CN102874300B - 汽车前轮主动转向系统的主动转向传动装置 - Google Patents

汽车前轮主动转向系统的主动转向传动装置 Download PDF

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王竣
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李向瑜
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一种汽车前轮主动转向系统的主动转向传动装置，安装在方向盘和转向器之间，包括置于传动装置壳体(8)内的主动盘(1)和从动盘(2)以及角传动比调节装置，主动盘(1)与方向盘连接，从动盘(2)与转向器输入轴连接，所述角传动比调节装置包括交流电机(4)、丝杠(5)、螺母(6)、连杆(9)和惰轮(3)，交流电机(4)的输出轴与丝杠(5)连接，且丝杠(5)置于传动装置壳体(8)内，惰轮(3)通过轴承与螺母(6)连接，螺母(6)装在丝杠(5)上，且螺母(6)上设置一连杆(9)，连杆(9)一端连接螺母，一端置于传动装置壳体(8)上与丝杠(5)位置相对应的槽(10)内，本发明结构简单，机构尺寸小；加工方便，生产成本低。

Description

汽车前轮主动转向系统的主动转向传动装置
【技术领域】
本发明涉及一种汽车主动转向系统的主动转向传动装置，具体地说是一种可以无级调整转向系统角传动比，以使车辆具有较好的操纵舒适性和主动安全性的一种转向传动装置。
【背景技术】
转向系统是汽车底盘系统中一重要组成部分，其作用是根据方向盘的转动控制转向轮以一定大小和方向的角度转动，从而实现车辆转向。所以转向系统涉及到车辆的操纵稳定性，主动安全性和操纵舒适性。
现有的大部分转向系统的角传动比是固定不可调的，即当转向系统设计完成之后，转向角传动比也就固定不变了。但是随着现代汽车技术的进步与发展，这样的转向系统已不能满足驾驶员对车辆转向系统的要求。驾驶员眼中理想的转向系统是在低速时具有较小的转向角传动比，使转向轻便灵活；高速时具有较大的转向角传动比，保证车辆的高速稳定性。
有汽车生产商推出了一种转向角传动比可变的转向器，其原理是通过在齿轮齿条转向器的齿条上加工出变模数的齿来实现汽车在方向盘转角不同时具有不同的转向角传动比。但是这种转向系统的角传动比是随着方向盘转角而变的，没有实现角传动比随车速而变化的要求。
【发明内容】
本发明的主要目的是为了提供一种结构简单便于实现的转向传动比可调的转向传动装置。
结合附图，说明如下：
一种汽车前轮主动转向系统的主动转向传动装置，安装在方向盘和转向器之间，包括置于传动装置壳体8内的主动盘1和从动盘2以及角传动比调节装置，主动盘1与方向盘连接，从动盘2与转向器输入轴连接，所述角传动比调节装置包括交流电机4、丝杠5、螺母6、连杆9和惰轮3，交流电机4的输出轴与丝杠5连接，且丝杠5置于传动装置壳体8内，惰轮3通过轴承与螺母6连接，螺母6装在丝杠5上，且螺母6上设置一连杆9，连杆9一端连接螺母，一端置于传动装置壳体8上与丝杠5位置相对应的槽10内，保证螺母6相对壳体只移动而不转动，转向力矩和运动靠摩擦力由主动盘1经惰轮3传到从动盘2。
所述的主动盘1、从动盘2以及惰轮3的工作面都是粗糙面。
在主动盘1与传动装置壳体8之间设有压紧弹簧7，压紧弹簧7上端与壳体固定下端通过推力轴承与主动盘1连接。
本发明的有益效果：本发明和现有技术相比，具有如下优点：
1、本发明结构简单，加工容易，便于实现；
2、本发明具有信号处理单元，所述信号处理单元可以处理车速以及与车辆安性相关的参数信号并控制电机改变转向系统的角传动比；
3、保留了传统转向系统传动装置的方向盘到转向器之间的机械连接，安全性高，容错性好，在系统故障时，锁住电机，此时仍可以像普通转向系统一样实现正常转向控制。
【附图说明】
图1为主动转向系统转向传动装置的结构主视图；
图2为主动转向系统转向传动装置的结构俯视图；
图3为图二中丝杠，螺母，惰轮等的局部放大图。
其中：1、主动盘  2、从动盘  3、惰轮  4、交流电机  5、丝杠  6、螺母  7、压紧弹簧  8、壳体  9、连杆  10、槽
【具体实施方式】
本发明的主要目的可通过如下技术方案来实现，结合附图，说明如下：
如图1所示主动转向系统转向传动装置，主动盘1通过输入轴连接到转向柱的下轴周端上，从动盘2通过输出轴连接到转向器输入轴上，通过惰轮3实现力矩和运动从主动盘1到从动盘2的传递。驾驶员转动方向盘带动主动盘1转动，主动盘1依靠摩擦作用带动惰轮3转动，同样惰轮3依靠摩擦作用带动从动盘2转动，从动盘2进而带动转向器的输入轴转动，实现了车辆的转向控制。其中，为了可靠传递驾驶员的转向输入，惰轮3与主动盘1、从动盘2之间应有足够的摩擦力，这就需要惰轮3与主从动盘1之间应有足够的正压力，所以在主动盘1与传动装置壳体8之间设有压紧弹簧7，压紧弹簧7上端与壳体8固定，下端通过推力轴承与主动盘1连接。在有转向运动时，压紧弹簧7相对壳体是固定不动的，而相对主动盘1是转动的。同样为了可靠传递驾驶员的转向输入，要求主动盘1、从动盘2以及惰轮3的工作面是粗糙的，以增大工作面之间的摩擦力。
信号处理单元可以通过车载电脑实现，车载电脑监测车速和一些表征车辆稳定性状态的参数，分析计算后输出对交流电机4的控制量，控制电机的转动方向和角度，交流电机4的旋转运动耦合到丝杠5，丝杠5带动螺母6和惰轮3沿丝杠5轴线移动，交流电机4转动方向和角度的不同导致惰轮3移动的方向和大小不同，转向传动系统的角传动比也就不同。交流电机4的连续转动带动惰轮3的连续移动，所以角传动比无级可调，可以很好地实现在低速时转向系统具有小的角传动比，满足轻便性和灵活性要求，在较高车速时具有较大的角传动比，满足稳定性要求。
角传动比调节机构包括交流电机4、丝杠5、螺母6以及惰轮3，惰轮3通过轴承与螺母6连接，为了保证惰轮3和螺母6的相对位置固定，在螺母外圈加工出螺纹，并利用螺母固定惰轮3的位置。同时为了保证螺母6相对壳体8只移动而不转动，所以需要对螺母6进行一些改进，螺母6上设置一连杆9，连杆9另一端置于传动装置壳体8上与丝杠5位置相对应的槽10内。

