CN105835947B - 汽车底盘用多轴同步转向系统 - Google Patents

Abstract

本发明汽车底盘用多轴同步转向系统涉及一种用于特种汽车底盘的多轴同步转向系统。其目的是为了提供一种结构布置紧凑的汽车底盘用多轴同步转向系统。本发明包括转向器(1)、第一垂臂(4)及前、中、后垂臂，转向器通过转向摇臂(2)与前直拉杆铰接，其另一端与第一垂臂下端铰接，第一垂臂上端铰接有前纵拉杆，前纵拉杆另一端与前垂臂上端铰接，前垂臂上端还铰接有中纵拉杆(11)，中纵拉杆另一端与中垂臂(12)下端铰接，中垂臂上端铰接有后纵拉杆，后纵拉杆另一端与后垂臂上端铰接，前垂臂下端铰接有前侧拉杆，前侧拉杆另一端与前断开式转向梯形铰接，后垂臂下端铰接有后侧拉杆，后侧拉杆另一端与后断开式转向梯形铰接。

Description

汽车底盘用多轴同步转向系统

技术领域

本发明涉及一种多轴同步转向系统，特别是涉及一种用于特种汽车底盘的多轴同步转向系统。

背景技术

重型特种汽车底盘具有大吨位、多轴数、高越野性的特点，一般采用多轴转向技术，利用杆系传动的多轴转向系统成本低、可靠性高，应用广泛。

多轴转向技术中，转向杆系将转向运动由前桥向后桥传输，该技术应用于大轴距底盘时，为保证各转向轮间合理的转角关系，杆系铰点的空间布置离散，常常需要底盘布置时为转向杆系预留较大空间，如何在满足合理转角关系传递的前提下，使转向杆系结构布置紧凑是多轴转向系统设计的一个技术难点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构布置紧凑的汽车底盘用多轴同步转向系统。

本发明汽车底盘用多轴同步转向系统，所述汽车底盘包括前后转向桥组，前后转向桥组各至少布置一个转向桥，

所述多轴同步转向系统包括从前向后依次布置的转向器、第一垂臂、前垂臂、中垂臂和后垂臂，所述转向器固定在汽车底盘上，所述第一垂臂、前垂臂、中垂臂和后垂臂均可转动地安装在汽车底盘上，每个垂臂上的转动中心均位于垂臂的两端之间，所述转向器与转向摇臂的上端固连，转向摇臂的下端铰接有前直拉杆，前直拉杆的另一端与第一垂臂下端铰接，所述第一垂臂上端铰接有前纵拉杆，前纵拉杆的另一端与前垂臂的上端铰接，前垂臂的上端还铰接有中纵拉杆，中纵拉杆的另一端与中垂臂的下端铰接，中垂臂的上端铰接有后纵拉杆，后纵拉杆的另一端与后垂臂的上端铰接，所述前垂臂的下端铰接有前侧拉杆，前侧拉杆的另一端与前断开式转向梯形铰接，所述前断开式转向梯形分别与前转向桥组中的转向桥两端转向节上的转向节臂铰接，所述后垂臂的下端铰接有后侧拉杆，后侧拉杆的另一端与后断开式转向梯形铰接，所述后断开式转向梯形分别与后转向桥组中的转向桥两端转向节上的转向节臂铰接；

所述多轴同步转向系统还包括前助力油缸、后助力油缸及对正缸，所述前助力油缸、后助力油缸及对正缸均铰接在汽车底盘上，所述前助力油缸的活塞杆铰接在前垂臂或前断开式转向梯形上，所述后助力油缸的活塞杆铰接在后垂臂或后断开式转向梯形上，所述对正缸的活塞杆铰接在后断开式转向梯形上。

本发明汽车底盘用多轴同步转向系统，其中所述前断开式转向梯形包括前左摆臂和前右摆臂，前左摆臂和前右摆臂均可转动地安装在汽车底盘上，前左摆臂和前右摆臂之间铰接有前横拉杆，前左摆臂上铰接有前左边拉杆，前右摆臂上铰接有前右边拉杆，所述前左边拉杆和前右边拉杆分别与前转向桥组中的转向桥两端转向节上的转向节臂铰接；所述前侧拉杆与所述前左摆臂铰接，所述前助力油缸的活塞杆与前左摆臂或前右摆臂铰接；

所述后断开式转向梯形包括后左摆臂和后右摆臂，后左摆臂和后右摆臂均可转动地安装在汽车底盘上，后左摆臂和后右摆臂之间铰接有后横拉杆，后左摆臂上铰接有后左边拉杆，后右摆臂上铰接有后右边拉杆，所述后左边拉杆和后右边拉杆分别与后转向桥组中的转向桥两端转向节上的转向节臂铰接；所述后侧拉杆与所述后左摆臂铰接，所述后助力油缸的活塞杆与后左摆臂铰接，所述对正缸的活塞杆与后右摆臂铰接。

