1.本发明涉及到一般水面快艇和越野车,具体地说是一种能全浮于水面永不沉没、可广泛适应于应急救援抢险和空投两栖特战的8x8轻型高速两栖车。
背景技术:2.为解决洪涝灾害、水域事故救援中现有救援艇抗刺穿能力差、抗风浪能力差、到场速度受环境影响大等问题,国家科技部发布了《重大自然灾害防控与公共安全重点专项2022年度项目申报指南》,要求大力研究救援艇结构稳定性、水域陆地场景动力智能切换技术,加速研制自平衡式水陆两栖救援艇。
3.水陆两栖车虽有200余年的发展历史,但“水面运行速度”、“全域安全运行”和“两栖高效机动”却一直是长期困扰中外两栖车发展、严重影响其生存能力和作战效率的三大难题;其中,“水面运行速度”是衡量两栖车综合性能的首要指标,它涉及到整车的轻量化整合,发动机功率的合理选配,船型结构与车轮提升装置等减阻增速关键技术的组合运用;“水面安全运行”更是直接关系到两栖车在水面运行时当船体划破后的生存能力;“两栖高效机动”直接影响到两栖车的下水登陆性能和滩涂通过能力,它又涉及到车辆的车架主体结构,差速自锁装置和悬架机构形式等关键部件的科学设装;显而易见,彻底破解上述难题确属一项复杂的系统工程,首先就涉及到研发新车的(全面系统的)顶层设计,其次是(现有和新开发的)主机部件和先进材料的科学选用,第三是先进制造技术的创新运用;通过深入研究与实践,本技术人现已基本掌握了研制轻型高速水陆两栖车的关键共性技术。
4.本发明引用了由本技术人于2017年08月10日提出的、专利号为zl201710682781.0、发明名称“一种水陆两栖突击车”的发明专利,该项专利技术虽涉及到水陆两栖车,但未提及“在车体底部设装组合式浮力箱、使车辆悬浮水面而永不沉没”的技术方案;均未提及“采用增装活动浮筒,加倍增大船体浮力,提高水面救援稳定性
”ꢀ
的技术方案;也均未提及通过“采用钛合金材质的车架总成和防滚架总成、铝镁合金或碳纤维材质的船体外壳和车身覆盖件,从根本上解决整车轻量化和防海水腐蚀等问题”的技术方案。
5.本发明还引用了由本技术人于2018年11月12日提出的、专利号为zl201811338063.2、发明名称为“一种6x6轻型水陆两栖车”发明专利所涉及的相关核心技术和整车制造方案;本发明为8轮驱动两栖车,其适应范围及其综合性能均已发生了重大变化且完全不同于前者,本发明现已对“一种6x6轻型水陆两栖车”所涉及的车架总成、动力系统、转向系统、浮力系统和船体外壳结构形态等均进行了重大改进,其选用的发动机和关键部件也随之发生了显著变化。
6.本发明还引用了由本技术人于2017年05月02日提出的、专利号为zl201710300573.x、发明名称为“一种多轮式两栖车车架总成”发明专利所涉及的车架制造技术,该项发明虽在“8x8水陆两栖车”中得到了较好运用,但随着整车综合性能的不断提升,其选用的材料与加工方法也均已发生了显著变化,本发明现已对“一种多轮式两栖车车架总成”的主体结构进行了重大改进。
7.本发明还引用了由本技术人于2018年10月04日提出的、专利号为zl201811164201.x、发明名称为“一种多轮驱动两栖车的动力传递系统
”ꢀ
的专利技术,并对其中的关键部件及其连接与安装方式作了大幅改进。
8.本发明还引用了由本技术人于2017年05月04日提出的、专利号为zl201710297795.0、发明名称为“一种车轮提升装置
”ꢀ
的专利技术,并对其中的关键部件及其连接与安装方式作了大幅改进。
9.本发明还引用了由本技术人于2021年07月01日提出的、专利号为zl202121485083.x、发明名称为“一种适配轻型两栖车的水翼装置
”ꢀ
的专利技术,并对其中的关键部件及其连接与安装方式作了大幅改进。
10.本发明还引用了由本技术人于2017年04月29日提出的、专利号为zl201710297753.7、发明名称为“一种折叠式活动浮筒装置
”ꢀ
的专利技术,并对其中的关键部件及其连接与安装方式作了大幅改进。
11.本发明还引用了由本技术人于2020年09月09日提出的、专利号为zl202021947101.7、发明名称为“一种水陆两栖车的浮力系统”实用新型专利所涉及的基本原理与加工方法,并对其形态尺寸作了大幅改进和进一步完善。
12.本发明还引用了由本技术人于2017年05月02日提出的、专利号为zl201710300318.5、发明名称为“一种防翻滚护杠总成
”ꢀ
发明专利所涉及的基本原理与加工方法,并对其形态尺寸作了大幅改进和进一步完善。
13.本发明还引用了由本技术人于2019年12月15日提出的、专利号为zl201922241726.5、发明名称为“一种水陆两栖车艇的减阻增速装置
”ꢀ
实用新型专利所涉及的基本原理,并对其中的多个关键部件作了大幅改进。
14.本发明还引用了由本技术人于2020年01月10日提出的、专利号为zl202020053093.5、发明名称为“一种双流速差转向装置
”ꢀ
实用新型专利所涉及的基本原理,并对其中的多个关键部件作了大幅改进。
15.本发明还引用了由本技术人于2018年10月04日提出的、专利号为zl201811164202.4、发明名称为“一种多用型综合传动箱
”ꢀ
实用新型专利所涉及的基本原理,并对其中的多个关键部件作了大幅改进。
16.本发明还引用了由本技术人于2017年12月02日提出的、专利申请号201711255017.1、发明名称为“一种适配水陆两栖车的功能型船体
”ꢀ
的发明专利;在该项申请发明专利中,本技术人详细描述和绘制了该种“功能型船体”的技术特征。
17.本发明还引用了由本技术人于2020年05月31日提交的、专利号为zl、名称为“一种水陆两栖车艇的动力分配装置
”ꢀ
的专利技术;在该项发明专利中,本技术人详细描述和绘制了该种“动力分配装置”的技术特征。
18.本发明还引用了由本技术人于2021年07月01日提出的、专利号为zl 202121484569.1、发明名称为“一种外置式导管螺旋桨总成
”ꢀ
的专利技术;在该项发明专利中,本技术人详细描述和绘制了该种“导管螺旋桨总成”的技术特征。
技术实现要素:19.本发明的目的就是要提供一种能在水面安全高速运行、且广泛适应于应急救援抢
险和空投两栖特战的8x8轻型高速两栖车,该种全新概念的多轮式轻型高速两栖车的船体无需密封,彻底颠覆了人们对两栖车的传统观念;通过“采用钛合金材质的车架总成,喷泵型导管式螺旋桨,高速滑行型船体外壳,车轮偏转折叠提升装置,并在车体底部有序装配由epp发泡填充的组合式浮箱等”多项先进技术,使8x8轻型高速两栖车在任何时候都能悬浮于水面且永不沉没,这样一来不仅显著提高了其水面运行的安全可靠性,而且大幅减轻了整备质量、并将船体浸入水面以下的体积降低到最小极限,故显著减小了水阻力并确保车辆能完美实现水面高速运行,可广泛适用于应急管理、两栖特战以及休闲运动三大领域,更好地满足应急救援、消防救火、抗洪救灾、空投特战、抢滩登陆、执勤巡逻、防凌破冰、以及户外生态旅游 、休闲竞技娱乐、两栖越野运动等多个方面的迫切需要。
20.通过系统研究和工程化设计,本发明所要达到和超过的主要性能数据为:外形尺寸≤6x2.2x1.9m,整备质量≤1800kg,额定载荷≥700kg,吃水深度 ≤0.4m,抗风等级≥8 级 ,抗波浪高度≥2.0m ,水域行进速度 ≥55km/h ,陆地行驶速度≥90km/h,爬坡能力≥25度,越沟宽度≥1.2m,越障高度≥350m,遇极端险情可在水面控制平衡。
