一种汽车线控转向紧凑型自回正转向器制造技术

本发明专利技术涉及一种汽车线控转向紧凑型自回正转向器，包括转向器壳体、齿条、回正弹簧、弹簧导向座、调节螺母、轴瓦端盖、两侧横拉杆及附属零件、转向齿轮、轴承、双级行星减速器及其附属零件、电机以及必要的紧固件。电机扭矩输出，经过双级行星减速器减速增扭后传递给转向齿轮，通过齿轮齿条方式将转向齿轮的旋转扭矩转化成齿条的平移横向力，通过两端的横拉杆推动转向轮绕主销线完成转向运动，实现了线控转向器的基本功能。本汽车回正转向器结构简单，零件紧凑，响应速度高，寿命长，质量小，横向及垂向占用空间小；其自回正角度可达30

【技术实现步骤摘要】
一种汽车线控转向紧凑型自回正转向器


[0001]本专利技术涉及汽车结构
，尤其是涉及一种汽车线控转向紧凑型自回正转向器。

技术介绍

[0002]近年来，四轮转向由于其有提高汽车在高速行驶或在侧向风力作用时的操作稳定性，改善在低速下的操纵轻便性，以及减小在停车场时的转弯半径的特点而广为关注。四轮转向一般使用在豪华车型上，所采用的后轮转向往往使用线控转向，凯迪拉克CT6配备的ARS主动式后轮转向系统，后轮能反向转动最多至3.5
°
；奥迪A7的四轮转向系统后轮可转动最多5
°
，保时捷911、布加迪Chiron、兰博基尼HuracanEvo均采用了四轮转向系统。随着技术的逐渐下放，后轮转向的关注重点从极致操作性转移到了被动安全性上，也就是，后轮转向线控系统失效后，如何使车轮归位。
[0003]有人提出了，线控系统整体的冗余备份作为被动安全性的保障，但是这种方案成本大，占用空间大；有人提出了，将后轮最大转向角度限制在3
‑5°
内来间接保证失效状态下车辆的一定可操作性，但是这种方案并没有真正解决了失效下车辆的完全可操作性，可能会导致汽车特性改变转变了驾驶员的操纵感的结果；也有人提出了，使用双侧外置弹簧带动齿条归位，但是这种方案弹簧外置于转向器壳体外，质量大，占用空间大，并且小角度范围无法实现回正。
[0004]于是机械设计的自回正机构成为了该问题的重要解决思路，同时也能突破低速后轮大角度转向(约30
°
)自回正这一重大瓶颈。
[0005]专利201410230984.2(公布号CN104210535A)公开了一种能够容易地安装在直线运动机构的杆部上且具有杆部止转装置功能的直线运动机构的位移检测装置以及具有该位移检测装置且组装容易、能够降低成本的后轮转向装置。该机构很好的将直线电机与转向器进行了集成，使得转向器整体小巧，但是并没有自回正机构来保证线控失效状态下的自动回正。
[0006]公布号为CN104960568A的中国专利公开了一种用于商用车的后轮转向回正机构,包括液压回正缸以及依次连接的电机、后轮转向器、转向摇臂和后轮转向拉杆,电机和后轮转向器均固定于车架横梁上,后轮转向驱动桥的上转向节臂与后轮转向拉杆连接以驱动后轮转向,后轮转向驱动桥的下转向节臂与液压回正缸的活塞杆连接以驱动后轮回正。该专利使用线控液压装置辅助后轮转向回正，然而并不能保证线控失效状态下的自动回正。
[0007]公布号为CN213948561U的中国专利公开了一种双曲气囊转向回正机构,包括双曲气囊、连接板、回正臂、固定支架和可调限位机构；该双曲气囊转向回正机构,采用双曲气囊可解决单曲气囊行程短的问题,通过结构优化可提高回正力,与油缸结构相比具有定缓冲作用,成本低廉。但是该机构不能很好的集成在密封的转向器内部，且会在横向布置的转向器中部纵向突出一块，会影响转向器的在车架上的布置。
[0008]公布号为CN207580062U的中国专利公开了一种后轮转向装置，包括车本体、安装
