[发明专利]通过优化有效轮胎滚动阻力改进车辆燃料经济性

说明书

技术领域

本发明涉及的主题整体涉及车辆，该车辆具有车轴，轮胎安装在该车轴上，至少一个车轴是提升车轴，更具体地，本发明涉及通过调节轮胎上的载荷而优化有效轮胎滚动阻力以改进车辆的燃料经济性的方法。

背景技术

对于卡车车队而言，燃料是最大的操作成本，并且已经进行了许多努力来改进重型卡车的燃料经济性。长途运输牵引车挂车的一种普遍构造是6x4牵引车，包括一个转向车轴和两个驱动车轴，牵引包括两个挂车车轴的挂车。作为节省燃料的措施，6x2牵引车已经引入市场。6x2牵引车包括转向车轴、非驱动的“支重”车轴和单个驱动车轴。这消除了动力传动系统中的一个差速器，简化了支重车轴，降低了质量和动力传动系统的摩擦，并且显著改进了燃料经济性。然而，由于将发动机转矩传递到道路的轮胎的数量减半，而减小了驱动牵引。这通常仅仅在低牵引表面上、在低速挡、在非常地的速度下存在问题。

为了解决这个较大牵引的需要，车轴制造商引入了基于6x2提升车轴的系统。提升车轴能够将载荷从支重车轴传递到驱动车轴，以增加驱动轮胎上的牵引。可以例如通过传感器来确定驱动车轴上的载荷大小。本领域中已知的用于测量这种载荷的手段可见于美国专利No.5,193,063，第6栏第25至45行，并且包括将载荷传感器放置在车轴及其悬挂之间，将应变仪放置在车轴及其悬挂点之间，以及当采用空气弹簧时利用压力传感器测量空气弹簧中的压力。利用测量载荷的合适手段，支重车轴可以被提升，直到驱动车轴的载荷达到预定值。然后，该系统基于各种标准返回到正常载荷。例如，当车辆速度超过预定(低)阈值，经过了预定的时间，或者驾驶员手动地关闭该系统时，载荷可以回归正常。驱动车轴可以被加载成超过轮胎的通常最大载荷，如“Load and Pressure Adjustments at Reduced Speeds(减小的速度下的载荷和压力调节)”的T&RA表允许的。例如，在用于起动牵引的非常低的速度下，驱动车轴可以加载到20,000lbs或26,000lbs。

用于提升或降低提升车轴的手段包括液压部件、气动部件和机械连接装置或它们的组合。对于这样的系统的例子，参见美国专利No.4,854,409；No.5,193,063；No.5,230,528和No.7,222,867。

以进一步举例的方式，在本文中再现美国专利No.7,222,867的图1和2及其书面描述，该专利转让给国际卡车知识产权有限责任公司。图1中示出了车辆10，其相当于8x4或8x2牵引车。车辆10可以是被构造成用以拖运大的且变化的载荷的任何车辆。车辆10包括底盘12，该底盘具有前、后固定车轴14、16、18，继而这些车轴上安装有车轮20，以将底盘12支撑在道路表面上。底盘12承载包括驾驶室22的本体，并且承载货箱24，例如可倾斜车身。因为车辆10承载的载荷变化极大，所以有利的是将辅助车轴降低，以避免车辆违反每个车轴载荷限制。在这里，提升车轴26被设置成这样的辅助车轴。本领域的技术人员将会理解，全时使用这样的车轴由于增大了滚动阻力而提高了车辆操作成本。

提升车轴26的自动操作，或者作为另外一种选择，向操作者提供升高和降低提升车轴26的合适时刻的指示，涉及图2中示意性地示出的其它的车辆系统，图2公开了一种用于卡车的系统，该卡车相当于6x2牵引车。底盘12装备有空气悬挂系统，其中填充有空气的气囊(空气弹簧44)提供常规实心弹簧的许多(如果不是所有的)支撑和冲击隔离功能。空气弹簧的优点在于，空气弹簧内的空气的量可以进行调节，以将底盘12保持在固定高度。为此，空气递送系统通过高度找平阀52进行工作。从而，空气弹簧44内的空气压力与车辆载荷相关。压力传感器322设置成用于每个空气弹簧44回路，并且提供用于确定车轴载荷的基本数据。通常，每个车辆仅仅有一个这样的回路，然而，其它布置也是可能的，包括每个空气弹簧和中间布置的独立控制，例如图中示出的两个回路的设计。

额外的悬挂稳定连接装置66与每个空气弹簧44相关联，从框架侧轨道48悬置。空气管线62连接到压缩空气罐68，该压缩空气罐在侧框架轨道48之间安装在底盘12上。发动机70提供用于底盘12的动力，以通过自动或半自动变速器72驱动推进器轴76。推进器轴76连接在变速器72和用于所示的单个驱动车轴16的差速器74之间。转速计75联接到推进器轴76，并且允许确定驱动车轮20的平均旋转速度，由此估计车辆速度。提升车轴26不被驱动。气动式定位缸64安装在底盘12和提升车轴26之间，以根据电子控制系统的需要来升高或降低提升车轴。