21.本发明所要实际解决的技术问题是:如何运用整车模块集成技术、设装一种无需密封全浮水面永不沉没,完全满足国家科技部《重大自然灾害防控与公共安全重点专项2022年度项目申报指南》、和中央军委装备部《军队装备试验鉴定规定》中规定的全部考核指标的8x8轻型高速两栖车。
22.本发明是采取如下的技术方案实现其发明目的的。
23.一种8x8轻型高速两栖车,它由车架系统模块100、动力系统模块200、船体系统模块300、转向系统模块400、液电系统模块500和操控系统模块600等六大系统模块科学整体集成,能全浮于水面永不沉没;依据总体技术设计预案,将六大系统模块进行不同的组合,就可迅速低成本地开发出8x8、8x6、8x4以及6x6和6x4等多种系列型号的轻型高速两栖车。
24.所述车架系统模块100包括车架总成110、悬架机构150、防滚架总成160和装备架170。
25.其中,所述车架总成110包括上环形框111、上横梁112、下环形框113、下横梁114、斜撑杆115、边竖梁116、边纵杠117、前竖梁119、后竖梁120、转臂座121、上摆臂座122、下摆臂座123、发动机座124、动力分配箱座125、速差转向箱座126、防滚架座127、旋转水翼座128、活动浮筒座129、液压缸座130、船体装配板132、转向柱座133、推进器座134和安装座135。
26.其中,上环形框111由钛合金ct4或铝镁合金5083板材、经裁切冲压成型后在工装控制下有序焊接成一个整体;(两)上横梁112由钛合金ct4或铝镁合金5083板材、经裁切冲压成型后在工装控制下分别有序焊接在上环形框111的预设位置上;下环形框113由钛合金ct4或铝镁合金5083板材、经裁切冲压成型后在工装控制下有序焊接成一个整体;(四)下横梁114由钛合金ct4或铝镁合金5083板材、经裁切冲压成型后在工装控制下分别有序焊接在下环形框113的预设位置上;(四)斜撑杆115由钛合金ct4或铝镁合金5083板材、经裁切冲压成型后在工装控制下分别以交叉方式有序焊接在下环形框113的预设位置上;(十六)边竖梁116由钛合金ct4或铝镁合金5083板材、经裁切冲压成型后在工装控制下分别有序焊接在上环形框111和下环形框113两侧的预设位置上;(八)边纵杠117由钛合金ct4或铝镁合金5083板材、经裁切冲压成型后在工装控制下分别有序焊接在相应(两)边竖梁116中部的预
设位置上;(两)前竖梁119由钛合金ct4或铝镁合金5083板材、经裁切冲压成型后在工装控制下分别有序焊接在上环形框111和下环形框113前部的预设位置上;(两)后竖梁120由钛合金ct4或铝镁合金5083板材、经裁切冲压成型后在工装控制下分别有序焊接在上环形框111和下环形框113后部的预设位置上。
27.转臂座121为结构件,(八)转臂座121经螺栓分别有序固装在上环形框111的预设位置上;上摆臂座122为结构件,(十六)上摆臂座122经螺栓分别有序固装在(八)边竖梁116的预设位置上;下摆臂座123为结构件,(十六)下摆臂座123经螺栓分别有序固装在下环形框113两侧的预设位置上;发动机座124为结构件,(两)发动机座124经螺栓分别有序固装在上环形框111中后部两内侧的预设位置上;动力分配箱座125为结构件,(两)动力分配箱座125经螺栓分别有序固装在位于下环形框113中部的下横梁114的预设位置上;速差转向箱座126为钛合金ct4或铝镁合金5083板材冲压件,(两)速差转向箱座126经螺栓分别有序固装在(两)下横梁114的预设位置上;防滚架座127为结构件,(各)防滚架座127经螺栓分别有序固装在位于上环形框111外部四周的预设位置上;旋转水翼座128为结构件,(两)水翼装配座128以对称方式经螺栓分别有序固装在下环形框3后部两侧的预设位置上;浮筒座129为结构件,(四)浮筒装配座129以对称方式经螺栓分别有序固装在下环形框113中部两侧的预设位置上;液压缸座130为结构件,(八)液压缸座130经螺栓分别有序固装在下环形框113两侧的预设位置上;船体装配板132为结构件,(各)船体装配板132经螺栓分别有序固装在上环形框111四周的预设位置上;转向柱座133有序固装在上环形框111前部的预设位置上;(两)推进器座134有序焊装在下环形框113后部的预设位置上;(两)安装座135有序焊装在上环形框111后部的预设位置上。
28.上述所有部件均在工装夹具控制下有序焊装成车架总成110整体;车架总成110通过(若干)船体装配板132和螺栓有序固装在船体外壳310内的预设位置上。
29.所述悬架机构150由减震器总成151、上摆臂152、下摆臂153、转臂154和电液缸155组成;其中减震器总成151、上摆臂152、下摆臂153和电液缸155的两端均设有连接孔,转臂154的一端设有连接孔、另一端设有花键孔,下摆臂153的中部设有减震器装配芯轴;(两)转臂154的一端分别有序设装在花键轴的两端、(两)转臂154的另一端分别与减震器总成151上端的连接孔和电液缸155上端的连接孔有序连接;花键轴有序设装在转臂座121上;(各)减震器总成151下端的连接孔分别经销轴与相对应的下摆臂153上的安装孔有序连接;(各)电液缸155下两端的连接孔经销轴分别有序套装在相对应的液压缸座130上;上摆臂152和下摆臂153上端的连接孔分别经销轴、与相对应的上摆臂座122和下摆臂座123有序连接,两者下端的连接孔经销轴分别与轮毂连接板总成271上、下两端的连接孔有序装配;电液缸155具有较大的双向伸缩动程,因此可较好地实现车轮的折叠与偏转提升。
30.所述防滚架总成160的全部构件均选用钛合金材质异型管经弯制加工而成,各构件均在工装夹具控制下有序装配焊接成防滚架总成160整体;当救援艇在陆地行驶发生侧翻或倾覆时,防滚架总成160能有效地保护乘员和装备免受伤害;防滚架总成160经(各)防滚架座127有序固装在车架总成110或船体外壳310的预设位置上。
31.所述装备架170的全部构件均选用钛合金材质异型管经弯制加工而成,各构件均在工装夹具控制下有序装配焊接成装备架170整体;装备架170主要用于存放“旋翼无人机”和“折叠式充气艇”等救援装备;装备架170经螺栓或焊接有序固装在车架总成110或船体外
壳310的预设位置上。
32.动力系统模块200包括发动机总成210、变速器总成220、传动部件230、动力分配箱240、速差转向箱250、换向传动箱260、车轮总成270、水面推进器280和电动绞盘290等组件。
33.其中,发动机总成210包括各种型号的汽油发动机和柴油发动机;变速器总成220包括各种型号的手动挡变速器和自动挡变速器;发动机总成210与变速器总成220经紧固螺栓有序连成一体,并有序固装在车架总成110后部或中后部发动机座124的预设位置上。
34.传动部件230包括传动接头231、主传动轴232、泵桨传动轴233、边传动轴234和传动半轴235,其中边传动轴234和传动半轴235均为插接式,两者的长度均可自由调节。
35.动力分配箱240由箱体、输入轴、车轮输出轴、离合操作机构和泵桨输出轴等部件有序装配而成;其中,输入轴经传动接头231与变速器总成220有序相连,车轮输出轴经传动接头231和主传动轴232与速差转向箱250的输入轴有序连接;泵桨输出轴经传动接头231和泵桨传动轴233与水面推进器280有序连接;动力分配箱240经紧固螺栓有序固装在车架总成110中部的预设位置上。
36.速差转向箱250包括动力输入轴1、伞齿轮组合2、横轴3、驱动离合器总成4、驱动齿轮5、第一行星齿轮6、右半轴齿轮7、左半轴齿轮8、行星齿轮轴9、主减速器齿轮10、第二行星齿轮11、箱体12、差速器壳13、隔板14、转向被动齿轮15、转向主动齿轮16、转向离合器总成17、操作器总成18、输出左半轴19、输出右半轴20、左转向器21和右转向器22。
