半徑設(shè)計(jì)成同等尺寸的作法顯然是不妥當(dāng)?shù)?。再則，由于傳統(tǒng)車輪系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中驅(qū)動(dòng)輪兼有驅(qū)動(dòng)與荷載雙重功能，對(duì)于車輛荷載該輪應(yīng)該理解其內(nèi)涵從動(dòng)輪特性，所以，這種車輪功能屬性本身就注定了其半徑尺寸選擇時(shí)的兩難境地。
非常遺憾的是，人們?cè)趯?shí)踐過(guò)程中竟然無(wú)視這種傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的矛盾，忘卻了車輪運(yùn)動(dòng)力學(xué)的基本原理，并沒(méi)有采取首先從車輪結(jié)構(gòu)因素出發(fā)考慮車輛設(shè)計(jì)的方法，由此直接獲取車輪屬性的效能優(yōu)勢(shì)，而是采用放棄車輪屬性的效能特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)，首先考慮動(dòng)力因素再考慮動(dòng)力傳遞因素……最后考慮車輪結(jié)構(gòu)因素的方法，由此，將大多車輪系統(tǒng)設(shè)計(jì)成同等半徑，造成車輛從動(dòng)輪費(fèi)力、驅(qū)動(dòng)輪乏力的困難局面，同時(shí)，還將提高車輛驅(qū)動(dòng)力的技術(shù)措施引入到單純依靠增加車輛原動(dòng)力的歧途，嚴(yán)重地阻礙了人類社會(huì)理性發(fā)展的進(jìn)程。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有車輛技術(shù)設(shè)計(jì)方法導(dǎo)致的車輛功率過(guò)剩、功效低下的弊端，本發(fā)明旨在提供一種基于車輪系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)道路車輛的方法， 該方法遵循車輪結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)力學(xué)研究原則，徹底摒棄了傳統(tǒng)車輛車輪系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的概念，創(chuàng)新建立了車輛以荷載輪為基礎(chǔ)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)概念，技術(shù)設(shè)計(jì)時(shí)，首先將車輛視為荷載輪車輛，由此，提出按從動(dòng)輪特性確定車輛所需動(dòng)力等條件，合理采用較大半徑的荷載輪，以求減小車輛所需推動(dòng)力，這種荷載輪車輛所需驅(qū)動(dòng)力小于傳統(tǒng)車輪結(jié)構(gòu)車輛所需驅(qū)動(dòng)力；而后，再將驅(qū)動(dòng)輪作為荷載輪車輛系統(tǒng)的功能補(bǔ)充設(shè)置其中，合理采用較小半徑的驅(qū)動(dòng)輪，以求獲取較大驅(qū)動(dòng)力；在驅(qū)動(dòng)輪半徑、驅(qū)動(dòng)力都確定后，據(jù)此合理配置發(fā)動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)系；這種以荷載輪車輛所需驅(qū)動(dòng)力確定車輛動(dòng)力的方法比傳統(tǒng)車輛方法更合理，沒(méi)有不必要的動(dòng)力配置和高額剩余功率，車輛達(dá)到了高效能的行駛特性，實(shí)現(xiàn)了大幅節(jié)能的目標(biāo)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是
一種基于車輪系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)車輛的方法，其特點(diǎn)是，車輛車輪系統(tǒng)由若干個(gè)安裝在車架上的荷載輪構(gòu)成，該車架上還裝有驅(qū)動(dòng)輪；所述荷載輪與驅(qū)動(dòng)輪構(gòu)成復(fù)合車輪；具體設(shè)計(jì)步驟為
1)根據(jù)從動(dòng)輪滾動(dòng)阻力平衡公式FP1= Fz^初步設(shè)定荷載輪半徑A及荷載輪中心推
r
力Fpl和車輪滾動(dòng)阻力Ff，F(xiàn)f =Fpl,式中Fpl為荷載輪中心推力、a為車輪作用力前移距離、r為車輪半徑、Fz為荷載的反作用力、Ff車輪滾動(dòng)阻力；