座、连接座、对称转动连接于安装座两侧的车后轮、及用于连接安装座与连接座的连接轴。这种后轮转向装置在后轮转向时有一定的缓冲，转向平稳，减震效果佳。但是其体积大，回正效果较差，不能保证小转角下的自动回正。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种车线控转向紧凑型自回正转向器，能够安置在车辆转向器中，来使转向齿条能够在线控失效状态下回归零位，并且仅改动少量部件，不特别增大转向器体积，装配容易，成本相对较低，最终形成一种自回正转向器总成。
[0010]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0011]一种汽车线控转向紧凑型自回正转向器，所述自回正转向器安装在汽车底盘上，其包括减速器装置，转向电机，齿轮齿条传动装置，转向器支撑及包裹装置，自回正装置以及两侧横拉杆及其连接装置；
[0012]所述减速器装置内部设有双级行星齿轮减速装置；
[0013]所述转向电机位于减速器装置外部，并与减速器装置相连，其附带的通讯线缆与汽车电子控制单元电性连接；
[0014]所述齿轮齿条传动装置设置在转向器壳体内，包括转向齿轮、滚珠轴承、齿条以及齿条压紧机构，所述齿轮齿条传动装置将所述转向齿轮的旋转运动变换为所述齿条的直线运动，所述齿条压紧机构包括齿条压紧块、压紧弹簧以及压紧调节螺母，所述齿条压紧机构通过调节装配在转向器壳体上的压紧调节螺母，推动压紧弹簧，使齿条压紧块产生设定的轴向力，保证所述齿轮齿条传动装置的正常运作并且抵消其内部力所产生的变形；
[0015]所述转向器支撑及包裹装置设置于转向器壳体两侧，包括密封圈、轴瓦端盖以及波浪密封橡胶；
[0016]所述自回正装置包括转向器壳体、齿条、导向弹簧垫、回正弹簧、齿条调节螺母、壳体调节螺母以及锁紧螺钉，所述转向器壳体与车辆的前轮或者后轮进行支撑的悬架机构相连，所述导向弹簧垫设置在所述回正弹簧两侧，所述导向弹簧垫与所述回正弹簧套设在所述齿条右端，通过所述齿条调节螺母调节所述回正弹簧压缩量，并通过所述锁紧螺钉锁紧；
[0017]所述两侧横拉杆及其连接装置包括多个杆端轴承以及多个转向横拉杆，所述转向横拉杆与杆段轴承相连接，并绕杆段轴承的圆球轴承中心线作转动运动或倾斜运动，通过设置于转向横拉杆外侧的杆端轴承以连接轮边立柱上的转向点。
[0018]进一步地，所述齿条右侧设有特征台肩、外螺纹区域、第一限位台阶、第一光滑摩擦区域、第一内螺纹孔；所述齿条右侧设有拥有齿形区域、V型槽、第二限位台阶、第二光滑摩擦区域、第二内螺纹孔；
[0019]所述台肩直径大于齿条其余部位直径，所述外螺纹区域为细牙螺纹，用以保证油润滑条件下的自锁，所述台阶为所述外螺纹区域的起始位置，限位转向器的横向位置；
[0020]所述第一光滑摩擦区域和第二光滑摩擦区域分别插入转向器壳体两侧的第一轴瓦端盖和第二轴瓦端盖中心的圆孔之中；
[0021]所述杆端轴承和U型接头分别通过第一内螺纹孔和第二内螺纹孔与两侧转向横拉杆连接。
[0022]进一步地，所述转向器壳体主体由横向大圆筒、横向小圆筒、纵向圆筒，垂向圆筒以及四角连接圆环组成。
[0023]进一步地，所述横向大圆筒左侧设有台阶，所述台阶右侧是光滑内壁；
[0024]所述横向大圆筒右侧设有细牙内螺纹区域，所述内螺纹区域上设有成对设置的对穿螺纹孔；
[0025]所述横向大圆筒外部设有网状加强筋，所述对穿螺纹孔设置于所述网状加强筋上；
[0026]所述横向小圆筒中部设有圆角正方形开孔，横向小圆筒左侧末端设有细牙螺纹，外部设有多条加强筋。