37.其中伞齿轮组合2分别有序固装在动力输入轴1和横轴3上,横轴3表面设有与连接齿轮4a和连接齿轮17a相啮合的花键;驱动离合器总成4由连接齿轮4a、接合套4b和拨叉4c等零件组成,其中连接齿轮4a插装在横轴3表面的花键齿上,接合套4b的中心孔内设有花键齿、表面设有拨叉槽、接合套4b有序套装在连接齿轮4a上,拨叉4c下端的两个拨叉趾有序活插在接合套4b表面的拨叉槽中;驱动齿轮5的端面上设有连接齿5a,驱动齿轮5有序活装在横轴3的预设位置上;转向离合器总成17由连接齿轮17a、接合套17b和拨叉17c等零件组成,其中连接齿轮17a插装在横轴3表面的花键齿上,接合套17b的中心孔内设有花键齿、表面设有拨叉槽、接合套17b有序套装在连接齿轮17a上,拨叉17c下端的两个拨叉趾有序活插在接合套17b表面的拨叉槽中;转向主动齿轮16的端面上设有连接齿16a,转向主动齿轮16有序活装在横轴3的预设位置上。
38.操作器总成18由拨叉轴18a、转换臂18b和壳体18c等零件组成,其中拨叉4c和拨叉17c分别有序固装在拨叉轴18a上,拨叉轴18a有序活装在壳体18c中,转换臂18b有序固装在拨叉轴18a伸出壳体18c外的一端上,壳体18c有序固装在箱体12的预设位置上;经(人为操控)操作器总成18的转换臂18b、可实现驱动离合器总成4与驱动齿轮5的有序结合或分离,从而延续或终止发动机功率流向主减速器齿轮10的传递;经(人为操控)操作器总成18的转换臂18b、可实现转向离合器总成17与转向主动齿轮16的有序结合或分离,从而延续或终止发动机功率流向转向被动齿轮15的传递。
39.驱动齿轮5与主减速器齿轮10为常啮合,主减速器齿轮10固装在差速器壳13上;转向被动齿轮15与转向主动齿轮16为常啮合;输出左半轴19的内端与左半轴齿轮8有序固装、外端与左转向器21有序相接;输出右半轴20的内端与右半轴齿轮7有序固装、外端与右转向器22有序相接;动力输入轴1的一端、伞齿轮组合2、横轴3、驱动离合器总成4、驱动齿轮5、第一行星齿轮6、右半轴齿轮7、左半轴齿轮8、行星齿轮轴9、主减速器齿轮10、第二行星齿轮
11、差速器壳13、隔板14、转向被动齿轮15、转向主动齿轮16、转向离合器总成17、输出左半轴19的一端、输出右半轴20的一端,有序装配在箱体12内。
40.源自发动机的功率流经动力输入轴1和伞齿轮组合2后、即可通过驱动离合器总成4与驱动齿轮5输入(此时转向离合器总成17与转向主动齿轮16分离),也可通过转向离合器总成17与转向主动齿轮16输入(此时驱动离合器总成4与驱动齿轮5分离),从而可实现3种工作状况。
41.(1)驱动离合器总成4中结合套4b与驱动齿轮5上的端面齿轮5a结合,转向离合器总成17中结合套17b与转向主动齿轮16上的端面齿轮16a分离,源自发动机的功率流经动力输入轴1和伞齿轮组合2、驱动离合器总成4、驱动齿轮5、主减速器齿轮10和差速器壳13、使输出右半轴20和输出左半轴19同时有序同方向运转,此时车辆将实现直线行驶。
42.(2)转向离合器总成17中结合套17b与转向主动齿轮16上的端面齿轮16a结合,驱动离合器总成4结合套4b与驱动齿轮5上的端面齿轮5a分离,源自发动机的功率流经动力输入轴1和伞齿轮组合2、转向离合器总成17、转向主动齿轮16、转向被动齿轮15、右半轴齿轮7、第一行星齿轮6、行星齿轮轴9、左半轴齿轮8和第二行星齿轮11、同时传递给输出右半轴20和输出左半轴19、并使输出右半轴20和输出左半轴19分别有序向相反方向运转,故可使车辆实现原地掉头转向。
43.(3) 当驱动离合器总成4与驱动齿轮5为结合状态时,通过左转向器21或右转向器22、可分别控制输出左半轴19或输出右半轴20的转速,利用第一行星齿轮6、右半轴齿轮7、左半轴齿轮8、行星齿轮轴9和第二行星齿轮11的运转规律所产生的差速、可使输出左半轴19和输出右半轴20的转速产生变化、导致车辆两边的驱动轮在行驶过程中产生纯滚动差速、从而实现车辆的平稳转向。
44.速差转向箱250两侧的输出轴(即输出左半轴19和输出右半轴20)经传动接头231和主传动轴232、分别与相应的(两)换向传动箱260的输入轴有序连接。
45.(各)边传动轴234经传动接头231分别与(各)换向传动箱260有序连接;(八)换向传动箱260经紧固螺栓分别有序固装在车架总成110的预设位置上。
46.(各)传动半轴235的两端分别与相对应的换向传动箱260和车轮总成270有序连接。
47.车轮总成270包括轮毂连接板总成271、制动器总成272、轮辋273和轮胎274,其中,轮毂连接板总成271的上下两端均设有连接孔,(各)轮毂连接板总成271与(各)轮辋273有序连接;(各)制动器总成272有序固装在(各)轮毂连接板总成271的预设位置上;(各)轮胎274有序固装在(各)轮辋273上。
48.水面推进器280包括多种型号的外置式导管螺旋桨、高速喷水泵、折叠式螺旋桨和艉机;水面推进器280的输入轴、经泵桨传动轴233与动力分配箱240中的泵桨输出轴有序连接;水面推进器280的尾部分别设装有转向喷头560和倒车斗570;水面推进器280分别有序固装在车架总成110后下部推进器座134的预设位置上。
49.电动绞盘290主要用于车辆在特殊场合的自救,两个电动绞盘290分别有序固装在两栖车前部(和后部)的预设位置上。
50.船体系统模块300包括船体外壳310、车身围罩320、内舱330、动力舱340、发泡浮体350、阳雨蓬罩360和旋转式水翼装置370。
51.其中,船体外壳310为非密封体;其内部设有若干增大船身强度的龙骨,其底部截面呈浅v型,底部纵向为滑行面、在两前轮框边缘的后下部位有序开设有消波导流槽;船体外壳310经螺栓有序固装在车架总成110中的若干船体装配板132上;(两)挡泥板311有序设装在船体外壳310两侧的预设位置上。
52.车身围罩320的前部有序设装有前挡风玻璃321,其后部有序设装有引擎盖板322;车身围罩320经紧固螺栓有序与船体外壳310固装。
53.内舱330具有良好的水密性,经若干紧固螺栓有序固装在船体外壳310所形成的空间内、并固定在车架总成110的预设位置上;驾驶室和乘员舱均设在内舱330内;驾驶室内设有操控系统中的大部分部件,乘员舱内部设有内饰组件和乘员座椅以及安全救生器材。
54.动力舱340位于船体外壳310内的中后部,其中设装有发动机总成210和变速器总成220等主机部件。
55.发泡浮体350包括船底浮箱351和(两)活动浮筒352;其中,船底浮箱351由epp(expanded polypropylene)聚丙烯发泡填充,船底浮箱351所具有的浮力远大于整车自重和额定载重的排水量,其整车的储备浮力大于120%,故即使船体外壳310被划破或中弹击穿也能确保两栖车始终悬浮于水面而永不沉没;船底浮箱351可在模具控制下一次发泡成一个整体,也可在模具控制下经多次分别发泡成多个分体;船底浮箱351有序固装在船体外壳310内的车架总成110下部的预设位置上。
56.活动浮筒352由碳纤维材料加工成空心壳体,并在空心壳体内采用epp发泡填充;平时(两)活动浮筒352分别有序存放于两栖车顶部的预设位置上(或与两栖车分离存放);当实施水面救援需要时,经人为操作可便捷地将(两)浮筒装置352以对称方式有序固装在船体外壳310两侧与浮筒座129相对应的预设位置上后,可为两栖车增加浮力800kg以上,并能显著提高开展水面救援时船艇的稳定性。