2)根據(jù)車輪地面制動(dòng)力公式Fxb=Tu/r擬定荷載輪半徑&，核定車輛制動(dòng)力矩是否安全可靠，式中Fxb為制動(dòng)力、Tu為制動(dòng)器摩擦力矩；
3)根據(jù)車輛驅(qū)動(dòng)條件式確定荷載輪結(jié)構(gòu)車輛所需驅(qū)動(dòng)力Ft，其中車輛所需驅(qū)動(dòng)力Ft=Ff + Fw +Fi,式中Fw為空氣阻力、Fi為坡度阻力、Ff為滾動(dòng)阻力；
4)將驅(qū)動(dòng)輪設(shè)置在荷載輪車輛驅(qū)動(dòng)部位的荷載輪的一側(cè)或兩側(cè)；
5)按照驅(qū)動(dòng)輪的半徑r2小于或等于荷載輪半徑&一半的原則，確定驅(qū)動(dòng)輪的半徑r2，根據(jù)驅(qū)動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)力矩Tt及發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩經(jīng)傳動(dòng)系傳到驅(qū)動(dòng)輪的力矩相等來(lái)確定車輛動(dòng)力系的配置。6)確定驅(qū)動(dòng)輪附著力F，使驅(qū)動(dòng)輪附著力F >驅(qū)動(dòng)力Ft。為了提高車輛通行性能，本發(fā)明采用復(fù)合車輪技術(shù)方案，復(fù)合車輪是由荷載輪、驅(qū)動(dòng)輪、活動(dòng)支架及與車身連接的連接支架組成的。所述連接支架與荷載輪固定連接，該連接支架與一活動(dòng)支架柔性連接,該活動(dòng)支架上裝有驅(qū)動(dòng)輪；所述活動(dòng)支架的一端與壓力調(diào)節(jié)器的一端相連，該壓力調(diào)節(jié)器的另一端與連接支架相連，活動(dòng)支架的另一端通過(guò)活動(dòng)接頭固定在連接支架上。所述連接支架通過(guò)縱向梁與車輛車橋相連，該縱向梁固定連接車輛動(dòng)力輸出端，所述車輛動(dòng)力輸出端與驅(qū)動(dòng)接頭相連，該驅(qū)動(dòng)接頭與所述驅(qū)動(dòng)輪固定相連。藉由上述方法，對(duì)于道路車輛，特別是城市道路路面較好的情況，增大車輪半徑能降低輪胎的接地比壓、減少阻力 、提高車輛通行性能，但是車輛慣性也會(huì)增大，對(duì)車輛制動(dòng)
系統(tǒng)要求提高。本發(fā)明首先根據(jù)從動(dòng)輪滾動(dòng)阻力平衡公式Fpl= Fz , Ff =Fpl (式中Fpl為
r
荷載輪中心推力、a為車輪作用力前移距離、r為車輪半徑、Fz為荷載的反作用力、Ff為車輪滾動(dòng)阻力)初步設(shè)定荷載輪半徑及荷載輪中心推力和車輪滾動(dòng)阻力。然后根據(jù)車輪地面制動(dòng)力公式Fxb= Tu/ r (式中Fxb為制動(dòng)力、Tu為制動(dòng)器摩擦力矩)擬定荷載輪半徑^，核定車輛制動(dòng)力矩是否安全可靠。再根據(jù)車輛驅(qū)動(dòng)條件式確定荷載輪結(jié)構(gòu)車輛所需驅(qū)動(dòng)力Ft，該所需驅(qū)動(dòng)力小于傳統(tǒng)車輛所需驅(qū)動(dòng)力；對(duì)于本發(fā)明車輛Ft = Ff+ Fw +Fi ;對(duì)于傳統(tǒng)車輛Ft=Fx2+Ff+ Fw +Fi ；式中Fw為空氣阻力、Fi為坡度阻力、Fx2為驅(qū)動(dòng)輪上的地面切向反作用力、Ff為車輪滾動(dòng)阻力。之后將驅(qū)動(dòng)輪以設(shè)置在荷載輪車輛驅(qū)動(dòng)部位的荷載輪的一側(cè)或兩側(cè)。再之后按照本發(fā)明驅(qū)動(dòng)輪的半徑r2小于或等于荷載輪半徑1^ 一半的原則，確定驅(qū)動(dòng)輪的半徑r2，根據(jù)驅(qū)動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)力矩Tt及發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩經(jīng)傳動(dòng)系傳到驅(qū)動(dòng)輪的力矩相等來(lái)確定車輛動(dòng)力系合理配置，這種配置可以采用中速發(fā)動(dòng)機(jī)或電動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)系實(shí)現(xiàn)，達(dá)到車輛節(jié)能目標(biāo)。最后確定驅(qū)動(dòng)輪附著力F ,使驅(qū)動(dòng)輪附著力F >驅(qū)動(dòng)力Ft。