[發明專利]一種傳動比可調的轉向器

無效

• 申請號: 201410368523.1
• 申請日: 2014-07-30
• 公開（公告）號: CN104085440A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 蔡均
• 申請（專利權）人: 重慶長安汽車股份有限公司
• 主分類號: B62D3/12
• 分類號: B62D3/12;B62D3/02
• 代理公司: 重慶華科專利事務所 50123
• 代理人: 徐先祿

技術領域

本發明涉及一種汽車轉向系統的零部件，具體涉及一種傳動比可調的轉向器。?

背景技術

轉向器是汽車底盤系統中的重要組成部分，其作用是根據方向盤的轉動控制車輪以一定的傳動比進行擺動，以實現車輪轉向。傳統的汽車轉向器的傳動比為固定傳動比，轉向器的機械結構一旦確定，其傳動比特性就已確定。這種轉向器無法滿足現代車輛對低速時轉向靈敏度及高速時穩定性的要求，比如，在車輛速度較低時，為了方便駕駛員停車入庫或者山路急彎駕駛時，往往要求方向盤圈數較少來減少司機繁忙的操作（即需要較大的轉向傳動比），以滿足低速駕駛的方便性；在車輛速度較高時，為了防止響應過快而出現車輛不穩，需要提高車輛的穩定性，此時需要減小轉向傳動比，以滿足高速穩定性要求。

目前傳動比可調的轉向器中的轉向機構主要有：電子主動轉向系統、行星齒輪機構和液壓機構。電子主動轉向系統的可調性高，傳動比可以完全按照司機要求進行調整，但是其方向盤與車輪之間無直接承載機械連接，在電子主動轉向系統出現故障后可能無法轉向，安全性較差。行星齒輪機構是通過機械結構的連接來實現傳動比的調節，當電子電器部分出現故障后仍可以實現車輛的剛性操作，有效的保證駕駛的安全性，但是其齒輪機構以及齒輪嚙合太多，轉向間隙難以保證，布置體積較大，增加了在狹小的機倉內布置的難度，并且零部件加工精度較高，導致成本也較高。液壓機構是通過液壓控制齒條疊加位移來實現傳動比的調節，但是其結構復雜，維修性較差，且存在漏油問題，不易精確控制齒條疊加行程，同時其需要油泵、油管、控制閥、流量檢測及控制裝置，布置困難，成本較高，不利于商業化。

CN100575167C?公開了一種汽車轉向器轉向比調節機構，其在傳統的齒輪齒條式轉向器的基礎上，通過在齒輪齒條轉向器中另加入一套齒輪與控制機構，選擇不同的齒輪與齒條的嚙合，使汽車轉向器中的轉向比（即傳動比）可調，其結構雖然比行星齒輪機構簡單，但是其內的齒輪數量仍然較多，運動副也較多，轉向間隙難以保證，并且控制機構采用電磁鐵、撥桿磁性塊、撥桿支撐座和內齒輪撥桿配合實現，其結構稍顯復雜，占用空間較多，性能不好。

發明內容

本發明的目的是提供一種結構簡單的傳動比可調的轉向器，以使傳動比調節更方便，滿足低速時轉向靈敏度及高速時穩定性的要求性。

本發明所述的傳動比可調的轉向器，包括轉向器殼體，一轉向桿（其能通過移動帶動車輪擺動）的中部設有外螺紋，該轉向桿的左右端部分別通過一軸承支承在所述轉向器殼體內，軸承能限制轉向桿繞中心線轉動；一齒套外圓的左部為圓柱齒條、右部為直齒輪，該齒套的內壁設有內螺紋；所述齒套套在所述轉向桿中部，齒套的內螺紋與轉向桿中部的外螺紋配合；一轉向齒輪位于所述轉向器殼體內左部，與伸入所述轉向器殼體內的轉向軸配合連接，并與所述齒套左部的圓柱齒條嚙合；一調節齒輪位于所述轉向器殼體內右部，一電機（該電機由ECU控制轉動）設在所述轉向器殼體外，該電機的轉軸伸入所述轉向器殼體內，所述調節齒輪與所述電機的轉軸配合連接，并與所述齒套右部的直齒輪嚙合。

所述軸承為滑動軸承，所述轉向桿的左右端部分別與軸承過渡配合。

所述轉向齒輪、調節齒輪的齒形均為直齒。

其工作原理如下：由于轉向齒輪與齒套左部嚙合，齒套的內螺紋與轉向桿的外螺紋配合（形成自鎖），調節齒輪與齒套的右部嚙合，司機轉動方向盤使轉向軸帶動轉向齒輪轉動，齒套與轉向桿一起沿轉向桿軸向移動，轉向桿帶動車輪擺動實現轉向，其為基礎的轉向運動。在轉向的同時，根據車速的大小如果需要調節傳動比，則ECU控制電機轉動（正轉或者反轉），驅動調節齒輪轉動，調節齒輪帶動齒套轉動，齒套與轉向桿產生相對旋轉運動，由于轉向桿被軸承限制了轉動自由度，因此轉向桿會相對軸套移動，該移動的位移疊加到前述轉向桿的移動位移上，會增大或者減小轉向桿的移動位移，從而實現傳動比的調節。疊加的位移是通過電機的轉動控制，而電機由ECU控制，設計者可根據需要在ECU程序中進行傳動比大小的有關設計。

本發明中轉向的輸入與輸出都為純機械連接，齒套與轉向桿的配合為自鎖螺紋結構，電機無輸出的情況下調節齒輪不會轉動，可靠性高，安全性好；采用轉向齒輪與齒套左部嚙合、齒套的內螺紋與轉向桿的外螺紋配合、調節齒輪與齒套的右部嚙合三個運動副，?運動副數量少，結構更簡單、轉向間隙容易保證，傳遞效率高，轉向器性能高，加工方便，且成本低廉；通過電機驅動產生疊加位移，實現傳動比的調節，通過對ECU程序的匹配設置可適當控制電機的轉速，使傳動比在需要的范圍內任意調節，滿足車輛對低速時轉向靈敏度及高速時穩定性的要求。