CN106394658A - 基于双排行星轮系的汽车前轮主动转向耦合装置 - Google Patents

Abstract

一种基于双排行星轮系的汽车前轮主动转向耦合装置,安装在方向盘和转向器之间，包括安装在壳体上动力驱动装置和安装在壳体内的机械传动装置，所述动力驱动装置包括助转角电机、相互啮合的涡轮及蜗杆；所述机械传动装置包括并列的行星轮系Ⅰ及行星轮系Ⅱ；行星轮系Ⅰ的太阳轮和行星轮系Ⅱ的太阳轮同轴，行星架Ⅰ固定在壳体上；手动输入部分动力经输入轴传递到齿圈Ⅰ，由齿圈Ⅰ输入到行星轮系Ⅰ，从太阳轮Ⅰ输出到行星轮系Ⅱ；助转角电机部分经涡轮蜗杆传递至行星架Ⅱ；太阳轮Ⅱ和行星架Ⅱ共同作为输入，耦合后的转角由齿圈Ⅱ对外输出；该装置采用机械连接，加工方便，实现了可变传动比传动，使转向过程更加安全、灵活。

Description

基于双排行星轮系的汽车前轮主动转向耦合装置

技术领域

本发明属于汽车转向系统领域，具体涉及一种基于双排行星轮系的汽车前轮主动转向耦合装置。

背景技术

转向系统是汽车底盘中的重要组成部分，它的好坏直接影响着驾驶员的路感和行车安全。随着汽车技术的不断进步，转向系统先后经历了机械式、液压助力式、电控液压助力式和电动助力式。虽然在一定程度上使驾驶更加轻便，但是由于方向盘到转向器之间的传动比是固定的，所以都不能适时的对汽车转向角度进行修正以使汽车在低速时转向灵活，在高速时转向稳定。

“主动转向技术”是指汽车在不依靠驾驶员的操作，根据当前行驶状况主动对汽车施加转向控制，提高了车辆的操控舒适性、主动安全性和稳定性。主动转向系统目前有两种形式：机械叠加式和线控式。由于线控式的主动转向系统取消了方向盘和转向器之间的机械连接，当系统出现故障时，可能使车辆无法转向，容易产生交通事故。而机械叠加式的主动转向装置保留了原有的方向盘和转向器之间的机械连接，与线控转向系统相比，在驾驶安全上更有保障。

发明内容

为本发明的目的是提供一种结构简单便于改变转向角的转向传动装置。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：基于双排行星轮系的汽车前轮主动转向耦合装置，包括机械传动装置和动力驱动装置，机械传动装置包括并列的行星轮系Ⅰ和行星轮系Ⅱ，动力驱动装置包括助转角电机、相互啮合的涡轮及蜗杆；行星轮系Ⅰ主要由输入轴、齿圈Ⅰ、行星架Ⅰ、行星轮Ⅰ及太阳轮Ⅰ组成，齿圈Ⅰ与输入轴相连，行星架Ⅰ固定在壳体上，行星轮Ⅰ与行星架Ⅰ相连 并与齿圈Ⅰ及太阳轮Ⅰ啮合；行星轮系Ⅱ主要由输出轴、齿圈Ⅱ、行星架Ⅱ、行星轮Ⅱ及太阳轮Ⅱ组成，齿圈Ⅱ与输出轴相连，所述涡轮空套在连接太阳轮Ⅰ和太阳轮Ⅱ的中间轴上，所述行星架Ⅱ与该涡轮相连，行星轮Ⅱ与行星架Ⅱ连接并与太阳轮Ⅱ及齿圈Ⅱ啮合。

所述齿圈的一面与圆形挡板固接为一体，且此挡板能与输入轴和输出轴装配。

行星轮系Ⅱ的太阳轮与中间轴为一体，是一根齿轮轴；且行星轮系Ⅰ的太阳轮与该齿轮轴采用键连接，方便装配。

壳体的上下两端配有端盖，采用螺栓连接。

整套机械传动装置安装在壳体内，驱动装置的蜗杆安装在壳体内并与涡轮啮合。

本发明的有益效果：该前轮主动转向装置整体结构较小，便于布置；将机械传动与动力驱动所提供的转角进行叠加，实现了汽车的主动转向。

耦合后的转角输出是由动力驱动装置驱动蜗轮经行星架Ⅱ、行星轮Ⅱ、太阳轮Ⅱ，从齿圈输Ⅱ出，是一种增速传动；此种输出方式介于目前的太阳轮输出和行星架输出，但相比太阳轮输出，起到一定的减速作用，相比行星架输出，耦合后的方向盘转角输出比较灵敏。

保留了传统转向系统方向盘到转向器之间的机械连接；安全性高、容错性好。

附图说明

图1为本发明的结构简图。

图2为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下本发明可由如下技术方式来实现，结合附图，说明如下：

如图所示基于双排行星轮系的汽车主前轮动转向耦合装置，位于方向盘和转向器之间，包括机械传动装置和动力驱动装置，机械传动装置由两组并列的NGW行星轮系组成，包括上排行星轮系Ⅰ和下排行星轮系Ⅱ；机械传动装置的输入轴与方向盘连接，输出轴与转向器连接；动力驱动装置包括助转角电机、相互啮合的涡轮11及蜗杆1；蜗杆1由电机驱动从而带动啮合的涡轮11转动；机械传动装置的上排行星轮系Ⅰ主要由输入轴6、齿圈Ⅰ3、行星架Ⅰ8、行星轮Ⅰ7及太阳轮Ⅰ10组成，齿圈Ⅰ3与输入轴6固接为一体，行星架Ⅰ8固接在壳体2上，行星轮Ⅰ7空套在行星架Ⅰ8上 并与齿圈Ⅰ3及太阳轮Ⅰ10啮合；下排行星轮系Ⅱ主要由输出轴15、齿圈Ⅱ17、行星架Ⅱ18、行星轮Ⅱ13及太阳轮Ⅱ14组成，齿圈Ⅱ17与输出轴15固接为一体，所述涡轮11空套在连接太阳轮Ⅰ9和太阳轮Ⅱ14的中间轴19上并与行星架Ⅱ18固接为一体，行星轮Ⅱ13装配在行星架Ⅱ18上并与太阳轮Ⅱ14及齿圈Ⅱ17啮合。