本发明汽车底盘用多轴同步转向系统，其中所述前转向桥组布置有两个转向桥，分别为第一、二转向桥，所述前纵拉杆设置为两个，分别为第一、二前纵拉杆，所述前垂臂设置为两个，分别为第一、二前垂臂，所述前侧拉杆设置为两个，分别为第一、二前侧拉杆，所述前断开式转向梯形设置为两个，分别为第一、二前断开式转向梯形，所述前助力油缸设置为两个，分别为第一、二前助力油缸；

所述第一垂臂的上端与所述第一前纵拉杆铰接，第一前纵拉杆的另一端与第一前垂臂的上端铰接，第一前垂臂的上端还铰接有第二前纵拉杆，第二前纵拉杆的另一端与第二前垂臂的上端铰接，第二前垂臂的上端铰接所述中纵拉杆；

所述第一前垂臂的下端铰接有所述第一前侧拉杆，第一前侧拉杆的另一端与所述第一前断开式转向梯形铰接，所述第一前断开式转向梯形分别与第一转向桥两端转向节上的转向节臂铰接；

所述第二前垂臂的下端铰接有所述第二前侧拉杆，第二前侧拉杆的另一端与所述第二前断开式转向梯形铰接，所述第二前断开式转向梯形分别与第二转向桥两端转向节上的转向节臂铰接；

所述第一前断开式转向梯形与第一前助力油缸的活塞杆铰接，所述第二前断开式转向梯形与第二前助力油缸的活塞杆铰接。

本发明汽车底盘用多轴同步转向系统，其中所述第一前断开式转向梯形包括第一前左摆臂和第一前右摆臂，第一前左摆臂和第一前右摆臂均可转动地安装在汽车底盘上，第一前左摆臂和第一前右摆臂之间铰接有第一前横拉杆，第一前左摆臂上铰接有第一前左边拉杆，第一前右摆臂上铰接有第一前右边拉杆，所述第一前左边拉杆和第一前右边拉杆分别与第一转向桥两端转向节上的转向节臂铰接；所述第一前侧拉杆与所述第一前左摆臂铰接，所述第一前助力油缸的活塞杆与第一前左摆臂铰接；

所述第二前断开式转向梯形包括第二前左摆臂和第二前右摆臂，第二前左摆臂和第二前右摆臂均可转动地安装在汽车底盘上，第二前左摆臂和第二前右摆臂之间铰接有第二前横拉杆，第二前左摆臂上铰接有第二前左边拉杆，第二前右摆臂上铰接有第二前右边拉杆，所述第二前左边拉杆和第二前右边拉杆分别与第二转向桥两端转向节上的转向节臂铰接；所述第二前侧拉杆与所述第二前左摆臂铰接，所述第二前助力油缸的活塞杆与第二前右摆臂铰接。

本发明汽车底盘用多轴同步转向系统，其中所述后转向桥组布置有两个转向桥，分别为第三、四转向桥，所述后纵拉杆设置为两个，分别为第一、二后纵拉杆，所述后垂臂设置为两个，分别为第一、二后垂臂，所述后侧拉杆设置为两个，分别为第一、二后侧拉杆，所述后断开式转向梯形设置为两个，分别为第一、二后断开式转向梯形，所述后助力油缸设置为两个，分别为第一、二后助力油缸；

所述中垂臂的上端与所述第一后纵拉杆铰接，第一后纵拉杆的另一端与第一后垂臂的上端铰接，第一后垂臂的上端还铰接有第二后纵拉杆，第二后纵拉杆的另一端与第二后垂臂的上端铰接；

所述第一后垂臂的下端铰接有所述第一后侧拉杆，第一后侧拉杆的另一端与所述第一后断开式转向梯形铰接，所述第一后断开式转向梯形分别与第三转向桥两端转向节上的转向节臂铰接；

所述第二后垂臂的下端铰接有所述第二后侧拉杆，第二后侧拉杆的另一端与所述第二后断开式转向梯形铰接，所述第二后断开式转向梯形分别与第四转向桥两端转向节上的转向节臂铰接；

所述第一后断开式转向梯形与第一后助力油缸的活塞杆铰接，所述第二后垂臂的上端与第二后助力油缸的活塞杆铰接。

本发明汽车底盘用多轴同步转向系统，其中所述第一后断开式转向梯形包括第一后左摆臂和第一后右摆臂，第一后左摆臂和第一后右摆臂均可转动地安装在汽车底盘上，第一后左摆臂和第一后右摆臂之间铰接有第一后横拉杆，第一后左摆臂上铰接有第一后左边拉杆，第一后右摆臂上铰接有第一后右边拉杆，所述第一后左边拉杆和第一后右边拉杆分别与第三转向桥两端转向节上的转向节臂铰接；所述第一后侧拉杆与所述第一后左摆臂铰接，所述第一后助力油缸的活塞杆与第一后左摆臂铰接，所述对正缸的活塞杆与第一后右摆臂铰接；