Claims (3)

1.一种汽车前轮主动转向系统的主动转向传动装置，安装在方向盘和转向器之间，其特征在于：包括置于传动装置壳体(8)内的主动盘(1)和从动盘(2)以及角传动比调节装置，主动盘(1)与方向盘连接，从动盘(2)与转向器输入轴连接，所述角传动比调节装置包括交流电机(4)、丝杠(5)、螺母(6)、连杆(9)和惰轮(3)，交流电机(4)的输出轴与丝杠(5)连接，且丝杠(5)置于传动装置壳体(8)内，惰轮(3)通过轴承与螺母(6)连接，螺母(6)装在丝杠(5)上，且螺母(6)上设置一连杆(9)，连杆(9)一端连接螺母，一端置于传动装置壳体(8)上与丝杠(5)位置相对应的槽(10)内，保证螺母(6)相对壳体只移动而不转动，转向力矩和运动靠摩擦力由主动盘(1)经惰轮(3)传到从动盘(2)。
2.根据权利要求1所述的一种汽车前轮主动转向系统的主动转向传动装置，其特征在于：所述的主动盘(1)、从动盘(2)以及惰轮(3)的工作面都是粗糙面。
3.根据权利要求1所述的一种汽车前轮主动转向系统的主动转向传动装置，其特征在于：在主动盘(1)与传动装置壳体(8)之间设有压紧弹簧(7)，压紧弹簧(7)上端与壳体固定，下端通过推力轴承与主动盘(1)连接。
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