[發明專利]車輛轉向器

有效

• 申請號: 200910050911.4
• 申請日: 2009-05-08
• 公開（公告）號: CN101549710A
• 公開（公告）日: 2009-10-07
• 發明（設計）人: 張平;張成寶;姚群飛;王鋒;張衛東
• 申請（專利權）人: 上海汽車集團股份有限公司
• 主分類號: B62D7/16
• 分類號: B62D7/16;B62D7/20;B62D3/02
• 代理公司: 上海光華專利事務所
• 代理人: 雷紹寧

技術領域

本發明涉及一種車輛轉向系統，特別涉及一種車輛轉向器。

背景技術

轉向器是汽車上的重要總成之一，它的主要作用是改變或者保持汽車的行駛方向。通常，汽車向左轉彎時，其處于左側的轉向車輪稱之為內輪，處于右側的轉向車輪稱之為外輪，相應的，汽車在向右轉彎時，其處于右側的轉向車輪稱之為內輪，處于左側的轉向車輪稱之為外輪。如圖1所示，理論上，為了使得汽車轉向時的所有車輪均做純滾動，左前輪201、右前輪202、左后輪203和右后輪204的中心延長線必須相交于一點，為此，內輪轉角α和外輪轉角β應該是不相同的，它們必須實時地滿足阿克曼曲線(如圖2所示)。

在目前技術中，采用的主要結構形式有循環球式和齒輪齒條式，其中齒輪齒條式轉向器由于結構簡單、輕巧，操縱靈敏性高，在各類輕型客(貨)車、轎車、SUV等類型的汽車中得到了廣泛的應用。現有的齒輪齒條式轉向器結構如圖3、4所示，主要由左轉向拉桿104、左防塵套106、轉向輸入軸107、轉向器殼體108、右防塵套109、右轉向拉桿111、齒條115、小齒輪116(可與轉向輸入軸107加工為一體)等零件組成。左轉向拉桿104的一端連接一個球頭銷103，另一端連接一個球頭105。左轉向拉桿104的左端與左轉向節102用球頭銷103鉸接，右端與齒條115用球頭105鉸接。

左防塵套106左端和左轉向拉桿104連接，左防塵套106的右端和轉向器殼體108連接。轉向輸入軸107與小齒輪116固連并裝入轉向器殼體108中，齒條115穿過轉向器殼體108并與小齒輪116嚙合。轉向器殼體108與副車架或車身固連(圖中未畫出副車架與車身)。右防塵套109的左端和轉向器殼體108固連，右防塵套109的右端和右轉向拉桿111固連。右轉向拉桿111的一端連接一個球頭銷112，另一端連接一個球頭110。右轉向拉桿111的左端與齒條115用球頭110鉸接，右端與右轉向節113用球頭銷112鉸接。

該轉向器的工作原理如圖5所示，當汽車向左轉彎時，轉向輸入軸107和小齒輪116接受來自經過轉向管柱傳來的方向盤操縱力，此操縱力驅動小齒輪116逆時針旋轉，小齒輪116驅動齒條115向右運動，齒條115帶動左轉向拉桿104向右運動，從而左轉向拉桿104帶動左轉向節102繞主銷101逆時針旋轉一個角度，同樣地，齒條115帶動右轉向拉桿111向右運動，從而右轉向拉桿111帶動右轉向節113繞主銷114逆時針旋轉一個角度。這樣，就使得固連于左、右轉向節102、113的左、右車輪(圖中未畫出車輪)繞著主銷101、114向左旋轉一個角度，完成了汽車左轉彎的操作。汽車右轉彎時，各個零件的運動情況正好與作轉彎時完全相反。

但使用這種結構的轉向器，車輪轉角曲線不能與阿克曼曲線重合(如圖2所示)，這樣就不能使得汽車轉向時左右車輪的轉角滿足阿克曼曲線，那么汽車轉向時就會有某個或者某幾個車輪處于邊滾動邊滑動的狀態，這樣必然加速了輪胎的磨損，使輪胎的壽命大大降低。

還有，為了提高汽車高速時的操控穩定性和安全性，我們一般希望汽車轉向器的傳動比是可變的，使汽車小角度轉向和大角度轉向時的轉向器本身的傳動比不同，具體說來，就是當汽車小角度轉向時，傳動比要小一些，汽車的轉向靈敏度要大一些，當汽車大角度轉向時，傳動比要大一些，汽車的轉向靈敏度要小一些，方向盤操縱力要小一些。但是如果采用齒輪齒條式轉向器來實現便傳動比功能，因為轉向器的齒條的加工難度較大，所以應用不多。因此這種現有的轉向器的結構也限制了該項技術的應用。

發明內容

針對上述現有技術的不足，本發明要解決的技術問題提供一種新型結構的車輛轉向器，該轉向器可以使車輛的內、外轉向輪的轉動的角度實時地滿足阿克曼曲線，使汽車轉向時的所有車輪均做純滾動，減少額外的磨損，延長了輪胎的使用壽命，并且很容易實現轉向器的變傳動比功能，即就是汽車小角度轉向時，傳動比要小一些，汽車的轉向靈敏度要大一些，當汽車大角度轉向時，傳動比要大一些，汽車的轉向靈敏度要小一些，方向盤操縱力要小一些，使得車輛具有良好的操控性能。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：