[0027]进一步地，所述纵向圆筒内部设有三种直径开孔，从纵向圆筒内部左侧往右侧依次为直径最小的轴承轴向限位孔、第一轴承配合孔，直径最大的过渡孔以及第二轴承配合孔，所述第一轴承配合孔和第二轴承配合孔与滚珠轴承相配合；
[0028]所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种汽车线控转向紧凑型自回正转向器，其特征在于，所述自回正转向器安装在汽车底盘上，其包括减速器装置，转向电机(66)，齿轮齿条传动装置，转向器支撑及包裹装置，自回正装置以及两侧横拉杆及其连接装置；所述减速器装置内部设有双级行星齿轮减速装置；所述转向电机(66)位于减速器装置外部，并与减速器装置相连，其附带的通讯线缆与汽车电子控制单元电性连接；所述齿轮齿条传动装置设置在转向器壳体(1)内，包括转向齿轮(46)、滚珠轴承、齿条(2)以及齿条压紧机构，所述齿轮齿条传动装置将所述转向齿轮(46)的旋转运动变换为所述齿条(2)的直线运动，所述齿条压紧机构包括齿条压紧块(29)、压紧弹簧(28)以及压紧调节螺母(27)，所述齿条压紧机构通过调节装配在转向器壳体(1)上的压紧调节螺母(27)，推动压紧弹簧(28)，使齿条压紧块(29)产生设定的轴向力，保证所述齿轮齿条传动装置的正常运作并且抵消其内部力所产生的变形；所述转向器支撑及包裹装置设置于转向器壳体(1)两侧，包括密封圈、轴瓦端盖以及波浪密封橡胶；所述自回正装置包括转向器壳体(1)、齿条(2)、导向弹簧垫、回正弹簧(4)、齿条调节螺母(6)、壳体调节螺母(9)以及锁紧螺钉，所述转向器壳体(1)与车辆的前轮或者后轮进行支撑的悬架机构相连，所述导向弹簧垫设置在所述回正弹簧(4)两侧，所述导向弹簧垫与所述回正弹簧(4)套设在所述齿条(2)右端，通过所述齿条调节螺母(6)调节所述回正弹簧(4)压缩量，并通过所述锁紧螺钉锁紧；所述两侧横拉杆及其连接装置包括多个杆端轴承以及多个转向横拉杆，所述转向横拉杆与杆段轴承相连接，并绕杆段轴承的圆球轴承中心线作转动运动或倾斜运动，通过设置于转向横拉杆外侧的杆端轴承以连接轮边立柱上的转向点。2.根据权利要求1所述的一种汽车线控转向紧凑型自回正转向器，其特征在于，所述齿条(2)右侧设有特征台肩(2a)、外螺纹区域(2b)、第一限位台阶(2c)、第一光滑摩擦区域(2d)、第一内螺纹孔(2e)；所述齿条(2)右侧设有拥有齿形区域(2f)、V型槽(2g)、第二限位台阶(2h)、第二光滑摩擦区域(2i)、第二内螺纹孔(2j)；所述台肩(2a)直径大于齿条(2)其余部位直径，所述外螺纹区域(2b)为细牙螺纹，用以保证油润滑条件下的自锁，所述台阶(2c)为所述外螺纹区域(2b)的起始位置，限位转向器的横向位置；所述第一光滑摩擦区域(2d)和第二光滑摩擦区域(2i)分别插入转向器壳体(1)两侧的第一轴瓦端盖(17)和第二轴瓦端盖(35)中心的圆孔之中；所述杆端轴承和U型接头分别通过第一内螺纹孔(2e)和第二内螺纹孔(2j)与两侧转向横拉杆连接。3.根据权利要求1所述的一种汽车线控转向紧凑型自回正转向器，其特征在于，所述转向器壳体(1)主体由横向大圆筒、横向小圆筒、纵向圆筒，垂向圆筒以及四角连接圆环(1f)组成。4.根据权利要求3所述的一种汽车线控转向紧凑型自回正转向器，其特征在于，所述横向大圆筒左侧设有台阶(1a)，所述台阶(1a)右侧是光滑内壁(1b)；所述横向大圆筒右侧设有细牙内螺纹区域(1c)，所述内螺纹区域(...

【专利技术属性】
技术研发人员：王阳阳，邹林辉，丁信仁，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：