專利名稱：車輛懸架系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及可以減少或者消除后坐響應的車輛懸架系統(tǒng)。
出于包括運輸和休閑的各種目的，使用汽車、自行車、摩托車、所有地面運動車輛以及其他輪驅動車輛。將這些車輛設計為通過能量傳遞系統(tǒng)使用動力源來驅動一個和多個車輪，該一個和多個車輪通過一個和多個車輪和地面之間的牽引力向地面?zhèn)鬟f旋轉運動。還可以使用車輛穿越如具有鋪設路面街道的平坦地面，以及如野外的小路的不平坦地面。和已鋪設的路面相比，野外小路通常更崎嶇不平并且提供更少的車輪牽引力。在崎嶇地區(qū)最好駕駛具有懸架系統(tǒng)的車輛。車輛中的懸架系統(tǒng)用于為操作者或騎車人提供更平穩(wěn)的駕駛，并提高不同區(qū)域的車輛牽引。在車輛的前輪和后輪均可使用車輛懸架系統(tǒng)。
懸架系統(tǒng)的一個不良影響是在動力加速期間由于懸架壓縮或者拉伸的能量損失。在諸如自行車和太陽能車輛的以低能量動力源驅動的車輛中該能量損失尤其明顯。例如，普通的自行車騎車人僅能在短期內施加有限的動力并且在延長的時間內施加更少的動力。因此，即使很小的能量損失也可能會對騎車人的表現和舒適度產生很大的影響。懸架行程是懸架從完全拉伸狀態(tài)向完全壓縮狀態(tài)移動時懸架式車輪行進的距離。在自行車中，已經在許多設計中增加了懸架行程，并且隨著懸架行程的增加，上述的能量損失對于騎車人來說變得更加明顯。但是即使對于具有較高動力源的車輛來說，任何能量損失都會降低車輛效率，例如其燃料效率。這里通過需要頻繁加速的方式使用車輛，加速度包括正加速度和負加速度，任何由于車輛幾何形狀導致的能量損失都會顯著地影響車輛效率，所述車輛幾何形狀包括其懸架系統(tǒng)的幾何形狀和設計。
因此，為了把由車輛懸架系統(tǒng)設計造成的能量損失降低到最小程度，從而提高車輛效率及其環(huán)境影響。對于能夠更好的保持車輛效率和能量的懸架系統(tǒng)的需求已經變得越來越迫切。本發(fā)明提供了用于車輛的可降低其能量損失的懸架系統(tǒng)設計。


圖1a所示為根據本發(fā)明的某些實施方式采用實現后坐曲線的從動輪懸架系統(tǒng)的鏈傳動車輛的側視圖，所示車輛的從動輪懸架系統(tǒng)處于未壓縮狀態(tài)；圖1b所示為從動輪懸架系統(tǒng)處于完全壓縮狀態(tài)的圖1a所示的鏈傳動車輛的側視圖；圖1c所示為從動輪懸架系統(tǒng)處于完全未壓縮狀態(tài)的圖1a和1b所示的鏈傳動車輛側視圖的放大截面；圖1d所示為從動輪懸架系統(tǒng)處于完全壓縮狀態(tài)的圖1a、1b和1c所示的鏈傳動車輛側視圖的放大截面；圖2a所示為根據本發(fā)明的某些實施方式采用實現后坐曲線的從動輪懸架系統(tǒng)的軸傳動車輛的側視圖，所示車輛的從動輪懸架系統(tǒng)處于未壓縮狀態(tài)；圖2b所示為從動輪懸架系統(tǒng)處于完全壓縮狀態(tài)的圖2a所示的軸傳動車輛的側視圖；圖2c所示為從動輪懸架系統(tǒng)處于完全未壓縮狀態(tài)的圖2a和2b所示的軸傳動車輛側視圖的放大截面；圖2d所示為從動輪懸架系統(tǒng)處于完全壓縮狀態(tài)的圖1a、1b和1c所示的軸傳動車輛側視圖的放大截面；圖3和圖4示出根據這里公開的后坐曲線圖表示的發(fā)明的某個實施方式懸架系統(tǒng)的后坐曲線；以及圖5-13示出包含發(fā)明后坐曲線的懸架系統(tǒng)的替代實施方式，每個所示的實施方式包括彈簧/減震單元(不規(guī)則框)和通過樞軸(小圓圈)互連的不同框架構件(粗線)。

發(fā)明內容
本發(fā)明涉及一種新的車輛懸架系統(tǒng)，例如，自行車、摩托車、汽車、SUV、卡車、兩輪車輛、四輪車輛、前輪懸架車輛、從動輪懸架車輛和具有懸架系統(tǒng)的任何其他類型的車輛。在本發(fā)明的某些實施方式中，本發(fā)明的懸架系統(tǒng)能夠促進后坐響應，該后坐響應降低產生于后坐的能量損失。在某個優(yōu)選實施方式中，本發(fā)明的懸架系統(tǒng)能夠通過產生抗后坐響應降低由于后坐產生的能量損失。在某一實施方式中，本發(fā)明的懸架系統(tǒng)的抗后坐響應隨著車輛的懸架行程而改變并且優(yōu)選的在懸架行程開始階段較高并在其后降低。
本發(fā)明的某些實施方式包括車輪懸架設計，該車輪懸架設計在從動輪懸架行程期間采用變化的后坐響應減少在戰(zhàn)術點(tactical point)由懸架運動引起的動力加速。設計采用本發(fā)明優(yōu)選實施方式的車輛可以在具有更低能量損失和比已知系統(tǒng)更穩(wěn)定的車輛底盤的情況下進行動力加速。
本發(fā)明的懸架系統(tǒng)適用于各種車輛并優(yōu)選地適用于人力車輛。自行車或者其他人力車輛的普通騎手僅能夠在短期內施加有限的動力或能量以及在更長的時間周期內施加更低的能量。因此，即使很小的動力損失對于騎手的行為和舒適度都會產生非常不利的影響。因此對于可以更好的保存騎手能量的懸架系統(tǒng)的需求變得更加迫切。本發(fā)明提供了一種在動力加速期間降低能量損失的用于車輛的懸架系統(tǒng)設計。
在本發(fā)明的某些實施方式中，車輪懸架系統(tǒng)包括連接到輪架單元上的車輪并且所述輪架單元與彈簧減震裝置連接；將所述車輪與具有車輪懸架系統(tǒng)的框架結構分離，該車輪懸架系統(tǒng)具有一后坐曲線，該后坐曲線具有隨著懸架系統(tǒng)從車輪行程的開始點向車輪行程的終點移動而降低的后坐率。
在本發(fā)明的某些實施方式中，可壓縮的車輪懸架系統(tǒng)包括連接到輪架單元的車輪并且所述輪架單元與彈簧減震裝置連接；將所述車輪與具有車輪懸架系統(tǒng)的框架結構分離，該車輪懸架系統(tǒng)具有一后坐曲線，所述后坐曲線具有不斷降低的后坐量，并且所述后坐量不會隨著懸架系統(tǒng)從車輪行程的開始點向車輪行程的終點移動而升高。
在本發(fā)明的某些實施方式中，可壓縮的車輪懸架系統(tǒng)包括一限定的懸架曲線，所述懸架曲線在懸架壓縮量最小處具有最大值，并且在該行程的更遠點具有最小值，并在整個車輪行程中具有連續(xù)降低的后坐量。
在本發(fā)明的某些實施方式中，車輛懸架系統(tǒng)包括一限定的后坐曲線，所述后坐曲線在懸架行程的靠前點通常具有負值斜率，在懸架行程的中間點具有較小負值斜率，并在懸架行程的靠后點具有較大負值斜率。