本發(fā)明的車輪結(jié)構(gòu)是以荷載輪為基礎(chǔ)的，即車輛是以荷載輪為基礎(chǔ)組成承擔(dān)車輛荷載、保持車輛穩(wěn)定的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的；驅(qū)動(dòng)輪(非荷載輪)不承擔(dān)車輛主要荷載，僅作為荷載輪車輪系統(tǒng)的輔助結(jié)構(gòu)，為荷載輪中心提供推力。簡(jiǎn)而言之，新概念認(rèn)為車輛車輪系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是一種在荷載輪結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上增設(shè)驅(qū)動(dòng)輪(非荷載輪)的方式，由此，實(shí)現(xiàn)了荷載輪與驅(qū)動(dòng)輪半徑不等，且充分發(fā)揮了車輪屬性優(yōu)勢(shì)。車輪系統(tǒng)結(jié)構(gòu)新概念徹底擺脫了傳統(tǒng)車輪系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的困擾，為車輛技術(shù)設(shè)計(jì)提供了新的技術(shù)方向，所述車輛車輪系統(tǒng)由若干個(gè)安裝在車架上的荷載輪構(gòu)成，形成較大車輪半徑的荷載輪結(jié)構(gòu)車輛，所述荷載輪為從動(dòng)輪特性，承擔(dān)車輛荷載具備保障車輛穩(wěn)定與運(yùn)動(dòng)的功能，其運(yùn)動(dòng)所需推動(dòng)力較小；驅(qū)動(dòng)輪作為荷載輪車輪系統(tǒng)的功能補(bǔ)充要數(shù)安裝在車架上，所述驅(qū)動(dòng)輪為驅(qū)動(dòng)輪特性，不承擔(dān)車輛荷載，小半徑的驅(qū)動(dòng)輪為荷載輪結(jié)構(gòu)車輛提供較大驅(qū)動(dòng)力，由于車輛所需推動(dòng)力減小、驅(qū)動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)力增大，要求與之配置的發(fā)動(dòng)機(jī)功率相應(yīng)較小，并且簡(jiǎn)化了傳動(dòng)系配置，達(dá)到了節(jié)能要求；所述荷載輪與驅(qū)動(dòng)輪通過(guò)固定連接組件構(gòu)成復(fù)合車輪；所述驅(qū)動(dòng)輪的半徑r2小于或等于荷載輪半徑的一半。本發(fā)明技術(shù)創(chuàng)新作用主要體現(xiàn)在
(1)建立了荷載輪車輛概念；提出了車輛車輪系統(tǒng)以荷載輪為基礎(chǔ)的技術(shù)理念，實(shí)現(xiàn)了車輛車輪系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中車輪功能的分離與獨(dú)立；
⑵復(fù)合車輪技術(shù)實(shí)現(xiàn)了車輪功能獨(dú)立的宗旨，將兩種不同功能的車輪整合成一個(gè)整體使用，是車輛車輪系統(tǒng)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新中的亮麗創(chuàng)新點(diǎn)；(3)改變車輪系統(tǒng)結(jié)構(gòu)大幅節(jié)能的技術(shù)方向?yàn)橐慌吕砟钴囕v問(wèn)世奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)； ⑷建立了復(fù)合車輪結(jié)構(gòu)車輛的新概念，對(duì)于多種車輛均有適用價(jià)值。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明徹底改變了車輛車輪系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)置的概念，復(fù)合車輪技術(shù)開創(chuàng)了道路車輛車輪系統(tǒng)“從動(dòng)輪”省力、“驅(qū)動(dòng)輪”強(qiáng)力的新局面，復(fù)合車輪車輛由此問(wèn)世，必將帶來(lái)道路車輛大幅節(jié)能的巨大成就，必將促進(jìn)人類社會(huì)的和諧發(fā)展。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述。


圖I是現(xiàn)有四輪車輛的結(jié)構(gòu)原理 圖2是本發(fā)明一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意 圖3為本發(fā)明復(fù)合車輪原理結(jié)構(gòu)示意 圖4為圖3的左視 圖5為本發(fā)明所述三輪車結(jié)構(gòu)示意 圖6為本發(fā)明一種兩輪車結(jié)構(gòu)不意 圖7為本發(fā)明另一種兩輪車結(jié)構(gòu)示意圖。在圖中