所述第二后断开式转向梯形包括第二后左摆臂和第二后右摆臂，第二后左摆臂和第二后右摆臂均可转动地安装在汽车底盘上，第二后左摆臂和第二后右摆臂之间铰接有第二后横拉杆，第二后左摆臂上铰接有第二后左边拉杆，第二后右摆臂上铰接有第二后右边拉杆，所述第二后左边拉杆和第二后右边拉杆分别与第四转向桥两端转向节上的转向节臂铰接；所述第二后侧拉杆与所述第二后左摆臂铰接，所述第二后助力油缸的活塞杆与第二后垂臂的上端铰接。

本发明汽车底盘用多轴同步转向系统，其中所述第一垂臂、第一前垂臂、第二前垂臂、中垂臂、第一后垂臂和第二后垂臂分别通过转动装置安装在汽车底盘上，所述转动装置包括轴承、立轴和立轴支座，每个垂臂均通过轴承可转动地安装在立轴上，所述立轴固定在立轴支座上，所述立轴支座固定在汽车底盘上。

本发明汽车底盘用多轴同步转向系统，其中所述第一前左边拉杆与第一前左摆臂及转向节臂之间均为球铰接，所述第一前右边拉杆与第一前右摆臂及转向节臂之间均为球铰接，所述第二前左边拉杆与第二前左摆臂及转向节臂之间均为球铰接，所述第二前右边拉杆与第二前右摆臂及转向节臂之间均为球铰接，所述第一后左边拉杆与第一后左摆臂及转向节臂之间均为球铰接，所述第一后右边拉杆与第一后右摆臂及转向节臂之间均为球铰接，所述第二后左边拉杆与第二后左摆臂及转向节臂之间均为球铰接，所述第二后右边拉杆与第二后右摆臂及转向节臂之间均为球铰接。

本发明汽车底盘用多轴同步转向系统，其中所述第一、二前左摆臂以及第一、二前右摆臂均通过轴承可转动地安装在汽车底盘上，所述第一、二后左摆臂以及第一、二后右摆臂均通过轴承可转动地安装在汽车底盘上。

本发明汽车底盘用多轴同步转向系统，其中所述第一前助力油缸、第二前助力油缸、第一后助力油缸、第二后助力油缸以及对正缸铰接在汽车底盘上的方式为：每个油缸的缸筒分别铰接在一油缸底座上，所述油缸底座固定在汽车底盘上。

本发明汽车底盘用多轴同步转向系统与现有技术不同之处在于本发明多轴同步转向系统包括从前向后依次布置的转向器、第一垂臂、前垂臂、中垂臂和后垂臂，各个垂臂之间以及垂臂与断开式转向梯形之间均通过拉杆传动，通过优化铰接点，使汽车底盘在转向运动过程中各桥处所需的运动空间一致，便于底盘其他系统的布置，保证结构布置紧凑。

本发明汽车底盘用多轴同步转向系统中通过采用断开式转向梯形以及其与转向节臂之间的球铰接，通过铰接点的优化，能够实现车轮大行程跳动过程中，转向杆系与悬架导向机构运动协调，转向杆系传递合理的转角关系。

下面结合附图对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为本发明汽车底盘用多轴同步转向系统的主视图；

图2为图1的俯视图；

图3为本发明汽车底盘用多轴同步转向系统的垂臂与立轴的安装图；

图4为本发明汽车底盘用多轴同步转向系统中的立轴安装在立轴支座上的立体图；

图5为本发明汽车底盘用多轴同步转向系统中的立轴安装在立轴支座上的主视图；

图6为图5的左视剖视图。

具体实施方式

如图1所示，并参照图2所示，本发明汽车底盘用多轴同步转向系统，所述汽车底盘包括前后转向桥组，前后转向桥组各至少布置一个转向桥。

所述多轴同步转向系统包括从前向后依次布置的转向器1、第一垂臂4、前垂臂、中垂臂12和后垂臂，所述转向器1固定在汽车底盘41上，所述第一垂臂4、前垂臂、中垂臂12和后垂臂均可转动地安装在汽车底盘41上，每个垂臂上的转动中心均位于垂臂的两端之间，所述转向器1与转向摇臂2的上端固连，转向摇臂2的下端铰接有前直拉杆3，前直拉杆3的另一端与第一垂臂4下端铰接，所述第一垂臂4上端铰接有前纵拉杆，前纵拉杆的另一端与前垂臂的上端铰接，前垂臂的上端还铰接有中纵拉杆11，中纵拉杆11的另一端与中垂臂12的下端铰接，中垂臂12的上端铰接有后纵拉杆，后纵拉杆的另一端与后垂臂的上端铰接，所述前垂臂的下端铰接有前侧拉杆，前侧拉杆的另一端与前断开式转向梯形铰接，所述前断开式转向梯形分别与前转向桥组中的转向桥两端转向节上的转向节臂42铰接，所述后垂臂的下端铰接有后侧拉杆，后侧拉杆的另一端与后断开式转向梯形铰接，所述后断开式转向梯形分别与后转向桥组中的转向桥两端转向节上的转向节臂42铰接。