在本發(fā)明的某些實施方式中，可壓縮的車輪懸架系統(tǒng)包括連接到輪架單元上的車輪并且所述輪架單元與上連桿和下連桿連接，上連桿與彈簧減震裝置連接；所述上、下連桿一起以順時針方向旋轉，并且所述上、下連桿將所述輪架與框架結構連接起來，并使車輪與框架結構隔離。所述上連桿和所述下連桿具有投影連桿力線并且所述上連桿投影力線和所述下連桿投影力線在懸架行程的開始點相交，并且所述上連桿投影力線和所述下連桿在行程的靠后點相交。
在本發(fā)明的某些實施方式中，可壓縮的車輪懸架系統(tǒng)包括連接到輪架單元上的車輪并且所述輪架單元與上連桿和下連桿連接，所述輪架與彈簧減震裝置連接；所述上、下連桿一起以順時針方向旋轉，并且所述上、下連桿將所述輪架與框架結構連接起來，并使車輪與框架結構隔離。所述上連桿和所述下連桿具有投影連桿力線并且所述上連桿投影力線和所述下連桿投影力線在懸架行程的開始點相交，并且所述上連桿投影力線和所述下連桿在行程的靠后點相交。
在本發(fā)明的某些實施方式中，可壓縮的車輪懸架系統(tǒng)包括連接到輪架單元上的車輪并且所述輪架單元與上連桿和下連桿連接，所述下連桿與彈簧減震裝置連接；所述上、下連桿一起以順時針方向旋轉，并且所述上、下連桿將所述輪架與框架結構連接起來，并使所述車輪與框架結構隔離，所述上連桿和所述下連桿具有投影連桿力線并且所述上連桿投影力線和所述下連桿投影力線在懸架行程的開始點相交，并且所述上連桿投影力線和所述下連桿在行程的靠后點相交。
在本發(fā)明的某些實施方式中，可壓縮的車輪懸架系統(tǒng)包括連接到輪架單元上的車輪并且所述輪架單元與上連桿和下連桿連接，所述上、下連桿與彈簧減震裝置連接；所述上、下連桿一起以順時針方向旋轉，并且所述上、下連桿將所述輪架與框架結構連接起來，并使所述車輪與框架結構隔離。所述上連桿和所述下連桿具有投影連桿力線并且所述上連桿投影力線和所述下連桿投影力線在懸架行程的開始點相交，并且所述上連桿投影力線和所述下連桿在行程的靠后點相交。
實際上，在懸架系統(tǒng)中精確控制后坐可以在具有良好顛簸柔量的動力加速期間造成很小的懸架移動。越壓縮車輛懸架，車輪旋轉軸上的彈簧彈力就越高。大部分動力加速發(fā)生在懸架行程的前40％。由于在懸架行程開始時彈簧彈力最低，因此此刻懸架更容易被后坐力操縱。如果沒有足夠的抗后坐力來抑制在懸架行程開始階段的質量傳遞，則將對懸架產生壓縮，并且當其彈起時，通過減震器會損失能量。和懸架行程的靠后點相比，在懸架行程開始的低彈簧彈力會造成更多的移動。在動力加速期間質量傳遞造成的懸架移動的最小化減少了此刻減震器的移動量。通過降低減震器的移動量減少了減震器必須消耗的能量，并且因此可以將由動力源提供的大部分加速力用于加速車輛。在懸架行程早期消耗于產生減少移動的抗后坐力的能量小于在懸架移動期間在減震器中要損失的能量。隨著該從動輪懸架系統(tǒng)在其行程中被壓縮，彈簧彈力增加，因此從動輪抵抗移動的阻力增加。在懸架行程的靠后點，由于增加了的彈簧彈力，后坐力對于車輪懸架的操縱效果降低?？梢允褂幂^低的抗后坐量使得可以為向前移動傳遞更多的能量。
具體實施例方式
為了推動操作者或者騎車人通過某一地區(qū)，必須以和車輛所在環(huán)境相反的方向對車輛進行加速。為了對所述車輛加速，必須施加一定的能量并將這些能量轉化為一個車輪或者多個車輪上的旋轉運動。懸架式車輪車輛的能量轉化類型存在著廣泛的差異。一些車輛比如自行車、三輪車以及腳踏車使用轉化的人力轉換作為驅動單元。其他車輛使用電動機或者內燃機作為其驅動單元。這些電動機或者內燃機通過控制釋放存儲的化學能量施加旋轉運動。
幾乎所有車型都采用某種旋轉運動傳遞系統(tǒng)來從驅動單元向一個或者多個車輪傳遞旋轉力。簡單的自行車或者摩托車或者所有地面車輛都采用鏈條或者皮帶從驅動單元向車輪傳遞動力。通常這些鏈傳動系或者帶傳動系會在前面使用一個與驅動系統(tǒng)連接的鏈輪以及在后面使用一個與車輪連接的鏈輪。
更復雜的自行車、摩托車、所有地面車輛以及汽車均采用從驅動系統(tǒng)向一個或多個從動輪傳遞動力的軸傳動系統(tǒng)。這些軸傳動系統(tǒng)通過通常與從動輪旋轉軸基本垂直的旋轉軸傳遞動力，動力經由錐齒輪、螺旋錐齒輪、準雙曲面齒輪、蝸輪傳動系統(tǒng)或者其他裝置傳遞給從動輪。這些單扣齒鏈和皮帶，以及軸傳動車輛可以使用直接驅動的單速配置，在這里以恒定不變的速率將驅動單元輸出的軸速和扭矩傳遞給從動輪。這些單扣齒鏈和皮帶，以及軸傳動車輛還可以使用公認的多速度配置，這里通過操作人員選擇或者自動選擇的速率改變機構以可變的速率將驅動單元輸出的軸速和扭矩傳遞給從動輪。
具有更先進設計的自行車包括具有成組的可選擇的前鏈條以及后鏈輪的變速系統(tǒng)。該變速系統(tǒng)在動力加速期間為自行車騎車人提供可選擇使用的機械效益。機械效益選擇允許騎車人通過曲柄臂旋轉前鏈輪組從而在從動輪獲得較低的轉速和較高的扭矩值，或者相反，獲得較高的轉速以及較低的扭矩。
本發(fā)明的某些實施方式涉及在車輛動力加速情況下可以保持低能量損失的懸架系統(tǒng)，所述車輛包括自行車、摩托車、汽車、SUV、卡車或者其他類型車輛。本發(fā)明的懸架系統(tǒng)可以廣泛適用于各種車輛，這些車輛包括但不限于人力車輛、具有長位移懸架的越野用車輛、高效道路行駛車輛以及其他車輛。
車輛懸架系統(tǒng)通過使車輛的地面接觸點遠離水平地面的沖擊并使該沖擊通過可壓縮的懸架移動與車輛底盤相關來將車輛底盤與在地面行駛時車輛所受的沖擊力隔離。把將底盤和所述沖擊隔離的可壓縮的懸架移動稱為懸架位移或者懸架行程?？蓧嚎s懸架行程具有懸架處于完全未壓縮狀態(tài)的開始點以及懸架處于完全壓縮態(tài)的位移的終點。在與重力平行且反向的方向測量懸架行程位移。在某優(yōu)選實施方式中，本發(fā)明的懸架系統(tǒng)在懸架行程位移的開始階段使用調諧后坐曲線提供接近或者大于通稱為抗后坐的后坐條件的范圍的后坐量，并且和位于懸架行程位移靠后點的初始測量相比，具有更接近被通稱為抗后坐的后坐條件的后坐量。隨著壓縮本發(fā)明的懸架系統(tǒng)被壓縮，彈簧或者減震器單元也受到壓縮。隨著彈簧或者減震器單元受到壓縮，從單元輸出的力增加。隨著懸架式車輪移動經過其軸軌跡，位于車輪的彈簧彈力增加。懸架式車輪具有可壓縮的車輪懸架行程距離，其特點包括懸架完全不壓縮到不能再發(fā)生懸架延伸的行程開始點，以及懸架完全壓縮到不能再發(fā)生懸架壓縮的行程終點。在車輪懸架行程距離之初，當懸架處于完全未壓縮狀態(tài)時，彈簧處于最小壓縮狀態(tài)，并且易于壓縮所述懸架。在某些優(yōu)選實施方式中，為了抑制懸架在加速情況下由質量傳遞造成的壓縮，在懸架行程開始時需要較高的抗后坐量。隨著懸架壓縮，車輪上的彈簧彈力上升。當彈簧彈力上升到所述懸架行程中部的水平時，由于所述質量轉移不能顯著地壓縮懸架系統(tǒng)因此由于加速度產生的質量轉移對車輛牽引力或者底盤姿態(tài)具有很小的影響。就這點來說，在某一優(yōu)選實施方式中，本發(fā)明降低了抗后坐量從而可以出現更多的朝向車輪的質量傳遞量。這種質量傳遞提高了車輪牽引力同時為向前推動力傳遞更多的能量。