I-荷載輪； 2-驅(qū)動(dòng)輪； 3-復(fù)合車輪；4-連接支架；
5-活動(dòng)支架； 6-壓力調(diào)節(jié)器；7-活動(dòng)接頭； 8-驅(qū)動(dòng)接頭。
具體實(shí)施例方式一種基于車輪系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)車輛的方法，車輛車輪系統(tǒng)由若干個(gè)安裝在車架上的荷載輪構(gòu)成，形成具有荷載能力與車輛穩(wěn)定性、運(yùn)動(dòng)性的功能結(jié)構(gòu)，且該荷載輪為較大半徑取向，由此，車輛動(dòng)力設(shè)置等條件均需滿足該結(jié)構(gòu)的要求；該車架上還裝有驅(qū)動(dòng)輪，該驅(qū)動(dòng)輪是荷載輪系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的功能補(bǔ)充，其驅(qū)動(dòng)力要求由荷載輪車輛所需動(dòng)力條件確定，且該驅(qū)動(dòng)輪為較小半徑取向，由此，再確定車輛動(dòng)力及傳動(dòng)系合理配置，這個(gè)配置條件要求不高，是一種高效能的配置；所述車輪系統(tǒng)結(jié)構(gòu)考慮到車輛通行條件，采用由荷載輪與驅(qū)動(dòng)輪構(gòu)成復(fù)合車輪的方式。以下以傳統(tǒng)電動(dòng)車(電動(dòng)摩托)為例簡(jiǎn)述實(shí)施方式，相關(guān)參數(shù)為:傳統(tǒng)電動(dòng)車電動(dòng)機(jī)功率180W、車輪半徑r = 180mm、路面滾動(dòng)阻力系數(shù)f = O. 020的浙青或水泥城市道路、最高車速S = 20km/h (法定車速)、車輛總質(zhì)量重力W =1960N、空氣阻力Fw =800N、坡度阻力Fi = 507N (坡度15°)，具體設(shè)計(jì)步驟為
I)根據(jù)從動(dòng)輪滾動(dòng)阻力平衡公式Fpl = Fz Ff=Fpl (式中Fpl為荷載輪中心推力、a為
r
車輪作用力前移距離、r為車輪半徑、Fz為荷載的反作用力、Ff為車輪滾動(dòng)阻力)初步設(shè)定荷
載輪半徑及荷載輪的中心推力。示例因?yàn)楝F(xiàn)行電動(dòng)車的阻力系數(shù)f=0. 020= -、r =180mm>
r
Fz=W =1960N ；所以a=3. 6mm、Fpl= 39. 2N，傳統(tǒng)電動(dòng)車荷載輪的中心推力為39. 2N。本發(fā)明車輪半徑增至r=250mm，則f=0. 0144，則有Fpl=28. 2N，荷載輪的中心推力只需28. 2N，實(shí)現(xiàn)、從動(dòng)輪省力；
2)根據(jù)車輪地面制動(dòng)力公式Fxb=Tu/ r (式中Fbx為制動(dòng)力、Tu為制動(dòng)器摩擦力矩)擬定荷載輪半徑A,核定車輛制動(dòng)力矩是否安全可靠；按示例條件；rpSOmm、ff=1960N ,根據(jù)目前碟型閘產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)可行；
3)根據(jù)車輛驅(qū)動(dòng)條件式確定荷載輪結(jié)構(gòu)車輛所需驅(qū)動(dòng)力Ft，對(duì)于本發(fā)明車輛Ft=Ff+ Fw +Fi (式中Fw為空氣阻力、Fi為坡度阻力)，對(duì)于傳統(tǒng)車輛Ft=Fx2+Ff+ Fw +Fi (式中Fx2為驅(qū)動(dòng)輪上的地面切向反作用力)；
示例本發(fā)明車輛所需驅(qū)動(dòng)力Ft <傳統(tǒng)車輛所需驅(qū)動(dòng)力Ft ；
4)將驅(qū)動(dòng)輪以設(shè)置在荷載輪車輛驅(qū)動(dòng)部位的荷載輪I的一側(cè)或兩側(cè)；
5)本發(fā)明驅(qū)動(dòng)輪的半徑r2小于或等于荷載輪半徑一半的原則，確定驅(qū)動(dòng)輪的半徑r2，根據(jù)驅(qū)動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)力矩Tt及發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩經(jīng)傳動(dòng)系傳到驅(qū)動(dòng)輪的關(guān)系式^確定車輛動(dòng) 力系合理配置，達(dá)到車輛節(jié)能目標(biāo)；