所述多轴同步转向系统还包括前助力油缸、后助力油缸及对正缸24，所述前助力油缸、后助力油缸及对正缸24均铰接在汽车底盘41上，所述前助力油缸的活塞杆铰接在前垂臂或前断开式转向梯形上，所述后助力油缸的活塞杆铰接在后垂臂或后断开式转向梯形上，所述对正缸24的活塞杆铰接在后断开式转向梯形上。

转向器1与转向摇臂2通过花键连接，第一垂臂4可转动地安装在汽车底盘41上，从而将转向器1与传动机构连接，保证转向器1输出与轴间运动关系满足需求。

设置对正缸24的目的是车辆在高速小转角时，锁止后转向桥组，保证行驶的稳定性。当车辆未处于高速小转角的行驶状态时，调节对正缸24处在自由随动状态，此时，对正缸24不会对车辆的行驶产生影响。

所述前断开式转向梯形包括前左摆臂和前右摆臂，前左摆臂和前右摆臂均可转动地安装在汽车底盘上，前左摆臂和前右摆臂之间铰接有前横拉杆，前左摆臂上铰接有前左边拉杆，前右摆臂上铰接有前右边拉杆，所述前左边拉杆和前右边拉杆分别与前转向桥组中的转向桥两端转向节上的转向节臂42铰接；所述前侧拉杆与所述前左摆臂铰接，所述前助力油缸的活塞杆与前左摆臂或前右摆臂铰接。

所述后断开式转向梯形包括后左摆臂和后右摆臂，后左摆臂和后右摆臂均可转动地安装在汽车底盘上，后左摆臂和后右摆臂之间铰接有后横拉杆，后左摆臂上铰接有后左边拉杆，后右摆臂上铰接有后右边拉杆，所述后左边拉杆和后右边拉杆分别与后转向桥组中的转向桥两端转向节上的转向节臂42铰接；所述后侧拉杆与所述后左摆臂铰接，所述后助力油缸的活塞杆与后左摆臂铰接，所述对正缸的活塞杆与后右摆臂铰接。

在本具体实施方式中，前转向桥组布置有两个转向桥，分别为第一、二转向桥，第一、二转向桥沿前后布置，即第一转向桥位于第二转向桥的前方。所述前纵拉杆设置为两个，分别为第一、二前纵拉杆5、8，所述前垂臂设置为两个，分别为第一、二前垂臂7、10，所述前侧拉杆设置为两个，分别为第一、二前侧拉杆6、9，所述前断开式转向梯形设置为两个，分别为第一、二前断开式转向梯形43、44，所述前助力油缸设置为两个，分别为第一、二前助力油缸21、23。

所述第一垂臂4的上端与所述第一前纵拉杆5铰接，第一前纵拉杆5的另一端与第一前垂臂7的上端铰接，第一前垂臂7的上端还铰接有第二前纵拉杆8，第二前纵拉杆8的另一端与第二前垂臂10的上端铰接，第二前垂臂10的上端铰接所述中纵拉杆11。

所述第一前垂臂7的下端铰接有所述第一前侧拉杆6，第一前侧拉杆6的另一端与所述第一前断开式转向梯形43铰接，所述第一前断开式转向梯形43分别与第一转向桥两端转向节上的转向节臂42铰接。

所述第二前垂臂10的下端铰接有所述第二前侧拉杆9，第二前侧拉杆9的另一端与所述第二前断开式转向梯形44铰接，所述第二前断开式转向梯形44分别与第二转向桥两端转向节上的转向节臂42铰接。

所述第一前断开式转向梯形43与第一前助力油缸21的活塞杆铰接，所述第二前断开式转向梯形44与第二前助力油缸23的活塞杆铰接。

所述第一前断开式转向梯形43包括第一前左摆臂45和第一前右摆臂46，第一前左摆臂45和第一前右摆臂46均可转动地安装在汽车底盘41上，第一前左摆臂45和第一前右摆臂46之间铰接有第一前横拉杆20，第一前左摆臂45上铰接有第一前左边拉杆47，第一前右摆臂46上铰接有第一前右边拉杆48，所述第一前左边拉杆47和第一前右边拉杆分别与第一转向桥两端转向节上的转向节臂42铰接；所述第一前侧拉杆6与所述第一前左摆臂45铰接，所述第一前助力油缸21的活塞杆与第一前左摆臂45铰接。

所述第二前断开式转向梯形44包括第二前左摆臂49和第二前右摆臂50，第二前左摆臂49和第二前右摆臂50均可转动地安装在汽车底盘41上，第二前左摆臂49和第二前右摆臂50之间铰接有第二前横拉杆22，第二前左摆臂49上铰接有第二前左边拉杆51，第二前右摆臂50上铰接有第二前右边拉杆52，所述第二前左边拉杆51和第二前右边拉杆52分别与第二转向桥两端转向节上的转向节臂42铰接；所述第二前侧拉杆9与所述第二前左摆臂49铰接，所述第二前助力油缸23的活塞杆与第二前右摆臂50铰接。