圖1a示出本發(fā)明的某實施方式并且其介紹了一種用于獲得后坐點測量的圖示方法，以及從現有所需的測量后坐點獲得懸架幾何運動設計的圖示方法。以下為圖1a所示從動輪(1)、擺動輪架連桿(2)、上架體操縱連桿(3)、下架體操縱連桿(4)、鏈條力矢量(5)、驅動力矢量(6)、后坐力矢量(7)、上架體操縱連桿力矢量(8)、下架體操縱連桿力矢量(9)、后坐定點(10)、后坐配置線(11)、下后坐測量定線(12)、測量后坐距離(13)、從動輪軸軌跡(14)、從動輪懸架行程距離(15)、車輛底盤(16)、從動輪輪胎與地面接觸區(qū)域的中心(31)。
圖1a舉例說明當從動輪1懸架系統(tǒng)在其從動輪懸架行程距離15中完全未壓縮時，示出了其和車輛底盤16相關的后坐力矢量7。在圖1a中還示出后坐力矢量7的測量后坐距離13，該距離13為所述下后坐測量定線12和后坐定點10之間的垂直距離。隨著壓縮所述懸架系統(tǒng)使其經過其從動輪懸架行程距離15，利用在整個從動輪懸架行程距離15上的測量后坐距離13的變化來建立后坐曲線17。圖1b所示為從動輪懸架系統(tǒng)處于完全壓縮狀態(tài)的圖1a所示的鏈傳動車輛的側視圖。進一步舉例說明某幾個實施方式，例如，示出了對獲得后坐點測量的圖示方法有用的矢量。同時還舉例說明用于從現有的所需測量后坐點獲得懸架幾何運動設計的圖示方法。除了圖1a中所示內容以外，圖1b還包括如下上連桿固定樞軸(20)；下連桿固定樞軸(21)；上連桿浮動樞軸(22)、下連桿浮動樞軸(23)、瞬時力中心(24)、從動輪旋轉軸(25)、鏈條力矢量和驅動力矢量交點(26)、驅動嵌齒輪(27)、從動嵌齒輪(28)、驅動嵌齒輪旋轉軸(29)。
圖1b舉例說明隨著完全壓縮從動輪1懸架系統(tǒng)使其經過從動輪懸架行程距離15，其后坐力矢量7相對于車輪底盤16移動。所述后坐力矢量7的測量后坐距離13相對于圖1a所示的測量后坐距離13有所降低，該后坐距離13為下后坐測量定線12和后坐定點10之間的垂直距離。在某些優(yōu)選實施方式中，利用在整個從動輪懸架行程距離15上的測量后坐距離13的變化來建立后坐曲線17。圖1b示出用于從鏈傳動車輛幾何形狀獲得后坐曲線17或者通過后坐曲線17獲得鏈傳動車輛幾何形狀的圖示方法。在圖1b所示的車輛中，從動輪1與樞接在上架體操縱連桿3的一端的擺動輪架連桿2連接。上架體操縱連桿3通過上連桿固定樞軸20通過樞軸連接到車輛底盤16上。下架體操縱連桿4也連接到擺動輪架連桿2上。下架體操縱連桿4通過下連桿固定樞軸21與車輛底盤16連接。根據擺動輪架連桿2的上樞軸和上連桿固定樞軸20繪制上架體操縱連桿力矢量8。在圖中繪制上架體操縱連桿力矢量8使其與根據擺動輪架連桿2樞軸和下連桿固定樞軸21繪制的下架體操縱連桿力矢量9相交。上架體操縱連桿力矢量8和下架體操縱連桿力矢量9的交點稱為瞬時力中心24。繪制驅動力矢量6開始于從動輪旋轉軸25，并經過該瞬時力中心24。繪制鏈條力矢量5使其和驅動嵌齒輪27以及從動嵌齒輪28的頂部相切，并且在鏈條力矢量和驅動力矢量的交點26與驅動力矢量6相交。以從動輪輪胎與地面接觸區(qū)域的中心31為開始點繪制后坐力矢量7，并且該后坐力矢量7在終止于后坐配置線11以前，經過鏈條力矢量和驅動力矢量交點26。后坐力矢量7和所述后坐配置線的交點稱為后坐配置點10。以和重力垂直的角度繪制后坐配置線11。下后坐測量定線12被繪制為開始于從動輪輪胎與地面接觸區(qū)域的中心31并垂直終止于后坐配置線11。從下后坐測量定線12到后坐配置點10的垂直高度稱為測量后坐距離13。所述測量后坐距離13隨著從動輪懸架行程距離15的壓縮而變化，并且用于產生圖3和4所示的后坐曲線圖中的后坐曲線17。
圖1c所示為從動輪懸架系統(tǒng)處于完全未壓縮狀態(tài)的圖1a和1b所示的鏈傳動車輛的側視圖的放大截面。
圖1d所示為從動輪懸架系統(tǒng)處于完全壓縮狀態(tài)的圖1a、1b和1c所示的鏈傳動車輛的側視圖的放大截面。圖1c和1d還舉例說明了某些實施方式，例如，對于用于獲得后坐點測量的圖示方法以及對于通過現有所需的測量后坐點獲得懸架幾何運動設計的圖示方法有用的點和矢量。
圖2a所示為本發(fā)明的某些實施方式并且其介紹了用于獲得后坐點測量的圖示方法以及通過現有所需的測量后坐點獲得懸架幾何運動設計的圖示方法。以下為圖2a所示內容從動輪(1)、擺動輪架連桿(2)、上架體操縱連桿(3)、下架體操縱連桿(4)、后坐力矢量(7)、上架體操縱連桿力矢量(8)、下架體操縱連桿力矢量(9)、后坐定點(10)、后坐配置線(11)、下后坐測量定線(12)、測量后坐距離(13)、從動輪軸軌跡(14)、從動輪懸架行程距離(15)、車輛底盤(16)、從動輪輪胎與地面接觸區(qū)域的中心(31)。
圖2a舉例說明當從動輪1懸架系統(tǒng)在其從動輪懸架行程距離15中完全未壓縮時，示出了其限定的和車輛底盤16相關的后坐力矢量7。在圖2a中還示出后坐力矢量7的測量后坐距離13，該距離13為所述下后坐測量定線12和后坐定線10之間的垂直距離。隨著壓縮所述懸架系統(tǒng)使其經過其從動輪懸架行程距離15，利用在整個從動輪懸架行程距離15上的測量后坐距離13的變化來建立后坐曲線17。
圖2b所示為從動輪懸架系統(tǒng)處于完全壓縮狀態(tài)的圖2a所示的軸傳動車輛的側視圖。進一步舉例說明某幾個實施方式，例如，示出了對獲得后坐點測量的圖示方法有用的矢量。同時還舉例說明用于從現有的所需測量后坐點獲得懸架幾何運動設計的圖示方法。除了圖2a中所示內容以外，圖2b還包括以下上連桿固定樞軸(20)；下連桿固定樞軸(21)；上連桿浮動樞軸(22)、下連桿浮動樞軸(23)、瞬時力中心(24)、從動輪旋轉軸(25)、鏈條力矢量和驅動力矢量交叉點(26)、驅動嵌齒輪(27)、從動嵌齒輪(28)、驅動嵌齒輪旋轉軸(29)。