根據(jù)示例條件，設(shè)驅(qū)動(dòng)力為1340N,按傳統(tǒng)車輪半徑1*2=0· 18mm時(shí)所需驅(qū)動(dòng)力矩Tt=241N/m,本發(fā)明車輪半徑r2=0. 125m時(shí)所需驅(qū)動(dòng)力矩Tt=166N/m，車輛驅(qū)動(dòng)輪所需驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩采用小半徑驅(qū)動(dòng)輪時(shí)將減小31. 2 % ;由此，所需配置的動(dòng)力系功率也相應(yīng)變小。示例因?yàn)榉ǘㄜ囁?0km/h、傳統(tǒng)電動(dòng)車Tt=241N/m、本發(fā)明車輛Tt=166N/m、傳統(tǒng)電動(dòng)機(jī)功率P=O. 18kw，按照轉(zhuǎn)矩Tt=電動(dòng)機(jī)功率PX9550 + S的簡(jiǎn)易方法，其中S為電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；所以兩種車輛速度相等時(shí)，本發(fā)明電動(dòng)機(jī)功率P僅為120W，所以本發(fā)明是可以大幅節(jié)能的，這種動(dòng)力配置可以采用中速電動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)系實(shí)現(xiàn)。6)確定驅(qū)動(dòng)輪附著力F ,保證驅(qū)動(dòng)輪附著力F >驅(qū)動(dòng)力Ft。參見(jiàn)圖1，車輛車輪系統(tǒng)是以荷載輪I為基礎(chǔ)構(gòu)成的，根據(jù)車輛穩(wěn)定性、運(yùn)動(dòng)性等要求，由一定數(shù)量的荷載輪I組成車輛車輪系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)；初步設(shè)定荷載輪采用較大半徑及而后車輛所需動(dòng)力、車輛制動(dòng)力矩，再由此確定荷載輪半徑、車輛驅(qū)動(dòng)力。這種基本結(jié)構(gòu)中只要加上驅(qū)動(dòng)輪2就構(gòu)成完整的車輛車輪系統(tǒng)。如圖2，四個(gè)荷載輪I構(gòu)成四輪車基本結(jié)構(gòu)，若在其后面兩個(gè)荷載輪I內(nèi)側(cè)各增加一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪2就構(gòu)成一輛功能完整的四輪車車輪系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。確定驅(qū)動(dòng)輪2半徑小于或等于荷載輪I半徑一半，根據(jù)已定車輛驅(qū)動(dòng)力及驅(qū)動(dòng)輪2半徑，求得所需傳矩，進(jìn)而合理配置發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系及車輪附著力。參見(jiàn)圖3和圖4，以荷載輪I與驅(qū)動(dòng)輪2構(gòu)成復(fù)合車輪3的方式。復(fù)合車輪3是以荷載輪I為主，驅(qū)動(dòng)輪2為輔，經(jīng)連接組合而成的。其構(gòu)成是荷載輪I固定于連接支架4上，連接支架4與車身連接；驅(qū)動(dòng)輪2通過(guò)活動(dòng)支架5固定，活動(dòng)支架5 —頭連接壓力調(diào)節(jié)器6，壓力調(diào)節(jié)器6另一頭與連接支架4連接；活動(dòng)支架5另一頭通過(guò)活動(dòng)接頭7固定在連接支架4上。復(fù)合車輪3通過(guò)驅(qū)動(dòng)接頭8與外部動(dòng)力傳輸系統(tǒng)連接獲取動(dòng)力。本發(fā)明方法可以適應(yīng)多種車輛，圖2為道路四輪車結(jié)構(gòu)，由四個(gè)荷載輪I構(gòu)成的基本結(jié)構(gòu)，在其兩個(gè)后輪內(nèi)側(cè)各設(shè)置一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪2形成復(fù)合車輪3結(jié)構(gòu)。圖5為道路三輪車結(jié)構(gòu)，由三個(gè)荷載輪I構(gòu)成的基本結(jié)構(gòu)，后輪兩側(cè)設(shè)置驅(qū)動(dòng)輪2，形成復(fù)合車輪3結(jié)構(gòu)。