在本具体实施方式中，后转向桥组布置有两个转向桥，分别为第三、四转向桥，第三、四转向桥沿前后布置，即第三转向桥位于第四转向桥的前方。所述后纵拉杆设置为两个，分别为第一、二后纵拉杆13、16，所述后垂臂设置为两个，分别为第一、二后垂臂14、17，所述后侧拉杆设置为两个，分别为第一、二后侧拉杆15、18，所述后断开式转向梯形设置为两个，分别为第一、二后断开式转向梯形53、54，所述后助力油缸设置为两个，分别为第一、二后助力油缸25、19。

所述中垂臂的上端与所述第一后纵拉杆13铰接，第一后纵拉杆13的另一端与第一后垂臂14的上端铰接，第一后垂臂14的上端还铰接有第二后纵拉杆16，第二后纵拉杆16的另一端与第二后垂臂17的上端铰接。

所述第一后垂臂14的下端铰接有所述第一后侧拉杆15，第一后侧拉杆15的另一端与所述第一后断开式转向梯形53铰接，所述第一后断开式转向梯形53分别与第三转向桥两端转向节上的转向节臂42铰接。

所述第二后垂臂17的下端铰接有所述第二后侧拉杆18，第二后侧拉杆18的另一端与所述第二后断开式转向梯形54铰接，所述第二后断开式转向梯形54分别与第四转向桥两端转向节上的转向节臂42铰接。

所述第一后断开式转向梯形53与第一后助力油缸25的活塞杆铰接，所述第二后垂臂17的上端与第二后助力油缸19的活塞杆铰接。

所述第一后断开式转向梯形53包括第一后左摆臂55和第一后右摆臂56，第一后左摆臂55和第一后右摆臂56均可转动地安装在汽车底盘41上，第一后左摆臂55和第一后右摆臂56之间铰接有第一后横拉杆26，第一后左摆臂55上铰接有第一后左边拉杆57，第一后右摆臂56上铰接有第一后右边拉杆58，所述第一后左边拉杆57和第一后右边拉杆58分别与第三转向桥两端转向节上的转向节臂42铰接；所述第一后侧拉杆15与所述第一后左摆臂55铰接，所述第一后助力油缸25的活塞杆与第一后左摆臂55铰接，所述对正缸24的活塞杆与第一后右摆臂56铰接。

所述第二后断开式转向梯形54包括第二后左摆臂59和第二后右摆臂60，第二后左摆臂59和第二后右摆臂60均可转动地安装在汽车底盘41上，第二后左摆臂59和第二后右摆臂60之间铰接有第二后横拉杆27，第二后左摆臂59上铰接有第二后左边拉杆61，第二后右摆臂60上铰接有第二后右边拉杆62，所述第二后左边拉杆61和第二后右边拉杆62分别与第四转向桥两端转向节上的转向节臂42铰接；所述第二后侧拉杆18与所述第二后左摆臂59铰接，所述第二后助力油缸19的活塞杆与第二后垂臂17的上端铰接。

如图3所示，并参照图4-6所示，所述第一垂臂4、第一前垂臂7、第二前垂臂10、中垂臂12、第一后垂臂14和第二后垂臂17分别通过转动装置安装在汽车底盘41上，所述转动装置包括轴承、立轴33和立轴支座31，每个垂臂均通过轴承可转动地安装在立轴33上，所述立轴33固定在立轴支座31上，所述立轴支座31固定在汽车底盘41上。

垂臂32通过圆锥滚子轴承37支撑在立轴33上，轴承37通过轴肩与挡圈39进行轴向定位，挡圈39通过圆螺母34被压紧在圆锥滚子轴承37上，利用两个圆螺母34与止动垫圈35对圆螺母进行防松，通过油封36与端盖40为轴承提供封闭的润滑环境。利用第一螺栓38将端盖40固定在垂臂32上；立轴支座31通过第二螺栓28、平垫圈29、螺母30与汽车底盘上的车架固定连接；使得垂臂可绕立轴自由转动，且可将垂臂32受到得轴向力通过轴承37传递至立轴33及立轴支座31上，并最终通过第二螺栓28、平垫圈29、螺母30传递至车架上。

通过立轴支座33将水平立轴31固定于具有倾斜角度的车架连接面上，立轴33与立轴支座31间沿立轴31径向的定位，通过尺寸ФB实现；立轴33与立轴31支座间沿立轴31周向的定位，通过尺寸A实现；立轴33与立轴支座31间沿立轴31轴向的定位，通过ФC处轴肩实现。

所述第一前左边拉杆47与第一前左摆臂45及转向节臂42之间均为球铰接，所述第一前右边拉杆48与第一前右摆臂46及转向节臂42之间均为球铰接，所述第二前左边拉杆51与第二前左摆臂49及转向节臂42之间均为球铰接，所述第二前右边拉杆52与第二前右摆臂50及转向节臂42之间均为球铰接，所述第一后左边拉杆57与第一后左摆臂55及转向节臂42之间均为球铰接，所述第一后右边拉杆58与第一后右摆臂56及转向节臂42之间均为球铰接，所述第二后左边拉杆61与第二后左摆臂59及转向节臂42之间均为球铰接，所述第二后右边拉杆62与第二后右摆臂60及转向节臂42之间均为球铰接。