圖2b舉例說明隨著完全壓縮從動輪1懸架系統(tǒng)使其經過從動輪懸架行程距離15，所述懸架系統(tǒng)限定的后坐力矢量7相對于車輛底盤16移動。所述后坐力矢量7的測量后坐距離13相對于圖2a所示的測量后坐距離13有所降低，該后坐距離13為下后坐測量定線12和后坐定點10之間的垂直距離。利用在整個從動輪懸架行程距離15上的測量后坐距離13的變化來建立后坐曲線17。圖2b示出用于從軸傳動車輛幾何形狀獲得后坐曲線17或者通過后坐曲線17獲得軸傳動車輛幾何形狀的圖示方法。在圖2b所示的車輛中，從動輪1與樞接在上架體操縱連桿3一端的擺動輪架連桿2連接。所述上架體操縱連桿3在上連桿固定樞軸20通過樞軸連接到車輛底盤16上。下架體操縱連桿4也連接到擺動輪架連桿2上。下架體操縱連桿4在下連桿固定樞軸21與車輛底盤16連接。根據擺動輪架連桿2的上樞軸和上連桿固定樞軸20繪制上架體操縱連桿力矢量8。繪制上架體操縱連桿力矢量8使其與根據擺動輪架連桿2的下樞軸和下連桿固定樞軸21所繪制的下架體操縱連桿力矢量9相交。上架體操縱連桿力矢量8和下架體操縱連桿力矢量9的交點稱為瞬時力中心24。以從動輪輪胎與地面接觸區(qū)域的中心31為開始點繪制后坐力矢量7，并且所述后坐力矢量7在終止于后坐配置線11以前，經過瞬時力中心24。后坐力矢量7和所述后坐配置線的交點稱為后坐配置點10。以和重力垂直的角度繪制后坐配置線11。繪制下后坐測量定線12使其開始于從動輪輪胎與地面接觸區(qū)域的中心31并垂直終止于后坐配置線11。從下后坐測量定線12到后坐配置點10的垂直測量值稱為測量后坐距離13。所述測量后坐距離13隨從動輪懸架行程距離15壓縮而變化，并且用于建立如圖3和4所示的后坐曲線圖中的后坐曲線17。
圖2c所示為從動輪懸架系統(tǒng)處于完全未壓縮狀態(tài)的圖2a和2b所示的軸傳動車輛側視圖的放大截面。
圖2d所示為從動輪懸架系統(tǒng)處于完全壓縮狀態(tài)的圖2a、2b和2c所示的軸傳動車輛側視圖的放大截面。圖2c和2d還舉例說明了某些實施方式，例如，對于用于獲得后坐點測量的圖示方法以及對于通過現有所需的測量后坐點獲得懸架幾何運動設計的圖示方法有用的點和矢量。
圖3示出根據這里公開的后坐曲線圖表示的本發(fā)明的某些實施方式的懸架系統(tǒng)的后坐曲線。在x軸上示出總懸架行程的百分數，在y軸上示出總后坐的百分數。圖3舉例說明懸架曲線(17)。圖3所示后坐曲線的斜率和形狀提供了由本發(fā)明的懸架系統(tǒng)產生的后坐曲線的例子，例如，懸架系統(tǒng)包括如圖1a-1d和圖2a-2d所示的特征。圖3還舉例說明了用于獲得后坐曲線圖的圖示方法。
圖4所示為根據本發(fā)明的某些實施方式的懸架系統(tǒng)的后坐曲線。在x軸上示出總懸架行程的百分數，在y軸上示出總后坐的百分數。圖4舉例說明具有描述沿后坐曲線上某個點的曲線斜率的切線的后坐曲線17。通過切線示例的斜率是第一后坐曲線斜率18、第二后坐曲線斜率19和第三后坐曲線斜率30。圖4舉例說明通過本發(fā)明某些實施方式的懸架系統(tǒng)產生的后坐曲線17的斜率，例如，懸架系統(tǒng)包括如圖1a-1d和圖2a-2d所示的特征，并且斜率隨著車輛懸架行程距離增加而變化。所產生的后坐曲線17具有位于懸架行程開始點的具有負值的第一后坐曲線斜率18，位于懸架行程的中間點的第二后坐曲線斜率19，其大于或者負數程度小于懸架行程中第一后坐曲線斜率18，以及位于懸架行程終點的第三后坐曲線斜率30，其小于或者負數程度大于第二后坐曲線斜率19。
圖5-13示出包含發(fā)明后坐曲線的懸架系統(tǒng)的替代實施方式。每個所示的實施方式包括彈簧/減震單元(不規(guī)則框)和通過樞軸(小圓圈)互連的不同框架構件(粗線)。
現在說明質量傳遞。所有的車輛都有質量。靜態(tài)懸架車輛系統(tǒng)的質量可以如圖1所示建模。具有懸架系統(tǒng)的車輛的全部質量可以分為簧上質量和簧下質量。簧下質量由所有隨著懸架式車輪移動的車輛部件的總和構成?；缮腺|量由在懸架式車輪移動時仍保持靜止的車輛部件總和構成。圖2所示的簧上質量的動態(tài)中心為騎車人和/或乘客質量和車輛質量的組合。
總是由車輛輪胎的組合來完全支撐騎車人的質量和自行車的簧上質量的組合。向前加速時從車輛前輪向車輛從動輪傳遞質量，剎車時從車輛前輪向車輛從動輪傳遞質量。從動輪上的控制僅向從動輪傳遞所有質量，并且前輪上的控制僅向前輪傳遞所有質量。
由于軸距(WB)短并且重心(CG)高，和現有的其他設備相比，摩托車和自行車要經受更大的負載傳遞影響。從地面到CG的距離和車輪接觸地面的點之間距離(WB)的比例描述了這一點。例如，普通自行車重心和軸距的比例約為100％，摩托車接近50％，并且客車通常為25％。有時將質量傳遞稱為負載傳遞。
現在討論質量傳遞中的能量損失。從動輪懸架系統(tǒng)的一個不良影響是在動力加速期間關于懸架過度壓縮或者拉伸的能量損失。將這種懸架壓縮或者拉伸歸類為后坐。
懸架系統(tǒng)的幾何形狀以及車輛驅動系統(tǒng)組件之間的位置關系可以大大影響車輛底座中力的內部分布。隨著懸架系統(tǒng)循環(huán)經過其懸架行程，懸架系統(tǒng)和車輛驅動系統(tǒng)的位置關系會隨之改變，同時，懸架的幾何形狀本身也會隨之改變。正是這些內力的波動控制懸架對于動力加速和剎車做出響應。車輛相對于重力的姿態(tài)以及簧上質量重心變化也會控制懸架對動力加速和剎車做出響應。為了確定后坐特性，在比較相似車輛時認為這些外力是靜止的并且是相等的。
后坐是在動力加速期間導致后懸架延伸或者壓縮的底盤內力的結果。后坐是隨著整個懸架行程而改變的瞬時狀態(tài)。通過簧上質量CG的設置、懸架的幾何形狀、動力系組件的位置以及車輛正在行進中的重力等級來控制瞬時后坐響應?；缮腺|量CG的位移僅限定存在于懸架中的后坐量，而不會改變后坐狀態(tài)。所述后坐狀態(tài)限定后坐力相對于重力的方向。
