CN1822979B - 重型车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种重量大于40公吨的重型车辆(1)，例如运输车辆或“土木工程”车辆，其包括具有至少两个轮胎的转向桥(7)和驱动桥(6)，通过驱动桥传递至少部分动力。根据本发明，驱动桥包括四个轮胎(2，3)，其中至多两个轮胎持久传递至少部分动力，至少驱动桥的轮胎单独与制动装置相连。

Description

重型车辆

技术领域

本发明涉及一种重型车辆，例如重量大于40公吨的运输车辆或“土木工程”车辆。

背景技术

虽然不限于这种应用，但是本发明还是结合一种重型车辆进行说明，例如重量大于500公吨、装备直径大于3.5米轴向宽度大于37英寸的轮胎的运输车辆或“土木工程”车辆。

这种车辆通常被设计用于承受重负载，包括具有两个转向轮的前转向桥和后桥，后桥通常都是刚性的，且具有四个成对布置在两侧的驱动轮。

桥被定义为能使车辆的固定结构连接到地面的元件组。

轮胎的轴向或横向方向平行于轮胎的旋转轴。

轮胎的圆周方向或纵向是与轮胎外周相应的方向，并且由轮胎的滚动方向限定。

轮胎的旋转轴是在正常使用中轮胎绕着其旋转的轴。

在使用车辆时，特别是在矿山或采石场中用于运输负载的车辆时，进入的问题和生产需求导致这些车辆的制造商必须增加它们的负载能力。这样使车辆变得更大，从而自身重量变得更重，以能够运输更重的负载。这些车辆的目前重量可以达到几百公吨，所运输的负载也可达到几百公吨；总重量可达600公吨。

由于车辆的负载能力与轮胎有直接联系，所以已经知道为了增加负载能力，需要增加轮胎中空气含量。

目前，如上文所述，例如在采矿中所用的翻斗车包括后驱动桥，在其上安装有四个成对布置的车轮，以满足上述要求。

此外，所述车轮的尺寸以及轮胎的尺寸、特别是下部区域的刚度都要求所述轮胎要做成几部分，以使轮胎可以安装到一个轮辋上。在更换或者维护时的安装和拆卸所述轮胎的操作都很耗时且繁琐。在进行这些操作时所要操作的夹紧部件的数量可能大于200，并且需要非常大的夹紧力矩。因此，进行这些操作所花费的时间通常很长，由此在进行采矿时不利于提高生产率。

由于目前需要不断地提高这种车辆的负载能力，所以上文所列出的各种参数都要求加宽轮胎，以增加其内部的空气容积。轮胎直径在4米左右实际上就不可能再增加了，特别是考虑所述轮胎的运输问题。事实上，所述轮胎的尺寸会受到运输条件的限制，特别是路面宽度和桥梁的高度。实际上同样不可能减小轮辋的直径，其特别用于定位驱动转矩传递***以及制动***。

在研究当中发明人成功地证明了这种“加宽”轮胎也可以有效地增加运输负载，但是却存在多种缺陷。实验显示这种轮胎的抗磨性下降，特别是安装在后车桥上轴向外侧的轮胎。较频繁更换轮胎降低了所述车辆的效率。

此外，专利申请WO00/71365公开了一种可以简化轮胎安装的方法，该轮胎可以直接安装在充当轮辋的轮毂上。因此独立的环可充当轮辋座，并且通过锁定环固定在适当位置，该锁定环牢固地连接在轮毂上，从而与形状互补。

因此发明人的目的就是与目前轮胎相比提高重型车辆的轮胎在磨损方面的性能，特别是提高车辆的效率。

发明内容

根据本发明的目的通过一种重型车辆实现，例如重量大于40公吨的运输车辆或“土木工程”车辆，其包括具有至少两个轮胎的转向桥和驱动桥，通过驱动桥传递至少部分动力，驱动桥包括四个轮胎，例如按传统方式成对地布置在桥两侧，至多两个驱动桥的轮胎持久传递至少部分动力，至少驱动桥的轮胎单独与制动装置相连。