57.阳雨罩蓬360的两侧分别设装了2—4个向上掀开的“欧翼门”以便于驾乘人员进出;阳雨罩蓬360由碳纤维材料经特殊工艺加工而成,并有序固装在车身围罩320或防滚架总成160的预设位置上。
58.旋转式水翼装置370包括水翼总成371、连接杆372、转轴373、旋转臂374、液压缸375和水翼座128;其中水翼总成371的内部有序设装有骨架和若干桁条,外表有碳纤维缠绕,其纵向横截面呈机翼状;连接杆372的一端有序固装在水翼总成371的预设位置上、另一端有序固装在转轴373的预设位置上;旋转臂374的一端也有序固装在转轴373的预设位置上、另一端则经销轴与液压缸375有序连接;转轴373的两端有序设装在旋转水翼座128上;液压缸375的另一端经销轴与安装座135有序连接;(两)旋转式水翼装置370以对称方式分别有序固装在车架总成110后下部的旋转水翼座128上。
59.通过人为操控液压缸375使其伸出、推动旋转臂374以转轴373为中心(向外)旋转90度,从而带动连接杆372以及水翼总成371打开至水平状态;当水翼总成371打开后,可使快速流经其上、下两部分的水流产生较大的压力差,从而能为在水面高速运行的两栖车持续带来水升动力。
60.转向系统模块400包括转向装置410、转向分动器420、转向总泵430、转向制动器440、液力线a450、转向喷头460、倒车斗470、液力线b480、转向拉线490以及速差转向箱250。
61.其中,转向装置410包括方向盘411、转向柱412和转向凸轮413;方向盘411有序设
装在转向柱412的上端,转向凸轮413有序设装在转向柱412的下端,转向柱412经螺栓有序固装在转向柱座133的预设位置上。
62.转向分动器420由机壳421、方向盘轴422、输出ⅰ轴423、输出ⅱ轴424、电磁离合器425、转向轮426和转向拉线490等部件组成;其中,机壳421为铝镁合金(5083)板材、经冲压成型后有序组装成机壳整体,经紧固螺栓有序固装在驾驶室中的预设位置上;方向盘轴422的上端伸出机壳421外、经转向柱与方向盘有序连接,其中部的表面设有花键,另一端有序插装在输出ⅰ轴423的插接孔中;输出ⅰ轴423一端的端面有序设有与结合套中心孔内齿相对应的同步齿、中心位置上开设有插接孔,另一端有序伸出机壳421外、经连杆与转向机有序连接;输出ⅱ轴424伸出机壳421的一端与转向轮426有序相连;电磁离合器425是一种利用电磁力的作用来传递或中止机械传动中的扭矩的自动化执行元件;电磁离合器425包括主动摩擦片、从动摩擦片、套筒、线圈、铁芯、衔铁、圈状弹簧和滑环;在转向轮426上有序开设有多组位置对称的拉线孔;(两)转向拉线490的一端分别有序固定于转向轮426上的(两)拉线孔中,另一端分别与喷水泵的转向喷头460或螺旋桨的转向舵有序相接。
63.转向分动器420包括以采用电磁离合器425为特征的实施方案和以采用拨叉机构为特征的备用实施方案;其中,采用电磁离合器425为特征的实施方案的工作原理如下。
64.电磁离合器425的工作原理是通过直流电源来控制动力传动的吸合和分离;即当线圈9d通电后,将主动摩擦片和从动摩擦片吸向铁芯,衔铁也被吸住,并紧紧压住主动摩擦片和从动摩擦片,依靠主动摩擦片和从动摩擦片之间的摩擦力,可使主动齿轮随方向盘轴转动;通过被动齿轮、输出ⅱ轴、以及转向轮426和转向拉线490,可控制车辆在水面运行时的转向;当线圈断电时,在(各)圈状弹簧的弹力作用下使衔铁、主动摩擦片和从动摩擦片迅速复原,并将套筒推压向输出ⅰ轴423端面上的同步齿,此时电磁离合器425即失去传递力矩的作用,故方向盘轴422转动时主动齿轮不转;又因为套筒外端面上的同步齿孔均有序卡入在输出ⅰ轴423端面上的同步齿中,故方向盘轴422转动时可以直接带动输出ⅰ轴423转动;通过与之相连接的转向机,可控制车辆在陆地行驶时的转向。
65.转向总泵430包括左总泵431和右总泵432,左总泵431和右总泵432分别有序固装在转向凸轮413的两边、其各自的活塞均以紧密接触方式分别紧贴转向凸轮413。
66.转向制动器440包括左制动器441和右制动器442,左制动器441有序设装在(速差转向箱250上的)输出左半轴19上,右制动器442有序设装在(速差转向箱250上的)输出右半轴20上;左制动器441的制动由左总泵431控制,右制动器442的制动由右总泵432控制。
67.(两)液力线a 450分别与左制动器441和右制动器442有序连接;液力线b480与(水面推进器280尾部的)倒车斗470有序连接;(两)转向拉线490分别与(水面推进器280尾部的)转向喷头460有序连接。
68.转向系统模块400的工作原理如下。
69.陆地转向:转向分动器420处于“陆地行驶状态”下两栖车在陆地行驶,此间若需要向左边转向,则将方向盘411向左转动、由此带动转向凸轮413压迫左总泵431的活塞向内推进,从而使左制动器441产生制动力、迫使速差转向箱250中的输出左半轴19转速减慢,两栖车将应两边车轮转速不同(即产生速差)从而向左转向,且产生的速差越大则车辆的转弯半径越小;同理也可便捷地实现向右转向。
70.陆地原地掉头:转向分动器420处于“陆地行驶状态”下两栖车在陆地行驶,此间若
需要原地掉头,通过人为操控(速差转向箱250中的)操作器总成18、使驱动离合器总成4中结合套4b与驱动齿轮5上的端面齿轮5a分离、则可使两栖车两边车轮反向转动、故可实现两栖车原地掉头。
71.水面转向:转向分动器420处于“水面运行状态”下两栖车在水面运行,此间若需要向左边转向,则将方向盘411向左转动、通过转向拉线490直接拉动转向喷头460向左转从而改变喷水方向,于是便可实现两栖车向左转向;同理也可便捷地实现向右转向。
72.水面倒退和紧急停车:转向分动器420处于“水面运行状态”下两栖车在水面运行,此间若需要两栖车倒退或紧急停车,通过“倒车开关”和液力线b480,可使倒车斗470迅速放下、从而改变喷水水流的方向,实现车辆倒退或紧急停车。
73.液电系统模块500包括液压站510、电气设备520和通讯设施530。
74.其中,液压站510由电动机、齿轮泵、控制阀、液压油罐和输油管等部件组成;其中的齿轮泵由电动机直接驱动;各部件有序连接,并有序固装在车架总成110中的预设位置上;液压站510的作用是(各)电液缸155、液压缸376和水面推进器280中的液压元件实现伸缩功能提供液力能量。
75.电气设备520包括仪表集成装置、电源系、起动系、点火系、灯系、仪表及报警装置、辅助电器、电气设备线路、空调系统和音响系统;电气系统设备520分别有序设装在两栖车内的预设位置上。
76.通讯设施530包括(北斗)导航系统和(具有红外、短波等功能的)通讯系统,其电磁兼容性符合gjb1389a-2005《系统电磁兼容性要求》中关于安全裕度、系统电磁兼容性与外部射频电磁环境兼容要求,据此能够实现与上下级和友邻车辆的信息交换。
77.操控系统模块600包括陆地行驶操控装置610、车轮提升操控装置620和排水充气装备630。
78.其中,陆地行驶操控装置610和车轮提升操控装置620中的各部件,均分别有序固装在车架总成110前部和驾驶室中的预设位置上。
79.排水充气装备630包括离心排水泵631和充抽气机632;离心排水泵631主要用于向外抽排驾驶室、乘员舱和动力舱中的积水;充抽气机632主要用于为“折叠式充气艇”等救援装备充气和放气;排水充气装备630均由蓄电池供电,均有序设装在两栖车内的预设位置上。