存在三個必須考慮的后坐狀態(tài)。第一個狀態(tài)是預后坐(pro-squat)，表示當后懸架在動力加速情況下由懸架內力強迫壓縮時所表現的狀態(tài)。所述第二狀態(tài)為抗后坐?？购笞硎驹趧恿铀偾闆r下由懸架內力阻礙后懸架壓縮時所表現的狀態(tài)。第三狀態(tài)為零后坐。零后坐僅在預后坐和抗后坐之間的瞬時出現，此時在動力加速期間不存在懸架控制力。工作在在零后坐點的車輛懸架無法使用加速力來控制懸架反應。
后坐力的作用和支撐懸架式車輛的彈簧力無關。由于所述后坐力和車輛彈簧力無關，當加速時，車輛懸架的彈簧力和后坐力一起作用于車輛懸架。當車輛行駛在崎嶇路面懸架系統(tǒng)受到壓縮以及拉伸時，懸架式車輛使用彈簧支撐車輛底盤和減震器以消除沖擊能量。彈簧可以是壓縮氣體彈簧、板簧或者卷簧形式，并且減震器可以采用流體或者摩擦來消除能量。當車輛處于靜止狀態(tài)時，對懸架式車輪進行一定量的壓縮使得懸架式車輪可以沿凸凹不平的不規(guī)則路面行進。支撐車輪懸架的彈簧用作能量存儲設備。車輛懸架使用減震單元消除彈簧壓縮后存儲于彈簧上的能量。彈簧壓縮的越緊，存儲的能量就越多，當彈簧回彈時通過減震器消除的能量也更多。由于彈簧力隨著車輪壓縮進入其懸架行程而增加，因此懸架式車輪上的力也增加。
現在討論后坐曲線圖。后坐曲線圖表示在動力加速情況下由可壓縮的懸架系統(tǒng)產生的后坐。繪制所述后坐曲線圖使得在X軸上示出懸架行程的百分數，并在正方向上增加。在x軸的最左邊示出了懸架壓縮為0％的最小的懸架行程，并且在x軸的最右邊示出了懸架壓縮為100％的最大懸架行程。測量懸架壓縮百分數并以總懸架壓縮的5％的最小增量來繪圖，以數量逐步上升的方式在y軸繪制測量的總后坐百分數。將最大的后坐量定為100％，并示于y軸的頂端。這些數值直接來自于后坐點，該數值從后坐配置線上所繪制的后坐點測量得到。通過到下后坐測量定線的垂直距離進行測量?？偸窃诹愫笞鵂顟B(tài)點測量到百分之零的后坐。當該后坐點恰好位于下后坐測量定線時測量到該零后坐狀態(tài)。在該點，后坐測量結果沒有數值。位于下后坐定線以下的后坐點的任何測量結果都等于預后坐量，并且必須表示為100％后坐值的負百分數。將在通稱為抗后坐的后坐狀態(tài)范圍中接近最高或最高的后坐量列為最高的正后坐值，并且將較低的抗后坐量、零后坐量、和預后坐量列為最高抗后坐值的較低百分數。當后坐曲線交叉或終止于所述y軸的零值時表示零后坐，并將預后坐繪制為位于所述x軸下方的負y軸百分數。例如，如果后坐曲線開始于作為零懸架壓縮點的所述下后坐測量定線以上100毫米處，就在y軸數值為1和x軸數值為0處繪制該點。如果作為100％懸架壓縮點的后一點位于所述下后坐測量定線以下100毫米處，就在y軸數值為-1和x軸數值為1處繪制該點。在后坐曲線圖中，應該將相當于100％懸架行程的距離和相當于100％后坐的距離設定為相等的距離。因此，后坐的零值到后坐的最大值之間的距離等于懸架壓縮的零值到懸架壓縮的最大值之間的距離。當已知所需后坐點數值并且相對于其相應的懸架壓縮測量值百分數作圖時，可以采用典型的繪圖方法從點到點連接各點。然后使曲線與點到點圖形匹配使得該曲線表示為點到點圖形的最佳平滑匹配版本。獲得這種曲線最有效的方法是使用諸如由Microsoft Corporation，OneMicrosoft Way，Redmond，WA98052-639，USA提供的Microsoft Excel。用戶可以輸入開始于百分之零測量終止于百分之百測量的上升的懸架行程測量，并且可以輸入和他們懸架行程百分比測量值相符的測量的或者優(yōu)選的后坐點測量結果。然后可以使用Microsoft Excel來建立這些點的圖形，該圖形具有與所繪制的點相匹配的曲線。所繪制的這個曲線就是所討論的后坐曲線。
通過標準坐標幾何等式斜率＝升起/延伸，定義曲線上兩個點之間的后坐曲線的斜率。一后坐曲線在零懸架行程具有一后坐量，在進入車輪懸架行程壓縮10％的點具有少了20％的后坐量，該后坐曲線的斜率為-2，因為所述等式斜率＝升起/延伸，因此-0.2/0.1＝-2。一后坐曲線在零懸架行程具有一預后坐量，在進入車輪懸架行程壓縮10％的點具有多了20％的預后坐量，該后坐曲線的斜率為-2，因為所述等式斜率＝升起/延伸，因此-0.2/0.1＝-2。通過繪制整個懸架行程的后坐百分比可以對任何車輪懸架系統(tǒng)建立后坐曲線。
在某些實施方式中，根據本發(fā)明的懸架系統(tǒng)具有帶有負值或者下降的斜率的后坐曲線。在某些優(yōu)選實施方式中，所述后坐曲線的斜率在懸架行程的開始比在懸架行程的中間或中部范圍更趨向負值。在某些其他優(yōu)選實施方式中，所述后坐曲線的斜率在懸架行程的末端比在懸架行程的中間或中部范圍具有更趨向負值。在某些其他優(yōu)選實施方式中，所述后坐曲線的斜率在懸架行程的開始比在懸架行程的末端更趨向負值。
在某些實施方式中，懸架行程的開始為懸架行程的0％到50％，或大約0％到大約50％；或者懸架行程的0％到40％，或者大約0％到大約40％；或者懸架行程的0％到30％，或者大約0％到大約30％；或者懸架行程的0％到20％，或者大約0％到大約20％；或者懸架行程的0％到10％，或者大約0％到大約10％；或者懸架行程的0％到5％，或者大約0％到大約5％；或者懸架行程的0％或者約0％。在某些實施方式中，懸架行程的中間或者中部范圍為懸架行程的25％到75％，或者大約25％到大約75％；或者懸架行程的30％到70％，或者大約30％到大約70％；或者懸架行程的35％到65％，或者大約35％到大約65％；或者懸架行程的40％到60％，或者大約40％到大約60％；或者懸架行程的45％到55％，或者大約45％到大約55％；或者懸架行程的50％或者大約50％；或者懸架行程的60％到80％，或者大約60％到大約80％；或者懸架行程的65％到75％，或者大約65％到大約75％；或者懸架行程的70％或者大約70％；或者懸架行程的50％到60％，或者大約50％到大約60％。在某些實施方式中，懸架行程的末端為懸架行程的70％到100％，或者大約70％到大約100％；或者懸架行程的75％到100％，或者大約75％到大約100％；或者懸架行程的80％到100％，或者大約80％到大約100％；或者懸架行程的85％到100％，或者大約85％到大約100％；或者懸架行程的90％到100％，或者大約90％到大約100％；或者懸架行程的95％到100％，或者大約95％到大約100％；或者懸架行程的100％或者約100％。