根据本发明的目的以相同方式通过重量大于500公吨的重型车辆实现，例如运输车辆或“土木工程”车辆，其装备的轮胎径向直径大于3.5米，轴向宽度大于37英寸，且包括具有至少两个轮胎的前转向桥和后驱动桥，通过后驱动桥传递至少部分动力，后驱动桥包括四个轮胎，至多两个轮胎持久传递至少部分动力，且至少驱动桥的轮胎单独与制动装置相连。

根据本发明，转向桥的轮胎单独与制动装置相连。

根据本发明的优选实施例，装备在驱动桥上的轴向内侧轮胎持久传递至少部分动力。

根据本发明，驱动桥包括四个轮胎，且优选地驱动桥的两个轴向外侧轮胎不传递动力，它们主要用于承受部分负载。该实施例可降低特别当车辆转弯时产生的纵向压力。实际上，当包括至少双轮胎的车辆转弯时，轴向远离外侧的轮胎如果位于弯曲外侧则移动较大距离，如果位于弯曲内侧则移动较小距离。在本发明中通过轮胎宽度突出这种现象。

此外根据本发明，轮胎通过这种方式单独地与制动装置相连，以在最优条件下减速或停止这种车辆，而不考虑车辆在制动时的使用条件，特别是在车辆转弯或可选择地处于斜坡上时。制动装置和每个轮胎相连还可抑止制动导致的轮胎磨损，改善磨损在各个轮胎中的分布。因此，如果某个轮胎是唯一与制动装置相连的轮胎，则本发明实际上可以防止该轮胎的明显磨损。制动导致的磨损在翻斗车中特别显著，因为其必须承载较大负载下坡，需要长时间持续制动。

此外，当需要更换轮胎时，如果轮胎是安装在独立车轮上的，则在驱动桥上装备四个轮胎不利于提高效率。实际上，特别是在必须更换轮胎时，其中轮胎位于其他轮胎的轴向内侧，必须在进行更换之前移去第一车轮以进入第二车轮；因此需要进行很多操作，不利于提高车辆效率。

因此，本发明有利地不在上述车辆的驱动桥上安装车轮，轮胎通过形成胎缘座的第一安装环和第二锁定环安装在车桥的适当位置，其中第二锁定环定位所述第一环，从而定位轮胎。这种安装方式还在上述专利申请WO00/71365中公开了。根据该实施例，本发明需要轮毂上的凹槽容纳锁定环，且每个轮胎需要定位两个这种环。

本发明的变形实施例有利地使转向桥的轮胎传递部分动力。

根据本发明有利的实施例，转向桥包括四个轮胎，所述转向桥的至少两个轮胎传递部分动力，如上述驱动桥那样。优选地，该两个轴向内侧轮胎是传递动力的轮胎。

根据该实施例，本发明按上述驱动桥那样以无车轮方式安装轮胎，根据例如上述专利申请WO00/71365中公开的方法，所述轮胎通过形成胎缘座的第一安装环和第二锁定环安装在车桥的适当位置，其中第二锁定环定位所述第一环，从而定位轮胎。根据该实施例，本发明需要在两侧的转向轮毂上设置四个凹槽，以容纳锁定环，且每个轮胎需要定位两个这种环。

本发明的另一个变形实施例是在驱动桥上设置至少两个轮胎，当车辆转弯而不走直线时，或优选地当车辆转弯时转弯半径小于预定值时，优选地驱动桥上轴向外侧的轮胎不单独传递动力。该实施例可通过位于所述轮胎和传递动力元件之间的离合装置实现。可按照本领域技术人员已知的任何方式通过车辆转向元件控制这种装置。