所述第一、二前左摆臂45、49以及第一、二前右摆臂46、50均通过轴承可转动地安装在汽车底盘41上，所述第一、二后左摆臂55、59以及第一、二后右摆臂56、60均通过轴承可转动地安装在汽车底盘41上。

所述第一前助力油缸21、第二前助力油缸23、第一后助力油缸25、第二后助力油缸19以及对正缸24铰接在汽车底盘41上的方式为：每个油缸的缸筒分别铰接在一油缸底座上，所述油缸底座固定在汽车底盘上。

本发明的原理如下：

1)转向系统由机械杆系传递运动，由液压系统提供助力；

2)采用分组同步转向技术方案，前后桥组各至少布置一个转向桥，前后转向桥组间通过杆系机械连接；

3)杆系的轮间转向传动机构采用断开式转向梯形；

4)前转向桥组各桥梯形布置于轴线之后，后转向桥组各桥梯形布置于轴线之前；

5)通过对梯形断开点的优化，实现车轮跳动大行程跳动过程中，转向杆系与悬架导向机构运动协调，转向杆系传递合理的转角关系；

6)断开式转向梯形与转向节臂之间通过球铰接连接，在车轮跳动与转向运动全行程内，球铰链的摆角在许用范围内，并具有一定设计余量；

7)杆系的轴间传动机构采用布置于车架纵梁左侧的纵拉杆机构，通过对纵拉杆机构铰点位置的优化，使得转向杆系结构紧凑，各轴间转向轮转角关系合理；

8)转向杆系中各摆臂结构采用拓扑优化设计方法，使其满足强度、刚度要求的情况下，具有轻量化的结构；

9)转向液压系统通过助力油缸向各转向桥提供助力，通过助力铰点位置的优化，调整助力油缸力臂，保证各桥助力油缸足以克服该桥受转向阻力，各桥间助力协调，轴间纵拉杆机构受力最优；

10)后桥组布置对正缸，在底盘高速、小转向角行驶时，将后桥组锁止，保证行驶稳定性。

本发明的有益效果如下：

(1)转向系统的设计使得底盘在各使用工况下，各转向桥同步转向，各转向轮绕同一瞬心做纯滚动，转向轮转角运动关系由转向杆系保证。

(2)杆系轮间的断开式转向梯形，满足独立悬架左右车轮独立跳动的运动需求，转向杆系与悬架运动协调，车轮跳动过程中产生的附加转角在一定范围内。

(3)合理的转向梯形断开点，使得车轮大行程跳动时，边拉杆球铰链摆角在其许用范围内。

(4)通过轴间纵拉杆机构铰点位置的优化设计，使得转向中位时，轴间各垂臂支点、上铰点、下铰点分别分布于一条平行于底盘纵向轴线的直线上，转向极限位置时，各铰点位移范围较小。

(5)可通过调整立轴总成机构的设计参数，不改变结构形式，实现立轴总成与不同倾斜角度的车架连接，为垂臂机构提供水平旋转轴。

(6)通过对转向系统摆臂进行拓扑优化，使其具有合理的结构，满足强度与刚度条件，同时满足轻量化要求。

(7)液压系统通过助力缸输出助力，各桥输出助力足以克服该桥车轮最大的转向阻力。

(8)后桥组的对正缸可在高速小转向角时将后转向桥锁止，防止了后桥偏摆，保证底盘高速行驶时的稳定性。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种汽车底盘用多轴同步转向系统，所述汽车底盘包括前后转向桥组，前后转向桥组各至少布置一个转向桥，其特征在于：所述多轴同步转向系统包括从前向后依次布置的转向器(1)、第一垂臂(4)、前垂臂、中垂臂和后垂臂，所述转向器固定在汽车底盘(41)上，所述第一垂臂、前垂臂、中垂臂和后垂臂均可转动地安装在汽车底盘上，每个垂臂上的转动中心均位于垂臂的两端之间，所述转向器与转向摇臂(2)的上端固连，转向摇臂的下端铰接有前直拉杆(3)，前直拉杆的另一端与第一垂臂下端铰接，所述第一垂臂上端铰接有前纵拉杆，前纵拉杆的另一端与前垂臂的上端铰接，前垂臂的上端还铰接有中纵拉杆(11)，中纵拉杆的另一端与中垂臂(12)的下端铰接，中垂臂的上端铰接有后纵拉杆，后纵拉杆的另一端与后垂臂的上端铰接，所述前垂臂的下端铰接有前侧拉杆，前侧拉杆的另一端与前断开式转向梯形铰接，所述前断开式转向梯形分别与前转向桥组中的转向桥两端转向节上的转向节臂(42)铰接，所述后垂臂的下端铰接有后侧拉杆，后侧拉杆的另一端与后断开式转向梯形铰接，所述后断开式转向梯形分别与后转向桥组中的转向桥两端转向节上的转向节臂铰接；所述多轴同步转向系统还包括前助力油缸、后助力油缸及对正缸(24)，所述前助力油缸、后助力油缸及对正缸均铰接在汽车底盘上，所述前助力油缸的活塞杆铰接在前垂臂或前断开式转向梯形上，所述后助力油缸的活塞杆铰接在后垂臂或后断开式转向梯形上，所述对正缸的活塞杆铰接在后断开式转向梯形上；