80.本发明中设定有“一机一泵”和“一机双泵”两种动力传递方式(路线);通过动力分配箱230可便捷地实现“陆地行驶”或“水面运行”两种运行模式。
81.其中,在“陆地行驶”模式下的动力传递路线为:发动机总成210的转矩经变速器总成220、传动接头231、动力分配箱240、主传动轴232、速差转向箱250、主传动轴232、换向传动箱260、边传动轴234、传动半轴235,同时驱动八个车轮总成270有序运转。
82.在“一机双泵”的“水面运行”模式下:经人为操控,八个车轮总成270分别经电液缸155同时向上偏转提升200毫米以上;两个水翼总成371由折叠状态打开至水平位置;其动力的传递路线为:(变速器总成220中的传动比处于“1:1”位置),动力分配箱240中的液压离合器进入“增压状态”,发动机转矩只向动力分配箱240中的(两个)泵桨输出轴243传递,经(两个)泵桨传动轴233、直接驱动(两个)水面推进器280高速运转;通过方向盘和转向分动器直接控制所述水面推进器280尾部的转向喷口,可便捷地实现车辆在水面运行时的最小转弯
半径。
83.本发明中实现“车轮提升”的工作原理与过程是:当车辆进入“水面运行”模式时,经人为操作车轮提升操控装置620、使电液缸155向内收缩、通过转臂154拉动减震器总成151和下摆臂153、以下摆臂座123上的销轴为中心向上回转,从而使与上摆臂152和下摆臂153有序相接的轮毂连接板总成271及其车轮总成270迅速向上提升200毫米以上(此时电液缸155进入自锁状态);当车辆回到“陆地运行”模式时,经人为操作车轮提升操控装置620、电液缸155解除自锁、并向外伸出直到初始设定位置,从而带动减震器总成151与下摆臂153一并反向回转、使轮毂连接板总成271及其车轮总成270有序下降、直至回到初始设定位置(此时电液缸155重新进入自锁状态);“水面运行”模式下,各车轮通过向上提升离开水面,对显著减少水阻力和提高两栖车的水面时速以及节能降耗均具有重大作用。
84.本发明中的船体外壳310无需密封,其水面运行所需的浮力由位于车体底部的船底浮箱351和内舱330以及(两)活动浮筒352提供;其中两个活动浮筒352具有大幅提升救援艇的排水量(即水面救援承载能力)和水面运行稳定性的重大作用和显著效果。
85.本发明的驾驶操作规则为:陆地行驶操控装置610与普通越野车的操作方式完全一样;水面运行时只需按下车轮提升操控装置620 中的功能转换开关,八个车轮总成270将自动向上提升200毫米以上,水面推进器280启动运转;车上所有电子仪器(包括军用车载雷达、六分仪等观测设备)都被密封在仪表集成装置中独立保存,从而可最大限度地避免水面运行时可能导致车辆控制系统失效问题;通过车载电子仪器设备以及基地导航台发出的无线电信号指引,可确保车辆水面运行的正确方向。
86.由于采用了上述技术方案,本发明较完美的实现了其发明目的,并较全面系统地展示了现已掌握的“动力高效传递”、“整车轻量化”、“水面减阻增速”和“全域安全运行”等四个方面的关键共性技术,与类似产品比较更具有以下突出优点即有益效果。
87.1、设计科学、结构合理,两栖机动性能和水面安全性能卓越超群。
88.2、部件的标准化和通用化程度高、制造技术先进。
89.3、重量轻、速度快、载量大、性价比高、用途广泛。
90.4、所有技术自主化,所有部件国产化,故可快速实现低成本系列和深度开发。
附图说明
91.下面结合给出的附图来对本发明作进一步描述。
92.图1为本发明整车集成系统模块示意图。
93.图2为发明主体结构侧视示意图。
94.图3为本发明中车架总成主体结构示意图。
95.图4为本发明中动力传递与转向系统结构示意图。
96.图5为本发明中速差转向箱主体结构与工作原理示意图。
97.图6为本发明中船体系统与车轮提升装置结构示意图。
98.图7为本发明中旋转式水翼装置打开状态示意图。
99.图8为本发明中转向分动器主体结构示意图。
具体实施方式
100.由图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7和图8可知,本发明由它由车架系统100、动力系统200、船体系统300、转向系统400、液电系统500和操控系统600等六大系统模块集成,具有“设计科学、结构合理、性能可靠、配套便捷”等显著技术特征。
101.其中,车架系统模块100包括车架总成110、升降式悬架机构150、防滚架总成160和装备架170;动力系统模块200包括发动机总成210、变速器总成220、动力分配箱230、排水充气装备240、传动部件250、差速器总成260、车轮总成270、水面推进器280和电动绞盘290等部件;船体系统模块300包括船体外壳310、车身围罩320、内舱330、动力舱340、发泡浮体350、阳雨蓬罩360和旋转式水翼装置370;转向系统模块400包括转向装置410、转向分动器420、转向总泵430、转向制动器440、液力线a450、转向喷头460、倒车斗470、液力线b480、转向拉线490以及速差转向箱250;液电系统模块500包括液压站510、电气设备520和通讯设施530;操控系统模块600包括陆地行驶操控装置610、车轮提升操控装置620和排水充气装备630。
102.由图1、图2和图3还知,为确保车辆具有可靠的抗冲击强度,为确保实现整车的轻量化,为从根本上解决提高车辆在海上使用时的耐海水腐蚀问题,特将车架总成110、升降式悬架机构150、防滚架总成160和装备架170,均选用了钛合金(tc4)或铝镁合金(6061)材质;特将船体外壳310、车身围罩320等部件均选用了碳纤维材质或铝镁合金(5083)材质。
103.由图1、图2和图3还知,为了最大限度的保持车辆的内部空间、并确保车辆具有足够的强度,特选装了由本技术人独创的车架总成110;车架总成110由多个部件经特殊工艺弯制焊接而成,并经过了有限元系统分析,具有较高的安全防护性能;在车架总成110的中上部可有序设装防滚架总成160,从而可进一步提高了救援艇陆地行驶时的防翻滚安全性能;在车架总成110的后上部还可设装装备架170,从而能更好地满足搭载各种救援装备的需要。
104.由图1、图2和图6还知,为确保车辆水面运行时的绝对安全,特设装了由本技术人独创的船体系统模块300;在该系统模块中,其内舱330具有可靠的水密性,发泡浮体350中的船底浮箱351是完全依据车体底部的空间形态和尺寸由epp聚丙烯发泡填充形成;与此同时,为了进一步提高水面救援的承载量和水面运行时的稳定性,还设装了活动浮筒352;两个活动浮筒352打开后可增加浮力800kg以上。
105.由图1、图2和图6还知,为进一步减少车辆在水中运行时的水阻力和持续产生水升动力,特设装了由申请人独创的具有压浪消波和高滑性能的船体外壳310;船体外壳310内有序设制了若干龙骨,经若干紧固螺栓有序与车架总成110中的(若干)船体连接板132固装;船体外壳310独特的滑行型底面,可使救援艇在水面运行时更易起滑与提速。
106.由图1和图3还知,为了更好地满足车辆在特殊场合的自救,特在车架总成110前部(和后部)的预设位置上设装了电动绞盘290。
107.由图1和图3还知,为较好满足救援艇“两栖高速运行”和“两栖高效机动”的使用要求,特设装了以动力分配箱230为特征、且独具特色的动力传动系统,该套系统具备满足驱动桥单独工作、推进装置单独工作、驱动桥和推进装置同时工作的三种功能。
108.由图1、图2和图4还知,为改善和提高车辆的水面推进效率,所述水面推进器280特选装了由本技术人独创的“外置式导管螺旋桨”;该种先进的喷水推进装置,充分集成了“喷