通过相同的方式，本发明有利地提供一种变形实施例，只有当车辆转弯而不走直线时，或优选地当车辆转弯时转弯曲半径小于预定值时，转向桥的至少两个轮胎传递部分动力。

根据本发明的其他变形实施例，当转向桥上所有轮胎传递至少部分动力时，所述转向桥装备一个或多个使不同轮胎以不同速度旋转的装置，所述速度适于抑制各个轮胎的磨损，特别在转弯时的磨损。

这种变形实施例例如使转向桥的所有轮胎都通过装置参与动力传递，该装置例如差速齿轮，其根据车辆行驶条件控制每个轮胎的使用。

该发明还提供一种例如上述的车辆，根据上述文件WO00/71365公开的方法，其每个轮胎都与电机相连，电机例如容纳在与轮胎相连的车轮中或轮胎附近的车桥轮毂中。

根据这个实施例，使用与轮胎相连的电机可使动力分布根据轮胎和转弯轨迹变化。

通过相同方式，本发明使电机只控制传递动力的轮胎；这些轮胎例如是前桥上的轮胎，后桥的轮胎与传统的发动机(motorisation)和变速器相连。

当只有电机提供动力时，本发明使某些轮胎与这种电机相连，其他轮胎只具有承载的功能。

附图说明

通过下面结合附图1和2的关于本发明实施例的说明可以更清楚地看出本发明的其他优点和特征，其中：

图1是根据本发明车辆的俯视示意图，

图2是根据本发明第二实施例的俯视示意图。

具体实施例

为了便于理解本发明，附图不是按比例绘制的。附图只示出了车辆的半部，该半部关于轴XX′对称延伸，轴XX′表示车辆的纵向中间平面。

图1是根据本发明的车辆半部1的示意图，其在后驱动桥6上具有四个轮胎，在前转向桥7上具有两个转向轮胎。由于图中只示出了车辆半部，因此只示出了后桥6上的两个轮胎2、3和前桥7上的一个轮胎4。

在图1中示意示出的车辆1是总载重为600公吨的重型车辆。

该车辆装备的轮胎是断面高度与宽度的比值H/S为0.80的大型轮胎，H是轮辋上轮胎的高度，S是当轮胎安装到其使用轮辋并且充气到推荐气压时轮胎的最大轴向宽度。该轮胎的尺寸为59/80R63。

这种轮胎具有由不可延伸的钢制金属缆线构成的径向胎体加强件，且加强件沿径向固定在每个胎缘内。

后桥6的轮胎2、3通过专利申请WO00/71365公开的方法安装。根据该方法，车辆的车桥6被设计为通过环支撑轮胎2、3，环具有形成胎缘接收座的表面。这些环的表面有利地为截头圆锥形。接收环本身通过锁定环锁定在桥的轮毂上，其表面的一部分与所述轮毂上凹进的形状相应，其中锁定环***该轮毂中。

根据本发明，轮胎3的一个主要作用是承载-其不参与动力的传递。该实施例将轮胎3固定在可自由转动的***上，从而使所述轮胎3自由旋转。当车辆拐弯时，特别是拐弯半径较小时，由于轮胎在桥上独立定位，使其运行的轨道比轮胎2长或短，所以该实施例使其在进行拐弯时不承受附加压力。

本发明通过实验来了解根据本发明的装备四个59/80R63轮胎的桥的使用寿命，第一种在车辆后桥上装备四个59/80R63轮胎，且只有轴向内侧的轮胎传递动力，第二种在相似车辆的后桥上装备四个相同的轮胎，这四个轮胎持久传递动力。

实验结果如下：

以后桥装备的四个轮胎持久传递动力的使用寿命100为基础，结果显示当只有后桥上轴向内侧的轮胎传递动力时，根据本发明的车辆轮胎的平均使用寿命等于118。

可以看出本发明的实验结果明显较好。

本发明还可使安装在前桥7上的轮胎4参与动力传递。此外，事实上使轮胎4传递部分动力可提高车辆在拐弯时的操纵性。实际上，当这些相同的轮胎转动时，特别当车辆具有负载时，前桥轮胎传递的局部动力便于车辆按轨迹行驶。很明显，实际上在特定负载和行驶条件下，当后桥6上装备上述四个轮胎2、3且其中两个传递动力时，在车辆按曲线轨迹行驶时很难或不可能操纵该车辆，因为车辆不能响应前桥轮胎的转动。这些条件还可能导致前桥的轮胎爆裂和损坏。