所述前转向桥组布置有两个转向桥，分别为第一、二转向桥，所述前纵拉杆设置为两个，分别为第一、二前纵拉杆(5、8)，所述前垂臂设置为两个，分别为第一、二前垂臂(7、10)，所述前侧拉杆设置为两个，分别为第一、二前侧拉杆(6、9)，所述前断开式转向梯形设置为两个，分别为第一、二前断开式转向梯形(43、44)，所述前助力油缸设置为两个，分别为第一、二前助力油缸(21、23)；所述第一垂臂(4)的上端与第一前纵拉杆铰接，第一前纵拉杆的另一端与第一前垂臂的上端铰接，第一前垂臂的上端还铰接有第二前纵拉杆，第二前纵拉杆的另一端与第二前垂臂的上端铰接，第二前垂臂的上端铰接所述中纵拉杆(11)；所述第一前垂臂的下端铰接有所述第一前侧拉杆，第一前侧拉杆的另一端与所述第一前断开式转向梯形铰接，所述第一前断开式转向梯形分别与第一转向桥两端转向节上的转向节臂铰接；所述第二前垂臂的下端铰接有所述第二前侧拉杆，第二前侧拉杆的另一端与所述第二前断开式转向梯形铰接，所述第二前断开式转向梯形分别与第二转向桥两端转向节上的转向节臂铰接；所述第一前断开式转向梯形与第一前助力油缸的活塞杆铰接，所述第二前断开式转向梯形与第二前助力油缸的活塞杆铰接；

所述后转向桥组布置有两个转向桥，分别为第三、四转向桥，所述后纵拉杆设置为两个，分别为第一、二后纵拉杆(13、16)，所述后垂臂设置为两个，分别为第一、二后垂臂(14、17)，所述后侧拉杆设置为两个，分别为第一、二后侧拉杆(15、18)，所述后断开式转向梯形设置为两个，分别为第一、二后断开式转向梯形(53、54)，所述后助力油缸设置为两个，分别为第一、二后助力油缸(25、19)；所述中垂臂(12)的上端与第一后纵拉杆铰接，第一后纵拉杆的另一端与第一后垂臂的上端铰接，第一后垂臂的上端还铰接有第二后纵拉杆，第二后纵拉杆的另一端与第二后垂臂的上端铰接；所述第一后垂臂的下端铰接有所述第一后侧拉杆，第一后侧拉杆的另一端与所述第一后断开式转向梯形铰接，所述第一后断开式转向梯形分别与第三转向桥两端转向节上的转向节臂(42)铰接；所述第二后垂臂的下端铰接有所述第二后侧拉杆，第二后侧拉杆的另一端与所述第二后断开式转向梯形铰接，所述第二后断开式转向梯形分别与第四转向桥两端转向节上的转向节臂铰接；所述第一后断开式转向梯形与第一后助力油缸的活塞杆铰接，所述第二后垂臂的上端与第二后助力油缸的活塞杆铰接；

所述第一前左边拉杆(47)与第一前左摆臂(45)及转向节臂(42)之间均为球铰接，所述第一前右边拉杆(48)与第一前右摆臂(46)及转向节臂之间均为球铰接，所述第二前左边拉杆(51)与第二前左摆臂(49)及转向节臂之间均为球铰接，所述第二前右边拉杆(52)与第二前右摆臂(50)及转向节臂之间均为球铰接，所述第一后左边拉杆(57)与第一后左摆臂(55)及转向节臂之间均为球铰接，所述第一后右边拉杆(58)与第一后右摆臂(56)及转向节臂之间均为球铰接，所述第二后左边拉杆(61)与第二后左摆臂(59)及转向节臂之间均为球铰接，所述第二后右边拉杆(62)与第二后右摆臂(60)及转向节臂之间均为球铰接。