水泵”和“导管螺旋桨”的多重优点,其推进效率高、附体阻力小、防护性能好、水面转向灵活且转向半径小、浅水性能好,从而较好地解决了“水面高效推进”和“水面灵活转向”两大技术难题;结合车轮折叠提升技术和流线型船体滑行底面设计,在配置2.0t排量165kw功率发动机的前提下,可将发动机的转矩发挥到极限,使车辆的水面运行时速完全可达55km以上。
109.由图1和图6还知,为显著减少水阻力,特设装了可便捷实现车轮偏转提升的升降式悬架机构150;研究与试验表明,浸在水中的车轮及悬架装置会产生巨大的水上行驶阻力,车轮部分在水中的阻力约占车辆水中总阻力的25%~45%;本发明采用该种先进的升降式悬架机构150后,当车辆在水上运行时,只需按下设装在驾驶室内的车轮提升操控装置620中的功能转换开关,八个车轮总成270将自动向上提升200毫米以上,通过与流线型的底盘协同配合,可最大限度的减小车辆在水中滑行时的水阻力。
110.由图1、图2和图6还知,车辆在水中行驶时,车架总成110和船体外壳310支承车辆的全部压力和负载;为较好解决普通底盘壳流线型差,显著减小水中航行阻力,特设计了流线滑行型船体底盘;船体外壳310呈“冲锋舟或快艇”形状,采用碳纤维材质或铝镁合金(5083)材质一次性塑形工艺,能够承受水面高速行驶时的水压力;还在船体两侧下部以对称方式增设了(两个鳍状)整流板,故可进一步改善和提高了车辆水面高速运行时的稳定性和操纵性。
111.由图1、图4和图7还知,为了显著缩短两栖车的水面起滑时间、并使其能持续产生较大的水生动力将船体大部分托出水面,特在车辆的后下部以对称方式设装了(两个)旋转式水翼装置370,它可有效地降低水面高速行驶时的水阻力,能将发动机的效能发挥到极致,从而使车辆更容易地进入滑水航行状态。
112.由图1和图4还知,为给两栖车中的所有液压元件实现伸缩功能提供液力能量,特设装了液压站510;液压站510由电动机、齿轮泵、控制阀、液压油罐和输油管等部件组成,其中齿轮泵由电动机驱动;液压站510中各部件之间有序连接、并有序固装在车架总成110中的预设位置上。
113.由图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7和图8还知,本发明较好地集成了越野车和快艇的多重优势,能实现陆上全域机动,滩涂通过能力卓越超群;水上快速灵活,而且无需密封永不沉没,并可实现低成本系列与深度开发、迅速形成多种型号和不同用途的轻型高速水陆两栖多用车,能更好地满足应急救援和军事装备方面的多种实际需要。
技术特征:1.一种8x8轻型高速两栖车,它由车架系统模块(100)、动力系统模块(200)、船体系统模块(300)、转向系统模块(400)、液电系统模块(500)和操控系统模块(600)科学整体集成;其特征在于,所述车架系统模块(100)包括车架总成(110)、悬架机构(150)、防滚架总成(160)和装备架(170);所述动力系统模块(200)包括发动机总成(210)、变速器总成(220)、传动部件(230)、动力分配箱(240)、速差转向箱(250)、换向传动箱(260)、车轮总成(270)、水面推进器(280)和电动绞盘(290);所述船体系统模块(300)包括船体外壳(310)、车身围罩(320)、内舱(330)、动力舱(340)、发泡浮体(350)、阳雨蓬罩(360)和旋转式水翼装置(370);所述转向系统模块(400)包括转向装置(410)、转向分动器(420)、转向总泵(430)、转向制动器(440)、液力线a(450)、转向喷头(460)、倒车斗(470)、液力线b(480)、转向拉线(490)以及速差转向箱(250);所述液电系统模块(500)包括液压站(510)、电气设备(520)和通讯设施(530);所述操控系统模块(600)包括陆地行驶操控装置(610)、车轮提升操控装置(620)和排水充气装备(630)。2.根据权利要求1所述的一种8x8轻型高速两栖车,其特征在于,所述车架总成(110)包括上环形框(111)、上横梁(112)、下环形框(113)、下横梁(114)、斜撑杆(115)、边竖梁(116)、边纵杠(117)、前竖梁(119)、后竖梁(120)、转臂座(121)、上摆臂座(122)、下摆臂座(123)、发动机座(124)、动力分配箱座(125)、速差转向箱座(126)、防滚架座(127)、旋转水翼座(128)、活动浮筒座(129)、液压缸座(130)、船体装配板(132)、转向柱座(133)、推进器座(134)和安装座(135);其中,所述上环形框(111)由钛合金或铝镁合金板材经裁切冲压成型后在工装控制下有序焊接成一个整体;两所述上横梁(112)分别有序焊接在上环形框(111)的预设位置上;所述下环形框(113)由钛合金或铝镁合金板材经裁切冲压成型后在工装控制下有序焊接成一个整体;四所述下横梁(114)分别有序焊接在下环形框(113)的预设位置上;四所述斜撑杆(115)分别以交叉方式有序焊接在下环形框(113)的预设位置上;十六所述边竖梁(116)分别有序焊接在上环形框(111)和下环形框(113)两侧的预设位置上;八所述边纵杠(117)分别有序焊接在相应两所述边竖梁(116)中部的预设位置上;两所述前竖梁(119)分别有序焊接在上环形框(111)和下环形框(113)前部的预设位置上;两所述后竖梁(120)分别有序焊接在上环形框(111)和下环形框(113)后部的预设位置上;八所述转臂座(121)经螺栓分别有序固装在上环形框(111)的预设位置上;十六所述上摆臂座(122)经螺栓分别有序固装在所述边竖梁(116)的预设位置上;十六所述下摆臂座(123)经螺栓分别有序固装在下环形框(113)两侧的预设位置上;两所述发动机座(124)经螺栓分别有序固装在上环形框(111)中后部两内侧的预设位置上;两所述动力分配箱座(125)经螺栓分别有序固装在位于下环形框(113)中部的下横梁(114)的预设位置上;两所述速差转向箱座(126)经螺栓分别有序固装在两所述下横梁(114)的预设位置上;各所述防滚架座(127)经螺栓分别有序固装在位于上环形框(111)外部四周的预设位置上;两所述水翼装配座(128)以对称方式经螺栓分别有序固装在下环形框(113)后部两侧的预设位置上;四所述浮筒装配座(129)以对称方式经螺栓分别有序固装在下环形框(113)中部两侧的预设位置上;八所述液压缸座(130)经螺栓分别有序固装在下环形框(113)两侧的预设位置上;各所述船体装配板(132)经螺栓分别有序固装在上环形框(111)四周的预设位置上;转向柱座(133)有序固装在上环形框(111)前部的预设位置上;两所述推进器座(134)有序焊装在下环形框(113)后部的预设位置上;两