在某些實施方式中，本發(fā)明的懸架系統(tǒng)具有一后坐曲線，在懸架行程開始該后坐曲線的斜率為-0.2到-5，或者大約-0.2到大約-5；為-0.5到-4.5，或者大約-0.5到大約-4.5；為-0.75到-4.0，或者大約-0.75到大約-4.0；為-1.0到-3.5，或者大約-1.0到大約-3.5；為-1.5到-3.0，或者大約-1.5到大約-3.0；為-2.0到-2.5，或者大約-2.0到大約-2.5。在某些實施方式中，本發(fā)明的懸架系統(tǒng)具有一后坐曲線，在懸架行程中間或者中部范圍該后坐曲線的斜率為-0.0001到-5，或者大約-0.0001到大約-5；為-0.01到-4.0，或者大約-0.01到大約-4.0；為-0.1到-3.0，或者大約-0.1到大約-3.0；為-0.2到-2.0，或者大約-0.2到大約-2.0；為-0.3到-1.2，或者大約-0.3到大約-1.2；為-0.4到-0.8，或者大約-0.4到大約-0.8。在某些實施方式中，本發(fā)明的懸架系統(tǒng)具有一后坐曲線，在懸架行程末端該后坐曲線的斜率為-0.0002到-1000，或者大約-0.0002到大約-1000；為-0.1到-500，或者大約-0.1到大約-500；為-0.2到-50，或者大約-0.2到大約-50；為-0.3到-10，或者大約-0.3到大約-10；為-0.4到-5.0，或者大約-0.4到大約-5.0；為-0.6到-2.0，或者大約-0.6到大約-2.0。
現在討論圖示的運動后坐曲線。可以使用圖示方法來確定用于獲得懸架的所需后坐曲線的懸架運動設計。對于軸傳動和鏈傳動車輛，直到對每個動力系的單獨特征進行分解以前，其圖形設計是一樣的。任何在車輛中的懸架式車輪都具有軸軌跡，當懸架通過懸架行程移動時車輪沿著該軸軌跡移動。軸軌跡的曲率及其關于具體動力系組件的設計限定了后坐曲線。后坐曲線是當懸架系統(tǒng)從懸架行程的初始未壓縮點到其末端完全壓縮點進行懸架行程循環(huán)時，在動力加速情況下產生的后坐的變化量和變化方向的測量結果。在懸架行程中的每個瞬時點都具有相應的瞬時后坐量?？梢詫⑦@些瞬時后坐點測量或者繪制為位于下后坐配置線的垂直距離上的后坐配置線上的點。當已知懸架行程中瞬時點上的所需后坐瞬時量時，可以結合懸架處于未壓縮狀態(tài)的開始及其處于完全壓縮狀態(tài)的末端以及相對于車輛幾何形狀繪制后坐定點，從而獲得可以實現所需后坐曲線的懸架運動設計圖。在懸架系統(tǒng)處于完全未壓縮狀態(tài)的點測量后坐曲線開始值。當懸架向完全壓縮的方向進一步循環(huán)通過懸架行程，并在總懸架行程增量5％處暫停時，和其相關的總懸架行程增量上升百分數相對應，進一步測量并繪制后坐點。在和重力平行并相反的方向而且與瞬時后坐點測量平行的方向上測量懸架行程位移。在后坐定點旁邊繪制關鍵的而且已知的先前存在的定點諸如車輛軸距、動力系位置、質心，從而獲得車輛后坐性能的清晰圖像。用于獲得和限定后坐性能的車輛圖總是和以側視圖形式表示的車輛一起展示。
在和重力平行且相反的方向繪制后坐配置線，經過輪胎和地面之間的前車輪接觸區(qū)域的中心并在更遠點終止。在該后坐配置線上繪制從上述后坐曲線中直接提取的后坐定點。從從動輪輪胎與地面接觸區(qū)域的中心繪制垂直并終止于后坐配置線的下后坐測量定線。在后坐定線上相對于另一個點，并相對于下后坐測量定線繪制后坐定點。繪制在下后坐測量定線以上的后坐定點與后坐量有關。繪制在下后坐測量定線上的后坐定點和零后坐量有關。繪制在后坐下測量定線以下的后坐定點和預后坐量有關。從從動輪輪胎與地面接觸區(qū)域的中心向后坐配置線上的后坐置點繪制后坐力矢量。隨著懸架在懸架行程中經過瞬時測量點，以后輪輪胎與地面接觸區(qū)域的中心為開始點，并以后坐配置線上繪制的相應的測量瞬時后坐點為終點繪制后坐力矢量。
當對于諸如軸傳動或者鏈傳動的不同類型動力傳遞系統(tǒng)進行詳細的因子分解時，必須進行通過所需后坐曲線獲得具體的懸架系統(tǒng)運動設計的圖示方法的轉換。
軸傳動系統(tǒng)通常使用通過旋轉運動從動力單元輸出軸向車輪軸傳送動力的動力傳遞系統(tǒng)。通常在一個平面上以接近垂直的角度固定兩個軸。動力傳遞系統(tǒng)可以為從齒輪、嵌齒輪到摩擦輪的各種類型以及其他類型的系統(tǒng)，這里全部稱為嵌齒輪。這些軸傳動系統(tǒng)的特征包括可旋轉地連接到動力單元輸出的驅動嵌齒輪、從驅動嵌齒輪向相對垂直的軸傳遞旋轉運動的第一中間嵌齒輪、從軸向從動嵌齒輪傳遞旋轉運動的第二中間嵌齒輪，其中該從動嵌齒輪可旋轉地連接到車輪的旋轉軸上。
軸傳動車輛的動力系和懸架通常采用兩種形式其中之一。即，單樞軸系統(tǒng)或者多連桿系統(tǒng)。簡單的單樞軸系統(tǒng)的特征包括固定到并容納于圍繞單獨樞軸旋轉的擺動輪架連桿中的驅動嵌齒輪。在該結構中，僅存在一個將擺動輪架連桿連接到車輛框架結構上的樞軸。旋轉驅動扭矩與從動嵌齒輪軸承座作用方向相反，該從動嵌齒輪軸承座是擺動輪架連桿的一部分。擺動輪架連桿中的驅動扭矩的反作用引起圍繞連桿單個結構樞軸旋轉的扭矩。該扭矩和通過與地面結合的車輪輪胎通過輪胎與地面接觸區(qū)域施加的驅動力求和來計算后坐響應。在繪出的后坐力矢量上的任何點都可以找出單樞軸驅動軸傳動系統(tǒng)的瞬時樞軸位置，該后坐力矢量與所需的瞬時后坐響應相關。這些單樞軸系統(tǒng)產生線性后坐曲線。
可以使用多樞軸連桿裝置改變后坐特性并在軸傳動車輪懸架系統(tǒng)中獲得可變后坐曲線。多連桿軸傳動懸架系統(tǒng)將經過從動嵌齒輪的扭距和擺動連桿系統(tǒng)相隔離。在4連桿的變形中，從動嵌齒輪連接到在第一擺動連桿一端樞接的擺動輪架連桿上。該第一架體操縱連桿在和擺動輪架連桿樞軸相對的一端通過樞軸連接到車輛底盤上。和單樞軸軸傳動系統(tǒng)中討論的工作情況一樣，反作用扭矩用于相對第一架體操縱拉桿旋轉該擺動輪架連桿。第二架體操縱連桿也連接到擺動輪架連桿上。該第二架體操縱連桿以不同于第一架體操縱連桿的位置連接到車輪底盤上。該第二架體操縱連桿用于阻止擺動輪架連桿相對第一架體操縱連桿的自由旋轉。為了找出可給出所需瞬時后坐量的瞬時架體操縱連桿樞軸點，必須繪出其相關的所需后坐力矢量。接下來限定兩個擺動輪架連桿樞軸。繪制架體操縱連桿的力線使得該力線恰好經過和所述擺動輪架連桿上的樞軸一致的后部樞軸的中心。繪制架體操縱連桿的力線使他們在所需后坐力矢量上相交。根據相應的第一和第二架體操縱連桿的力線定位第一和第二車輛底盤樞軸從而獲得所需的瞬時后坐響應。在懸架行程的多個點上將架體操縱連桿力線和所需的后坐力矢量畫到一起使得設計者可選擇樞軸點位置以及獲得所需的可變后坐曲線的運動懸架設計。
