[發(fā)明專利]具有轉(zhuǎn)向輪減磨調(diào)整機(jī)構(gòu)的汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611056557.2
• 申請日: 2016-11-25
• 公開（公告）號(hào): CN106741168B
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏道高;瞿文明;田宇;阮景玉;宋軍偉
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B62D7/20
• 分類號(hào): B62D7/20
• 代理公司: 合肥金安專利事務(wù)所(普通合伙企業(yè)) 34114
• 代理人: 金惠貞

本發(fā)明公開了具有轉(zhuǎn)向輪減磨調(diào)整機(jī)構(gòu)的汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。包括左轉(zhuǎn)向輪、左轉(zhuǎn)向節(jié)、右轉(zhuǎn)向輪、右轉(zhuǎn)向節(jié)、前橋機(jī)構(gòu)和后橋機(jī)構(gòu)；前橋機(jī)構(gòu)包括前梁、橫拉桿和橫拉桿調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；前梁的兩端分別連接著左轉(zhuǎn)向節(jié)和右轉(zhuǎn)向節(jié)；橫拉桿為斷開式的；橫拉桿調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括調(diào)節(jié)電機(jī)，調(diào)節(jié)電機(jī)的輸出軸為絲杠，絲杠起到減速作用，同時(shí)將調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為絲杠的往復(fù)移動(dòng)。當(dāng)車輛左轉(zhuǎn)時(shí)，調(diào)節(jié)電機(jī)正轉(zhuǎn)；絲杠向右運(yùn)動(dòng)使橫拉桿的長度之和增長，當(dāng)右轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)角修正到作純滾動(dòng)時(shí)，電機(jī)停轉(zhuǎn)完成調(diào)節(jié)；同理，當(dāng)車輛右轉(zhuǎn)時(shí)，調(diào)節(jié)電機(jī)反轉(zhuǎn)；絲杠向左運(yùn)動(dòng)使橫拉桿的長度之和減小。本發(fā)明通過調(diào)整右轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角實(shí)現(xiàn)車輛轉(zhuǎn)向時(shí)作純滾動(dòng)，減小輪胎磨損提高輪胎使用壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于商用車技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及用于商用車的汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)

車輛在行駛的過程中，需按駕駛員的意志經(jīng)常改變其行駛方向，即所謂車輛轉(zhuǎn)向，車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功用就是保證車輛能按駕駛員的意志而進(jìn)行轉(zhuǎn)向行駛。在進(jìn)行轉(zhuǎn)向系的設(shè)計(jì)時(shí)為了避免車輛轉(zhuǎn)向時(shí)產(chǎn)生路面對汽車行駛的附加阻力和輪胎過速磨損，要求轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能保證在車輛轉(zhuǎn)向時(shí)所有車輪均作純滾動(dòng)，即滿足阿克曼轉(zhuǎn)向原理。滿足阿克曼轉(zhuǎn)向特性的車輛在作純滾動(dòng)時(shí)內(nèi)輪轉(zhuǎn)向角應(yīng)大于外輪轉(zhuǎn)向角，內(nèi)外輪轉(zhuǎn)角應(yīng)滿足關(guān)系式：

式中α、β分別為外轉(zhuǎn)向輪和內(nèi)轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角，B為兩側(cè)主銷軸線與地面交點(diǎn)之間的距離，L為車輛軸距。

阿克曼轉(zhuǎn)向定理是在假設(shè)輪胎是絕對剛體的情況下得出的結(jié)論，但由于輪胎都有側(cè)向彈性，車輛在轉(zhuǎn)向行駛過程中受到側(cè)向慣性力作用輪胎要產(chǎn)生側(cè)偏，車輪行駛方向會(huì)偏離車輪平面并與車輪平面之間有個(gè)夾角，即側(cè)偏角。且輪胎側(cè)偏角在車輛行駛過程中隨著行駛速度的增加有較大增加，此時(shí)輪胎側(cè)偏特性已不可忽略，阿克曼轉(zhuǎn)向原理已不滿足轉(zhuǎn)向作純滾動(dòng)的條件。所以當(dāng)考慮到輪胎側(cè)偏角時(shí)，根據(jù)阿克曼轉(zhuǎn)向定理設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)向梯形并不能保證車輛作純滾動(dòng)轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)，實(shí)際轉(zhuǎn)向時(shí)輪胎與地面間存在滑移，輪胎的磨損會(huì)加劇、使用壽命會(huì)降低，從而造成橡膠資源的浪費(fèi)。這說明，考慮側(cè)偏角這個(gè)因素對車輛作純滾動(dòng)轉(zhuǎn)向來說是很有必要的。

在一種汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)中，通過在右梯形臂上設(shè)置一個(gè)可滑動(dòng)的套筒，在套筒上設(shè)置滾子，而滾子設(shè)置在一定的固定槽內(nèi)，通過滾子在滑槽中受限的運(yùn)動(dòng)可以保證在轉(zhuǎn)向時(shí)左右輪轉(zhuǎn)角符合阿克曼轉(zhuǎn)向特性。但在實(shí)際的轉(zhuǎn)向行駛過程中由于輪胎側(cè)偏角的影響，左右轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角已不符合純滾動(dòng)條件。

現(xiàn)有技術(shù)主要問題是：為了保證車輛轉(zhuǎn)向時(shí)作純滾動(dòng)，雖然也進(jìn)行了轉(zhuǎn)向角調(diào)整，但是以阿克曼原理為前提進(jìn)行調(diào)整的，并未考慮輪胎側(cè)偏角問題，所以并不能真正的保證車輛作純滾動(dòng)轉(zhuǎn)向。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種具有轉(zhuǎn)向輪減磨調(diào)整機(jī)構(gòu)的汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。

具有轉(zhuǎn)向輪減磨調(diào)整機(jī)構(gòu)的汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)包括左轉(zhuǎn)向輪1、左轉(zhuǎn)向節(jié)2、右轉(zhuǎn)向輪8、右轉(zhuǎn)向節(jié)9、前橋機(jī)構(gòu)和后橋機(jī)構(gòu)。

所述前橋機(jī)構(gòu)包括前梁10、橫拉桿和橫拉桿調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)5；前梁10的兩端分別連接著左轉(zhuǎn)向節(jié)2和右轉(zhuǎn)向節(jié)9；

所述橫拉桿為斷開式的，包括左橫拉桿4和右橫拉桿6；所述橫拉桿調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)5包括調(diào)節(jié)電機(jī)，調(diào)節(jié)電機(jī)的輸出軸為絲杠20，絲杠20起到減速作用，同時(shí)將調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)子18的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為絲杠20的往復(fù)移動(dòng)；

調(diào)節(jié)電機(jī)的機(jī)殼連接著左橫拉桿4的一端，調(diào)節(jié)電機(jī)的輸出軸的一端連接著右橫拉桿6的一端；左橫拉桿4的另一端通過左梯形臂3連接著左轉(zhuǎn)向節(jié)2，右橫拉桿6的另一端通過右梯形臂7連接著右轉(zhuǎn)向節(jié)9；橫拉桿調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位于前梁10的后部；

當(dāng)車輛左轉(zhuǎn)時(shí)，調(diào)節(jié)電機(jī)得電正轉(zhuǎn)；絲杠20向右運(yùn)動(dòng)使左橫拉桿4和右橫拉桿6的長度之和增大，當(dāng)右轉(zhuǎn)向輪8的轉(zhuǎn)角修正到作純滾動(dòng)的理想值時(shí)，調(diào)節(jié)電機(jī)斷電，電機(jī)停轉(zhuǎn)完成調(diào)節(jié)；