所述安装座(135)有序焊装在上环形框(111)后部的预设位置上;上述所有部件均在工装夹具控制下有序焊装成车架总成(110)整体;车架总成(110)通过若干所述船体装配板(132)和螺栓有序固装在船体外壳(310)内的预设位置上;所述悬架机构(150)由减震器总成(151)、上摆臂(152)、下摆臂(153)、转臂(154)和电液缸(155)组成;其中两所述转臂(154)的一端分别有序设装在花键轴的两端,两所述转臂(154)的另一端分别与减震器总成(151)上端的连接孔和电液缸(155)上端的连接孔有序连接,花键轴有序设装在转臂座(121)上;各所述减震器总成(151)下端的连接孔分别经销轴与相对应的下摆臂(153)上的安装孔有序连接;各所述电液缸(155)下两端的连接孔经销轴分别有序套装在相对应的液压缸座(130)上;上摆臂(152)和下摆臂(153)上端的连接孔分别经销轴与相对应的上摆臂座(122)和下摆臂座(123)有序连接,两者下端的连接孔经销轴分别与轮毂连接板总成(271)上、下两端的连接孔有序装配;所述防滚架总成(160)的全部构件均选用钛合金材质异型管经弯制加工而成,各构件均在工装夹具控制下有序装配焊接成防滚架总成(160)整体;防滚架总成(160)经各所述防滚架座(127)有序固装在车架总成(110)或船体外壳(310)的预设位置上;所述装备架(170)的全部构件均选用钛合金材质异型管经弯制加工而成,各构件均在工装夹具控制下有序装配焊接成装备架(170)整体;装备架(170)经螺栓或焊接有序固装在车架总成(110)或船体外壳(310)的预设位置上。3.根据权利要求1所述的一种8x8轻型高速两栖车,其特征在于,发动机总成(210)与变速器总成(220)经紧固螺栓有序连成一体,并有序固装在车架总成(110)后部或中后部发动机座(124)的预设位置上;传动部件(230)包括传动接头(231)、主传动轴(232)、泵桨传动轴(233)、边传动轴(234)和传动半轴(235),其中边传动轴(234)和传动半轴(235)均为插接式,两者的长度均可自由调节;动力分配箱(240)由箱体、输入轴、车轮输出轴、离合操作机构和泵桨输出轴有序装配而成;其中,输入轴经传动接头(231)与变速器总成(220)有序相连,车轮输出轴经传动接头(231)和主传动轴(232)与速差转向箱(250)的输入轴有序连接;泵桨输出轴经传动接头(231)和泵桨传动轴(233)与水面推进器(280)有序连接;动力分配箱(240)经紧固螺栓有序固装在车架总成(110)中部的预设位置上;速差转向箱(250)两侧的输出轴即输出左半轴(19)和输出右半轴(20)经传动接头(231)和主传动轴(232)、分别与相应的两所述换向传动箱(260)的输入轴有序连接;各所述边传动轴(234)经传动接头(231)分别与各所述换向传动箱(260)有序连接;八所述换向传动箱(260)经紧固螺栓分别有序固装在车架总成(110)的预设位置上;各所述传动半轴(235)的两端分别与相对应的换向传动箱(260)和车轮总成(270)有序连接;车轮总成(270)包括轮毂连接板总成(271)、制动器总成(272)、轮辋(273)和轮胎(274),其中,轮毂连接板总成(271)的上下两端均设有连接孔,轮毂连接板总成(271)与轮辋(273)有序连接;制动器总成(272)有序固装在轮毂连接板总成(271)的预设位置上;轮胎(274)有序固装在轮辋(273)上;水面推进器(280)包括多种型号的外置式导管螺旋桨、高速喷水泵、折叠式螺旋桨和艉机;水面推进器(280)的尾部分别设装有转向喷头(560)和倒车斗(570);水面推进器(280)有序固装在车架总成(110)后下部推进器座(134)的预设位置上;两所述电动绞盘(290)分别有序固装在两栖车前部和后部的预设位置上。4.根据权利要求1所述的一种8x8轻型高速两栖车,其特征在于,速差转向箱(250)包括
动力输入轴(1)、伞齿轮组合(2)、横轴(3)、驱动离合器总成(4)、驱动齿轮(5)、第一行星齿轮(6)、右半轴齿轮(7)、左半轴齿轮(8)、行星齿轮轴(9)、主减速器齿轮(10)、第二行星齿轮(11)、箱体(12)、差速器壳(13)、隔板(14)、转向被动齿轮(15)、转向主动齿轮(16)、转向离合器总成(17)、操作器总成(18)、输出左半轴(19)、输出右半轴(20)、左转向器(21)和右转向器(22);其中伞齿轮组合(2)分别有序固装在动力输入轴(1)和横轴(3)上,横轴(3)表面设有与连接齿轮(4a)和连接齿轮(17a)相啮合的花键;驱动离合器总成(4)由连接齿轮(4a)、接合套(4b)和拨叉(4c)组成,其中连接齿轮(4a)插装在横轴(3)表面的花键齿上,接合套(4b)的中心孔内设有花键齿、表面设有拨叉槽、接合套(4b)有序套装在连接齿轮(4a)上,拨叉(4c)下端的两个拨叉趾有序活插在接合套(4b)表面的拨叉槽中;驱动齿轮(5)的端面上设有连接齿(5a),驱动齿轮(5)有序活装在横轴(3)的预设位置上;转向离合器总成(17)由连接齿轮(17a)、接合套(17b)和拨叉(17c)组成,其中连接齿轮(17a)插装在横轴(3)表面的花键齿上,接合套(17b)的中心孔内设有花键齿、表面设有拨叉槽、接合套(17b)有序套装在连接齿轮(17a)上,拨叉(17c)下端的两个拨叉趾有序活插在接合套(17b)表面的拨叉槽中;转向主动齿轮(16)的端面上设有连接齿(16a),转向主动齿轮(16)有序活装在横轴(3)的预设位置上;操作器总成(18)由拨叉轴(18a)、转换臂(18b)和壳体(18c)组成,其中拨叉(4c)和拨叉(17c)分别有序固装在拨叉轴(18a)上,拨叉轴(18a)有序活装在壳体(18c)中,转换臂(18b)有序固装在拨叉轴(18a)伸出壳体(18c)外的一端上,壳体(18c)有序固装在箱体(12)的预设位置上;经人为操控操作器总成(18)的转换臂(18b)、可实现驱动离合器总成(4)与驱动齿轮(5)的有序结合或分离,从而延续或终止发动机功率流向主减速器齿轮(10)的传递;经人为操控操作器总成(18)的转换臂(18b)、可实现转向离合器总成(17)与转向主动齿轮(16)的有序结合或分离,从而延续或终止发动机功率流向转向被动齿轮(15)的传递;驱动齿轮(5)与主减速器齿轮(10)为常啮合,主减速器齿轮(10)固装在差速器壳(13)上;转向被动齿轮(15)与转向主动齿轮(16)为常啮合;输出左半轴(19)的内端与左半轴齿轮(8)有序固装、外端与左转向器(21)有序相接;输出右半轴(20)的内端与右半轴齿轮(7)有序固装、外端与右转向器(22)有序相接;动力输入轴(1)的一端、伞齿轮组合(2)、横轴(3)、驱动离合器总成(4)、驱动齿轮(5)、第一行星齿轮(6)、右半轴齿轮(7)、左半轴齿轮(8)、行星齿轮轴(9)、主减速器齿轮(10)、第二行星齿轮(11)、差速器壳(13)、隔板(14)、转向被动齿轮(15)、转向主动齿轮(16)、转向离合器总成(17)、输出左半轴(19)的一端、输出右半轴(20)的一端,有序装配在箱体(12)内;速差转向箱(250)可实现3种工作状况;1)源自发动机的功率流经动力输入轴(1)和伞齿轮组合(2)、驱动离合器总成(4)、驱动齿轮(5)、主减速器齿轮(10)和差速器壳(13)、使输出右半轴(20)和输出左半轴(19)同时有序同方向运转,此时车辆将实现直线行驶;2)源自发动机的功率流经动力输入轴(1)和伞齿轮组合(2)、转向离合器总成(17)、转向主动齿轮(16)、转向被动齿轮(15)、右半轴齿轮(7)、第一行星齿轮(6)、行星齿轮轴(9)、左半轴齿轮(8)和第二行星齿轮(11)、同时传递给输出右半轴(20)和输出左半轴(19)、并使输出右半轴(20)和输出左半轴(19)分别有序向相反方向运转,故可使车辆实现原地掉头转向;3)当驱动离合器总成(4)与驱动齿轮(5)为结合状态时,通过左转向器(21)或右转向器(22)、可分别控制输出左半轴(19)或输出右半轴(20)的转速,利用第一行星齿轮(6)、右半轴齿轮(7)、左半轴齿轮(8)、行星齿轮轴(9)和第二行星齿轮(11)的运转规律所产生的差速、可使输出