2.根据权利要求1所述的汽车底盘用多轴同步转向系统，其特征在于：所述前断开式转向梯形包括前左摆臂和前右摆臂，前左摆臂和前右摆臂均可转动地安装在汽车底盘(41)上，前左摆臂和前右摆臂之间铰接有前横拉杆，前左摆臂上铰接有前左边拉杆，前右摆臂上铰接有前右边拉杆，所述前左边拉杆和前右边拉杆分别与前转向桥组中的转向桥两端转向节上的转向节臂(42)铰接；所述前侧拉杆与所述前左摆臂铰接，所述前助力油缸的活塞杆与前左摆臂或前右摆臂铰接；所述后断开式转向梯形包括后左摆臂和后右摆臂，后左摆臂和后右摆臂均可转动地安装在汽车底盘(41)上，后左摆臂和后右摆臂之间铰接有后横拉杆，后左摆臂上铰接有后左边拉杆，后右摆臂上铰接有后右边拉杆，所述后左边拉杆和后右边拉杆分别与后转向桥组中的转向桥两端转向节上的转向节臂(42)铰接；所述后侧拉杆与所述后左摆臂铰接，所述后助力油缸的活塞杆与后左摆臂铰接，所述对正缸的活塞杆与后右摆臂铰接。

3.根据权利要求2所述的汽车底盘用多轴同步转向系统，其特征在于：所述第一前断开式转向梯形(43)包括第一前左摆臂(45)和第一前右摆臂(46)，第一前左摆臂和第一前右摆臂均可转动地安装在汽车底盘(41)上，第一前左摆臂和第一前右摆臂之间铰接有第一前横拉杆(20)，第一前左摆臂上铰接有第一前左边拉杆(47)，第一前右摆臂上铰接有第一前右边拉杆(48)，所述第一前左边拉杆和第一前右边拉杆分别与第一转向桥两端转向节上的转向节臂(42)铰接；所述第一前侧拉杆(6)与所述第一前左摆臂铰接，所述第一前助力油缸(21)的活塞杆与第一前左摆臂铰接；所述第二前断开式转向梯形(44)包括第二前左摆臂(49)和第二前右摆臂(50)，第二前左摆臂和第二前右摆臂均可转动地安装在汽车底盘上，第二前左摆臂和第二前右摆臂之间铰接有第二前横拉杆(22)，第二前左摆臂上铰接有第二前左边拉杆(51)，第二前右摆臂上铰接有第二前右边拉杆(52)，所述第二前左边拉杆和第二前右边拉杆分别与第二转向桥两端转向节上的转向节臂(42)铰接；所述第二前侧拉杆(9)与所述第二前左摆臂铰接，所述第二前助力油缸(23)的活塞杆与第二前右摆臂铰接。

4.根据权利要求3所述的汽车底盘用多轴同步转向系统，其特征在于：所述第一后断开式转向梯形(53)包括第一后左摆臂(55)和第一后右摆臂(56)，第一后左摆臂和第一后右摆臂均可转动地安装在汽车底盘(41)上，第一后左摆臂和第一后右摆臂之间铰接有第一后横拉杆(26)，第一后左摆臂上铰接有第一后左边拉杆(57)，第一后右摆臂上铰接有第一后右边拉杆(58)，所述第一后左边拉杆和第一后右边拉杆分别与第三转向桥两端转向节上的转向节臂(42)铰接；所述第一后侧拉杆(15)与所述第一后左摆臂铰接，所述第一后助力油缸(25)的活塞杆与第一后左摆臂铰接，所述对正缸(24)的活塞杆与第一后右摆臂铰接；所述第二后断开式转向梯形(54)包括第二后左摆臂(59)和第二后右摆臂(60)，第二后左摆臂和第二后右摆臂均可转动地安装在汽车底盘(41)上，第二后左摆臂和第二后右摆臂之间铰接有第二后横拉杆(27)，第二后左摆臂上铰接有第二后左边拉杆(61)，第二后右摆臂上铰接有第二后右边拉杆(62)，所述第二后左边拉杆和第二后右边拉杆分别与第四转向桥两端转向节上的转向节臂(42)铰接；所述第二后侧拉杆与所述第二后左摆臂铰接，所述第二后助力油缸(19)的活塞杆与第二后垂臂(17)的上端铰接。

5.根据权利要求4所述的汽车底盘用多轴同步转向系统，其特征在于：所述第一垂臂(4)、第一前垂臂(7)、第二前垂臂(10)、中垂臂(12)、第一后垂臂(14)和第二后垂臂(17)分别通过转动装置安装在汽车底盘(41)上，所述转动装置包括轴承、立轴(33)和立轴支座(31)，每个垂臂均通过轴承可转动地安装在立轴上，所述立轴固定在立轴支座上，所述立轴支座固定在汽车底盘(41)上。

6.根据权利要求5所述的汽车底盘用多轴同步转向系统，其特征在于：所述第一、二前左摆臂(45、49)以及第一、二前右摆臂(46、50)均通过轴承可转动地安装在汽车底盘(41)上，所述第一、二后左摆臂(55、59)以及第一、二后右摆臂(56、60)均通过轴承可转动地安装在汽车底盘上。

7.根据权利要求6所述的汽车底盘用多轴同步转向系统，其特征在于：所述第一前助力油缸(21)、第二前助力油缸(23)、第一后助力油缸(25)、第二后助力油缸(19)以及对正缸(24)铰接在汽车底盘(41)上的方式为：每个油缸的缸筒分别铰接在一油缸底座上，所述油缸底座固定在汽车底盘上。

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