鏈傳動動力系統(tǒng)使用鏈條或者皮帶在兩個基本平行的軸之間傳遞動力。由于其重量輕、具有魯棒性、生產和應用簡單，因此該鏈傳動系統(tǒng)普遍應用于摩托車、ATV以及自行車中。該鏈傳動系統(tǒng)的特征包括驅動嵌齒輪和從動嵌齒輪，該驅動嵌齒輪和動力源連接，并且該從動嵌齒輪可旋轉地連接到車輪的旋轉軸上。一個或多個從動輪通過軸承或者軸襯系統(tǒng)連接到擺動連桿或者連桿裝置系統(tǒng)中，該軸承或者軸襯系統(tǒng)使得一個或多個從動輪相對于擺動連桿或者連桿裝置系統(tǒng)進行旋轉運動。
鏈傳動懸架通常采用幾種形式其中之一。其包括單樞軸系統(tǒng)、多連桿系統(tǒng)、凸輪/軌道型系統(tǒng)以及彎曲型系統(tǒng)。該懸架還具有可變鏈線(chainline)型設計，該可變鏈線型設計通過使用隨懸架移動的滑輪系統(tǒng)控制鏈條力矢量線。單樞軸系統(tǒng)采用單樞軸懸架連桿在懸架式車輪和底盤之間傳遞力。多連桿系統(tǒng)采用可繞軸旋轉的懸架連桿的布局在懸架式車輪和底盤之間傳遞力。實踐中也可以采用使用滑動元件而不是鏈條來實現從車輪軸到底盤的力傳遞的凸輪/軌道系統(tǒng)，不過這種系統(tǒng)并不常用。彎曲型系統(tǒng)使用撓曲元件從懸架式車輪向底盤結構傳遞力。在上述提到的所有類型鏈傳動車輪懸架系統(tǒng)中，可以將驅動力表示為垂直于從動輪軸軌跡繪出的矢量。在鏈傳動懸架中，和鏈條拉力比較，驅動力總是主要的分力。
在鏈傳動車輛底盤中存在兩種產生后坐響應的內力。該兩種內力為驅動力和鏈條拉力。
當加速鏈傳動車輛時，力從動力源傳遞到驅動嵌齒輪。該驅動嵌齒輪通過鏈條向從動嵌齒輪傳遞該力。位于拉緊鏈條中的力的方向和大小稱為鏈條拉力。提出一種固定鏈線型設計，在任何瞬時點，在底盤結構上可旋轉地固定單一的驅動嵌齒輪，并且將從動嵌齒輪連接到懸架部件上，力通過鏈條從驅動嵌齒輪傳遞到從動嵌齒輪。在該固定鏈線型設計中，該鏈線力矢量一端位于鏈條相對于車輛底盤結構固定處的拉緊的鏈線切點，并且另一端位于移動滑輪的拉緊的鏈線切點。
在可變鏈線型設計中，通過采用隨懸架移動的滑輪系統(tǒng)控制鏈條力矢量線，該鏈線力矢量一端位于鏈條相對于車輛底盤結構固定處的拉緊的鏈線切點，并且另一端位于移動滑輪的拉緊的鏈線切點。在該應用中還可以用滑動元件替換滑輪。
在鏈傳動動力系統(tǒng)中，從動嵌齒輪可旋轉地連接到車輪/輪胎組合上。該車輪推壓地面產生摩擦力。由于車輪旋轉，在后輪轂施加通過車輪結構從接觸區(qū)域傳遞的驅動力和力?？梢酝ㄟ^車輪懸架系統(tǒng)將該推力傳遞給底盤，最終推動車輛前進。該推力這里稱為驅動力。通常該驅動力的方向被測量并表示為從從動輪旋轉軸垂直于從動輪軸軌跡的矢量，這里軸軌跡定義為當懸架在懸架行程中移動時懸架式車輪旋轉軸所行進的路線。根據懸架設計該軸軌跡可以是曲率恒定或者曲率可變的線。
簡單的單樞軸系統(tǒng)的特征包括可旋轉地連接到車輪上的從動嵌齒輪，該車輪可旋轉地連接到圍繞單一樞軸旋轉的擺動輪架連桿。在該結構中，該懸架車輪沿恒定半徑的弧行進。為了找到給出所需瞬時后坐量的單樞軸鏈傳動系統(tǒng)的瞬時擺動連桿樞軸點，必須繪制其相關的所需后坐力矢量。由于在單樞軸懸架中只有一個連桿，因此該擺動連桿樞軸和驅動力線一致。在側視圖中繪制了所需車輛幾何形狀。該車輛幾何形狀包括尺寸、位置和車輛輪胎的中心點、動力系分量設計和重力方向。首先繪制后坐配置線。如前所述從后輪輪胎接觸區(qū)域的中心到后坐配置線上的所需后坐配置點繪制所需后坐力矢量。接下來，如前所述關于動力分量繪制鏈條力矢量。繪制該鏈條力矢量使其與后坐力矢量相交。最后，從后車輪軸中心向后坐力矢量和鏈條拉力矢量的交點繪制驅動力矢量。單樞軸擺動連桿懸臂的樞軸點位于沿驅動力矢量的任意點以達到所需的瞬時后坐量。在懸架行程的多個點上將鏈條拉力矢量和后坐力矢量繪制到一起使得設計者可以找出多個經過懸架行程的多個點的驅動力矢量。在懸架行程中不同點的重疊驅動力矢量的交點限定單個樞軸點的位置以及可以獲得所需后坐曲線的運動懸架設計。
多連桿系統(tǒng)、凸輪/軌道(滑動連桿)型系統(tǒng)以及彎曲型系統(tǒng)的特點是具有旋轉地連接到車輪上的從動嵌齒輪，該車輪旋轉地連接到沿著由多元件系統(tǒng)限定的軸軌跡移動該車輪的擺動輪架連桿。為了有助于進行多元件系統(tǒng)的分析，和試圖首先限定元件并隨后測量作為附產物的軸軌跡以獲得所需結果相反，最簡單的方法是限定或者測量引導車輪的軸軌跡，然后限定可給出所需軸軌跡的元件。多元件系統(tǒng)和單固定樞軸系統(tǒng)不同，沒有限定樞軸點的單獨硬件。該多元件系統(tǒng)采用連桿或者凸輪的組合設計虛擬或者瞬時樞軸點。在沿著驅動力矢量的點上總是可以找到樞軸點，如上所述，該驅動力矢量垂直于從動輪軸軌跡繪制。
為了找到可給出所需瞬時后坐量的軸軌跡，必須繪出其相關的所需后坐力矢量。在側視圖中繪出所需車輛幾何形狀。該車輛幾何形狀包括尺寸、位置、車輛輪胎的中心點、車輛地平面、動力系分量設計和重力方向。在懸架式車輪處于零壓縮懸架行程點時，車輛的車輪懸架系統(tǒng)總是具有最小的懸架行程點，并且在懸架式車輪處于百分之百壓縮懸架行程點時，車輛的車輪懸架系統(tǒng)總是具有最大的懸架行程點。必須做幾個重疊圖形以獲得后坐曲線。已經發(fā)現用于從采用后坐力矢量的圖示方法繪制出的精確的后坐曲線的后坐壓縮位移的最小增量為在繪出的后坐力矢量之間總懸架壓縮位移的5％。首先繪制后坐配置線。從從動輪接觸區(qū)域的中心向上述后坐配置線上的所需后坐配置點繪制所需后坐力矢量。接下來，關于如上所述的動力系分量繪制鏈條力矢量。繪制該鏈條力矢量使其與后坐力矢量相交。最后，從從動輪軸中心向后坐力矢量和鏈條拉力矢量的交點繪制驅動力矢量。單樞軸擺動連桿懸臂的瞬時樞軸點可位于沿驅動力矢量的任意點以實現所需的瞬時后坐量。在懸架行程中的多個點上將鏈條拉力矢量和后坐力矢量繪制到一起使得設計者可找出多個經過懸架行程的點的驅動力矢量。在懸架行程中不同點的重疊的驅動力矢量的交點限定經過懸架行程的瞬時樞軸點的運動以及可以獲得所需后坐曲線的運動懸架設計。對于多元件系統(tǒng)，有許多可根據所需軸軌跡限定元件設計的方法，例如，采用運動分析計算機軟件。