所述齿圈3、17的一面与圆形挡板固接为一体，且此挡板能与输入轴和输出轴配合。

下排行星轮系Ⅱ的太阳轮14与中间轴19为一体，是一根齿轮轴；且上排行星轮系Ⅰ的太阳轮6与该齿轮轴采用键连接，方便装配。

壳体的上下两端配有端盖5、16，端盖与壳体之间采用螺栓4连接。

整套机械传动装置安装在壳体2内，驱动装置的电机和蜗杆1安装在壳体2上并与涡轮11啮合。

常规转向下，方向盘转角经过输入轴6传递到上排行星轮系的齿圈Ⅰ3上，齿圈Ⅰ3与行星轮Ⅰ7啮合，运动经过行星轮Ⅰ7传递给太阳轮Ⅰ10，太阳轮Ⅰ10将运动输出给中间轴19，中间轴19将运动输入到下排行星轮系的太阳轮Ⅱ14；此时电动机不转动，啮合的蜗轮11蜗杆1不动，由于下排行星架Ⅱ18与涡轮11固接，则套在下排行星架Ⅱ18上的行星轮Ⅱ13不绕下排太阳轮Ⅱ14公转，只产生自转，行星轮Ⅱ13最终将运动传递给与其相啮合的齿圈Ⅱ17，齿圈Ⅱ17把运动对外输出。由于上下排行星轮系各相应齿轮的齿数相同，则从输入部分到输出部分总的传动比不变为1，所以从方向盘输入的转角与传递到转向器的转角相同。

主动转向装置介入下，方向盘转角经过输入轴6传递到上排行星轮系的齿圈Ⅰ3上，齿圈Ⅰ3与行星轮Ⅰ7啮合，运动经过行星轮Ⅰ7传递给太阳轮Ⅰ10，太阳轮Ⅰ10将运动输出给中间轴19，中间轴19将运动输入到下排行星轮系的太阳轮Ⅱ14；动力驱动部分，助转角电机驱动蜗杆1转动，蜗杆将运动传递给与下排行星架Ⅱ18固接的涡轮11上，涡轮11与下排行星架Ⅱ18一同转动，空套在行星架Ⅱ18上的行星轮Ⅱ13开始绕下排太阳轮Ⅱ14产生公转，此时由方向盘输入的转角与驱动电机输入的转角进行叠加，机械传动装置与动力驱动装置耦合，最后叠加的转角由齿圈Ⅱ15对外输出。

耦合后的转角输出是由动力驱动装置驱动蜗轮11经下排行星架Ⅱ18、行星轮Ⅱ13、太阳轮Ⅱ14，从齿圈Ⅱ17输出，是一种增速运动；此种输出方式介于目前的太阳轮输出和行星架输出，相比太阳轮输出，起到一定的减速作用，相比行星架输出，耦合后的方向盘转角输出比较灵敏。

在主动转向装置介入下，由于动力驱动装置输入的力矩会对方向盘输入力矩产生影响，所以对于配有电动助力转向的汽车而言，需要对助力电机附加一个额外的控制，来抵消主动转向装置干预时对方向盘产生的突变力矩。

Claims (5)

1.基于双排行星轮系的汽车前轮主动转向耦合装置，其特征在于：该装置包括机械传动装置和动力驱动装置，机械传动装置包括并列的行星轮系Ⅰ和行星轮系Ⅱ，动力驱动装置包括助转角电机、相互啮合的涡轮及蜗杆，行星轮系Ⅰ主要由输入轴、齿圈Ⅰ、行星架Ⅰ、行星轮Ⅰ及太阳轮Ⅰ组成，齿圈Ⅰ与输入轴相连，行星架Ⅰ固定在壳体上，行星轮Ⅰ与行星架Ⅰ连接并与齿圈Ⅰ及太阳轮Ⅰ啮合，行星轮系Ⅱ主要由输出轴、齿圈Ⅱ、行星架Ⅱ、行星轮Ⅱ及太阳轮Ⅱ组成，齿圈Ⅱ与输出轴相连，所述涡轮空套在连接太阳轮Ⅰ和太阳轮Ⅱ的中间轴上，所述行星架Ⅱ与该涡轮相连，行星轮Ⅱ与行星架Ⅱ连接并与太阳轮Ⅱ及齿圈Ⅱ啮合。

2.根据权利要求1所述的基于双排行星轮系的汽车前轮主动转向耦合装置，其特征在于：所述齿圈的一面与圆形挡板固接为一体，且此挡板能与输入轴和输出轴装配。

3.根据权利要求1所述的基于双排行星轮系的汽车前轮主动转向耦合装置，其特征在于：行星轮系Ⅱ的太阳轮与中间轴为一体，是一根齿轮轴，且行星轮系Ⅰ的太阳轮与该齿轮轴采用键连接，方便装配。

4.根据权利要求1所述的基于双排行星轮系的汽车前轮主动转向耦合装置，其特征在于：壳体的上下两端配有端盖，端盖与壳体之间采用螺栓连接。

5.根据权利要求1所述的基于双排行星轮系的汽车前轮主动转向耦合装置，其特征在于：整套机械传动装置安装在壳体内，驱动装置的蜗杆安装在壳体上并与涡轮啮合 。