左半轴(19)和输出右半轴(20)的转速产生变化、导致车辆两边的驱动轮在行驶过程中产生纯滚动差速、从而实现车辆的平稳转向。5.根据权利要求1所述的一种8x8轻型高速两栖车,其特征在于,船体外壳(310)为非密封体;其内部设有若干增大船身强度的龙骨,其底部截面呈浅v型,底部纵向为滑行面;船体外壳(310)经螺栓有序固装在车架总成(110)中的若干所述船体装配板(132)上;挡泥板(311)分别有序设装在船体外壳(310)两侧的预设位置上;车身围罩(320)的前部有序设装有前挡风玻璃(321),其后部有序设装有引擎盖板(322);车身围罩(320)经紧固螺栓有序与船体外壳(310)固装;内舱(330)具有良好的水密性,经若干紧固螺栓有序固装在船体外壳(310)所形成的空间内、并固定在车架总成(110)的预设位置上;动力舱(340)位于船体外壳(310)内的中后部,其中设装有发动机总成(210)和变速器总成(220);发泡浮体(350)包括船底浮箱(351)和两个活动浮筒(352);其中,船底浮箱(351)由epp发泡填充,其储备浮力大于120%;船底浮箱(351)可在模具控制下一次发泡成一个整体,也可在模具控制下经多次分别发泡成多个分体;船底浮箱(351)有序固装在船体外壳(310)内的车架总成(110)下部的预设位置上;活动浮筒(352)由碳纤维材料加工成空心壳体,并在空心壳体内采用epp发泡填充;经人为操作将两所述活动浮筒(352)以对称方式有序固装在船体外壳(310)两侧与浮筒座(129)相对应的预设位置上后,可为两栖车增加浮力800kg以上,并能显著提高开展水面救援时船艇的稳定性;阳雨罩蓬(360)的两侧分别设装了2—4个向上掀开的“欧翼门”以便于驾乘人员进出;阳雨罩蓬(360)由碳纤维材料加工而成,并有序固装在车身围罩(320)或防滚架总成(160)的预设位置上;旋转式水翼装置(370)包括水翼总成(371)、连接杆(372)、转轴(373)、旋转臂(374)、液压缸(375)和水翼座(128);其中水翼总成(371)的内部有序设装有骨架和若干桁条,外表有碳纤维缠绕,其纵向横截面呈机翼状;连接杆(372)的一端有序固装在水翼总成(371)的预设位置上、另一端有序固装在转轴(373)的预设位置上;旋转臂(374)的一端也有序固装在转轴(373)的预设位置上、另一端则经销轴与液压缸(375)有序连接;转轴(373)的两端有序设装在旋转水翼座(128)上;液压缸(375)的另一端经销轴与安装座(135)有序连接;两所述旋转式水翼装置(370)以对称方式分别有序固装在车架总成(110)后下部的旋转水翼座(128)上;通过人为操控液压缸(375)使其伸出、推动旋转臂(374)以转轴(373)为中心向外旋转90度,从而带动连接杆(372)以及水翼总成(371)打开至水平状态;当水翼总成(371)打开后,可使快速流经其上、下两部分的水流产生较大的压力差,从而能为在水面高速运行的两栖车持续带来水升动力。6.根据权利要求1所述的一种8x8轻型高速两栖车,其特征在于,转向装置(410)包括方向盘(411)、转向柱(412)和转向凸轮(413);方向盘(411)有序设装在转向柱(412)的上端,转向凸轮(413)有序设装在转向柱(412)的下端,转向柱(412)经螺栓有序固装在转向柱座(133)的预设位置上;转向分动器(420)由机壳(421)、方向盘轴(422)、输出ⅰ轴(423)、输出ⅱ轴(424)、电磁离合器(425)、转向轮(426)和转向拉线(490)组成;其中,机壳(421)经紧固螺栓有序固装在驾驶室中的预设位置上;方向盘轴(422)的上端伸出机壳(421)外、经转向柱与方向盘有序连接,其中部的表面设有花键,另一端有序插装在输出ⅰ轴(423)的插接孔中;输出ⅰ轴(423)一端的端面有序设有与结合套中心孔内齿相对应的同步齿、中心位置上开设有插接孔,另一端有序伸出机壳(421)外、经连杆与转向机有序连接;输出ⅱ轴(424)伸出机壳(421)的一端与转向轮(426)有序相连;电磁离合器(425)包括主动摩擦片、从动摩擦
片、套筒、线圈、铁芯、衔铁、圈状弹簧和滑环;转向轮(426)上有序开设有多组位置对称的拉线孔;两所述转向拉线(490)的一端分别有序固定于转向轮(426)上的两个拉线孔中,另一端分别与水面推进器(280) 尾部的转向喷头(460)或螺旋桨的转向舵有序相接;转向总泵(430)包括左总泵(431)和右总泵(432),左总泵(431)和右总泵(432)分别有序固装在转向凸轮(413)的两边、其各自的活塞均以紧密接触方式分别紧贴转向凸轮(413);转向制动器(440)包括左制动器(441)和右制动器(442),左制动器(441)有序设装在速差转向箱(250)上的输出左半轴(19)上,右制动器(442)有序设装在速差转向箱(250)上的输出右半轴(20)上;左制动器(441)的制动由左总泵(431)控制,右制动器(442)的制动由右总泵(432)控制;两所述液力线a( 450)分别与左制动器(441)和右制动器(442)有序连接;液力线b(480)与水面推进器(280)的倒车斗(470)有序连接。7.根据权利要求1所述的一种8x8轻型高速两栖车,其特征在于,设定有“一机一泵”和“一机双泵”两种动力传递方式;通过动力分配箱(230)可便捷地实现“陆地行驶”或“水面运行”两种运行模式;其中,在“陆地行驶”模式下的动力传递路线为:发动机总成(210)的转矩经变速器总成(220)、传动接头(231)、动力分配箱(240)、主传动轴(232)、速差转向箱(250)、主传动轴(232)、换向传动箱(260)、边传动轴(234)、传动半轴(235),同时驱动八个车轮总成(270)有序运转;在“一机双泵”的“水面运行”模式下:经人为操控,八个车轮总成(270)分别经电液缸(155)同时向上提升200毫米以上;两个水翼总成(371)由折叠状态打开至水平位置;动力分配箱(240)中的液压离合器进入“增压状态”,发动机转矩只向动力分配箱(240)中的两个泵桨输出轴传递,经两个泵桨传动轴(233)、直接驱动两个水面推进器(280)高速运转。8.根据权利要求1所述的一种8x8轻型高速两栖车,其特征在于,当车辆进入“水面运行”模式时,经人为操作车轮提升操控装置(620)、使电液缸(155)向内收缩、通过转臂(154)拉动减震器总成(151)和下摆臂(153)、以下摆臂座(123)上的销轴为中心向上回转,从而使与上摆臂(152)和下摆臂(153)有序相接的轮毂连接板总成(271)及其车轮总成(270)迅速向上提升200毫米以上,此时电液缸(155)进入自锁状态;当车辆回到“陆地运行”模式时,经人为操作车轮提升操控装置(620)、电液缸(155)解除自锁、并向外伸出直到初始设定位置,从而带动减震器总成(151)与下摆臂(153)一并反向回转、使轮毂连接板总成(271)及其车轮总成(270)有序下降、直至回到初始设定位置,此时电液缸(155)重新进入自锁状态。
技术总结本发明公布了一种8x8轻型高速两栖车,它由车架系统、动力系统、船体系统、转向系统、液电系统和操控系统等六大系统模块科学整体集成。该种轻型高速两栖车采用了钛合金车架总成、碳纤维船体外壳、车轮提升装置、旋转式水翼装置和由EPP发泡浮体等多项先进技术,它无需密封、且能使救援艇始终悬浮于水面而永不沉没,具有水面高速安全运行、两栖机动性能和滩涂通过能力卓越超群等显著技术特征,因而能更好地适应和满足国内外应急管理部门以及军方的多种迫切需要。的多种迫切需要。的多种迫切需要。
技术研发人员:赵兴华
受保护的技术使用者:益阳天华两栖车艇有限公司
技术研发日:2022.07.18
技术公布日:2022/11/1