名為SyMeth和SAM的能執(zhí)行該具體功能的軟件已經上市，其中SyMech由SyMech有限公司，Townsend街600號，舊金山，加利福尼亞，94170，美國(SyMech Inc，600 Townsend Street，San Francisco，CA，94170，USA)提供，而SAM由ARTAS-工程軟件，Het Puyven 162，NL-5672 RJ Nuenen，荷蘭(ARTAS-Engineering Software，Het Puyven 162，NL-5672 RJ Nuenen，TheNetherlands)提供。該軟件允許用戶定義軸軌跡，并設定參數諸如機械元件類型、機械元件數量、和簧片組件所需的位置。然后軟件將會提出滿足所有提出參數的多連桿設計選項。還可以手動執(zhí)行圖形分析。在手動圖形分析時，在懸架行程上的多個點測量多元件系統(tǒng)的機械組件。在懸架行程的每個點，繪制連桿系統(tǒng)的瞬心。常用的四連桿裝置懸架系統(tǒng)具有可旋轉地連接到從動輪上的從動嵌齒輪，該從動嵌齒輪通過樞軸連接到擺動輪架連桿上，而該擺動輪架連桿通過樞軸連接到兩個分離的架體操縱連桿上。該擺動連桿在其另一端通過樞軸連接到車輛底盤上。通過投影各自的連桿力線使其經過支撐擺動輪架的兩個架體操縱連桿的每一個的樞軸找到如圖1a所示的轉動四連桿裝置系統(tǒng)的瞬心。投影兩個架體操縱連桿力線使其彼此相交。通常認為該交點為瞬時力中心?？梢灾苯訌膹膭虞喌男D軸向該瞬時力中心繪制驅動力線。由于架體操縱連桿圍繞他們的樞軸旋轉，因此瞬心的位置相對從動輪旋轉軸和車輛底盤而改變。這導致驅動力線相對鏈條力線移動。由于后坐力線通過從動輪接觸區(qū)域的位置以及驅動力矢量和鏈條力矢量之間的交點部分地限定，因此后坐矢量的方向發(fā)生改變。測量并記錄從下后坐定線到該后坐方向矢量和所繪出的后坐配置線相交的點的垂直距離。
和轉動四連桿系統(tǒng)一樣來分析滑動四連桿懸架系統(tǒng)，但是由于滑動連桿系統(tǒng)的約束導致以稍有不同的方式進行瞬心的識別。該滑動四連桿系統(tǒng)的特點是具有可旋轉連接到從動輪上的從動嵌齒輪，該從動嵌齒輪可旋轉地連接到擺動輪架連桿上，而該擺動輪架連桿通過樞軸連接到兩個獨立的滑動架體操縱滑塊上。每個架體操縱滑塊在其自己的滑軌上移動。通過投影位于支撐擺動輪架的兩個架體操縱滑塊中心的各自的滑動連桿力線找到滑動四連桿裝置系統(tǒng)的瞬心。將該架體操縱滑塊力線垂直投影到滑軌上使得兩個架體操縱滑塊力線彼此相交。該交點稱為瞬時力中心?？梢灾苯訌膹膭虞喌男D軸向該瞬時力中心繪制驅動力線。由于架體操縱滑塊在他們各自滑軌上滑動，因此瞬心的位置關于從動輪旋轉軸和車輛底盤而改變。這導致驅動力線關于鏈條力線移動。由于后坐力線由從動輪接觸區(qū)域的位置以及驅動力矢量和鏈條力矢量之間的交點部分地限定，因此后坐矢量方向會發(fā)生改變。測量并記錄從下后坐定線到該后坐方向矢量和所繪出的后坐配置線相交的點的垂直距離。
可以通過繪圖或者采用測量設備來進行確定多元件系統(tǒng)軸軌跡的測量。采用測量設備，可以嚴格地裝配并定位該車輛使得該懸架式車輪可以在底盤保持靜態(tài)時自由移動通過其懸架行程中的測量點。在側視圖方向，提取從懸架式車輪旋轉軸到位于懸架行程中多個點的車輛框架上的固定點的水平和垂直距離。隨著懸架循環(huán)通過懸架行程，相關的水平和垂直距離的測量結果形成了相對于車輛底盤的車輪旋轉軸行程軌跡。該軌跡稱為軸軌跡。
分析表明具有采用鏈傳動的懸架式車輪的可壓縮的懸架系統(tǒng)的車輛通過具有一種設計實現了本發(fā)明的后坐曲線17，該設計的特征包括可旋轉地連接到從動輪上的從動嵌齒輪，該從動嵌齒輪可旋轉地連接到擺動輪架連桿上，而該擺動輪架連桿通過樞軸連接到分離的上、下架體操縱連桿上。該上、下架體操縱連桿在其另一端通過樞軸連接到車輛底盤上。該上、下架體操縱連桿以相同的旋轉方向圍繞他們各自的位于車輛底盤的固定軸旋轉。相對于下架體操縱連桿設置該上架體操縱連桿使得在百分之零懸架壓縮測量時通過兩個架體操縱連桿投影得到的瞬心位于超出下架體操縱連桿兩個樞軸的外圍限制的點。在圖1a和1c中示出這種情況。隨著懸架朝向完全壓縮點壓縮，該上、下架體操縱連桿相對于彼此的旋轉導致連桿裝置系統(tǒng)的瞬心位于固定于車輪底盤樞軸的下架體操縱連桿和連接到擺動輪架連桿上的移動樞軸之間的位于下架體操縱連桿上的點。在圖1b和1d中示出了該情況。
分析表明具有采用軸傳動的懸架式車輪的可壓縮的懸架系統(tǒng)的車輛通過具有一種設計實現了本發(fā)明的后坐曲線17，該設計的特征包括可旋轉地連接到從動輪上的從動嵌齒輪，該從動嵌齒輪可旋轉地連接到擺動輪架連桿上，而該擺動輪架連桿通過樞軸連接到分離的上、下架體操縱連桿上。該上、下架體操縱連桿在其另一端通過樞軸連接到車輛底盤上。該上、下架體操縱連桿以相反的旋轉方向圍繞他們位于車輛底盤的固定軸旋轉。相對于下架體操縱連桿設置該上架體操縱連桿使得在百分之零懸架壓縮測量時通過兩個架體操縱連桿投影得到的瞬心位于固定到車輪底盤樞軸上的下架體操縱連桿和連接到擺動輪架連桿的移動樞軸之間的下架體操縱連桿上的點。在圖2a和2c中示出了這種情況。隨著將懸架朝向完全壓縮點壓縮，該上、下架體操縱連桿相對于彼此的旋轉導致連桿裝置系統(tǒng)的瞬心位于超出下架體操縱連桿兩個樞軸外圍限制的點。在圖2a和2d中示出了該情況。
本發(fā)明不限于這里描述的具體實施方式
所限制的范圍，該實施方式僅作為對本發(fā)明單獨方面的個別描述，功能上等效的方法和組件也包括在本發(fā)明的范圍內。除了這里所示和所述的內容以外，顯然熟悉本領域的技術人員可以通過上述說明對本發(fā)明進行各種修改。這些修改被認為落入所附權利要求的范圍內。這里引入所有引用的出版物、專利和專利申請的全部內容作為參考。
權利要求
1.一種用于后輪懸架的懸架系統(tǒng)，該后輪懸架包括減震器單元、樞軸和懸架式車輪，其中，設計所述懸架系統(tǒng)使其產生在懸架行程的開始、懸架行程的中間和懸架行程的末端具有負斜率的后坐曲線，并且其中在懸架行程開始和懸架行程末端的斜率比在懸架行程中間的斜率更趨向負值。
全文摘要
一種在動力加速情況下具有后坐響應的車輪懸架系統(tǒng)，該后坐響應在抗后坐范圍產生并且經過位于行程更遠點的抗后坐減弱點。
文檔編號B62K25/26GK1964885SQ200480027640
公開日2007年5月16日 申請日期2004年9月24日 優(yōu)先權日2003年9月25日
發(fā)明者戴維·威格利 申請人:戴維·威格利