圖6和圖7為道路兩輪車結(jié)構(gòu)，由兩個(gè)荷載輪I構(gòu)成的基本結(jié)構(gòu)，后輪一側(cè)、兩側(cè)設(shè)置驅(qū)動(dòng)輪2，形成復(fù)合車輪3結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明采用一種復(fù)合車輪技術(shù)的新方案，實(shí)現(xiàn)在不增加車輛原動(dòng)力條件下大幅增強(qiáng)車輛驅(qū)動(dòng)力，達(dá)到大幅節(jié)能的目標(biāo)。上述實(shí)施例闡明的內(nèi)容應(yīng)當(dāng)理解為這些實(shí)施例僅用于更清楚地說(shuō)明本發(fā)明，而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍?！?br> 權(quán)利要求
1.一種基于車輪系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)車輛的方法，其特征在于，車輛車輪系統(tǒng)由若干個(gè)安裝在車架上的荷載輪(I)構(gòu)成,該車架上還裝有驅(qū)動(dòng)輪(2);所述荷載輪(I)與驅(qū)動(dòng)輪(2)構(gòu)成復(fù)合車輪(3);具體設(shè)計(jì)步驟為 1)根據(jù)從動(dòng)輪滾動(dòng)阻力平衡公式
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于車輪系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)車輛的方法，其特征在于，所述復(fù)合車輪(3 )由荷載輪(I)、驅(qū)動(dòng)輪(2 )、活動(dòng)支架(5 )及與車身連接的連接支架(4)組成；所述連接支架(4)與荷載輪(I)固定連接，該連接支架(4)與一活動(dòng)支架(5)柔性連接，該活動(dòng)支架(5)上裝有驅(qū)動(dòng)輪(2);所述活動(dòng)支架(5)的一端與壓力調(diào)節(jié)器(6)的一端相連，該壓力調(diào)節(jié)器(6)的另一端與連接支架(4)相連，活動(dòng)支架(5)的另一端通過(guò)活動(dòng)接頭(7)固定在連接支架(4)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于車輪系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)車輛的方法，其特征在于，所述連接支架(4)通過(guò)縱向梁與車輛車橋相連，該縱向梁固定連接車輛動(dòng)力輸出端，所述車輛動(dòng)力輸出端與驅(qū)動(dòng)接頭(8)相連，該驅(qū)動(dòng)接頭(8)與所述驅(qū)動(dòng)輪(2)固定相連。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于車輪系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)車輛的方法，為了解決現(xiàn)有的車輪系統(tǒng)為同等半徑，造成車輛從動(dòng)輪費(fèi)力、驅(qū)動(dòng)輪乏力及動(dòng)力配置過(guò)剩的問(wèn)題，所述基于車輪系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)車輛的方法包括如下步驟1)根據(jù)從動(dòng)輪滾動(dòng)阻力平衡公式Fp1=Fz初步設(shè)定荷載輪半徑及推動(dòng)力；2)根據(jù)車輪地面制動(dòng)力公式Fxb=Tu/r擬定荷載輪半徑r1，核定車輛制動(dòng)力矩是否安全可靠；3)確定荷載輪結(jié)構(gòu)車輛所需驅(qū)動(dòng)力Ft=Ff+Fw+Fi；4)將驅(qū)動(dòng)輪以設(shè)置在荷載輪車輛驅(qū)動(dòng)部位的荷載輪的一側(cè)或兩側(cè)；5)驅(qū)動(dòng)輪的半徑r2小于或等于荷載輪半徑r1一半確定r2，確定車輛動(dòng)力系合理配置。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了在不增加車輛原動(dòng)力條件下大幅增強(qiáng)車輛驅(qū)動(dòng)力，達(dá)到了大幅節(jié)能的目標(biāo)。
文檔編號(hào)B60B11/00GK102700651SQ20121019182
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月12日
發(fā)明者尚久駜, 陳化雨 申請(qǐng)人:尚久駜, 陳化雨