本发明的另一个变形实施例是使参与动力传递前桥7轮胎4被电机独立控制。该实施例便于根据所述车辆行驶的轨迹和负载状况并通过这些轮胎4改变、可选择地提高动力传递。

根据本发明还可以使所有轮胎2、3和4都装备电机，以根据所述车辆行驶的轨迹和负载状况并通过每个轮胎改变、可选择地提高动力传递。

图2示出了根据本发明车辆1′的另一个实施例，其与上述实施例的不同之处在于在前桥7′上安装有附加轮胎5′，该轮胎是转向轮胎。增加这个轮胎5′可以使负载分布在更多的轮胎上。该实施例例如可进一步增加负载能力或可选择地减小轮胎的尺寸。

根据图2示出的实施例，还可在上述会造成前桥7′的转向轮胎爆裂的行驶条件下提高车辆的操纵性。实际上，增加轮胎的数量可更好地抵抗会造成爆裂的压力，从而成功地转向。

在车辆1′的实施例中，轮胎5′可以只具有承受部分负载的功能。根据其他的变形实施例，轮胎5′还可持续或临时传递动力，如上所述，或可选择地例如通过采用电机来实现。

Claims (8)

1.一种重量大于40公吨的重型车辆，其包括具有至少两个轮胎的前转向桥和后驱动桥，通过后驱动桥传递至少部分动力，其特征在于：后驱动桥包括四个轮胎，其中后驱动桥仅有轴向内侧的两个轮胎持久传递至少部分动力，至少后驱动桥的轮胎单独与制动装置相连。

2.一种重量大于500公吨的重型车辆，其装备的轮胎径向直径大于3.5米，轴向宽度大于94厘米，且包括具有至少两个轮胎的前转向桥和后驱动桥，通过后驱动桥传递至少部分动力，其特征在于：后驱动桥包括四个轮胎，其中后驱动桥仅有轴向内侧的两个轮胎持久传递至少部分动力，且至少后驱动桥的轮胎单独与制动装置相连。

3.根据权利要求1或2的重型车辆，其特征在于：前转向桥的轮胎单独与制动装置相连。

4.根据权利要求1或2的重型车辆，其特征在于：前转向桥包括至少两个传递部分动力的轮胎。

5.根据权利要求1或2的重型车辆，其特征在于：传递至少部分动力的轮胎被电机控制。

6.根据权利要求1或2的重型车辆，其特征在于：轮胎通过第一安装环和第二锁定环安装在轮毂上，第一安装环形成胎缘座，第二锁定环确定所述第一安装环的位置，由于第一安装环与轮胎上的凹进形状互补，从而该第一安装环牢固地连接在轮毂上。

7.一种重量大于40公吨的重型车辆，其包括具有至少两个轮胎的前转向桥和后驱动桥，通过后驱动桥传递至少部分动力，其特征在于：后驱动桥包括至少四个轮胎，其中后驱动桥仅有轴向内侧的两个轮胎持久传递至少部分动力，至少后驱动桥的轮胎单独与制动装置相连。

8.一种重量大于500公吨的重型车辆，其装备的轮胎径向直径大于3.5米，轴向宽度大于94厘米，且包括具有至少两个轮胎的前转向桥和后驱动桥，通过后驱动桥传递至少部分动力，其特征在于：后驱动桥包括至少四个轮胎，其中后驱动桥仅有轴向内侧的两个轮胎持久传递至少部分动力，且至少后驱动桥的轮胎单独与制动装置相连。

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