CN107140013A - 一种双前桥汽车转向系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双前桥汽车转向系统，包括转向器、垂臂、第一前桥直拉杆、过渡拉杆、助力缸总成、第二前桥直拉杆、第一前桥及第二前桥；转向器通过转向器支架安装于车架纵梁上，垂臂的上端与转向器连接，垂臂的下端与过渡拉杆的前端活动连接；过渡拉杆的后端与助力缸总成活动连接；第一前桥直拉杆的前端与助力缸总成活动连接，后端与第一前桥活动连接；第二前桥直拉杆的前端与助力缸总成活动连接，后端与第二前桥活动连接。本技术方案中的助力缸总成既能提供转向助力，又能充当过渡摇臂的作用；助力缸不使用活塞杆，助力缸可以承受更大的压力，从而输出更大的转向力矩，且寿命高、可靠性好。

Description

一种双前桥汽车转向系统

技术领域

本发明属于汽车转向系统技术领域，特别是指一种双前桥汽车转向系统。

背景技术

双前桥转向的汽车是指具有两个转向桥的汽车，相比单前桥车多一个转向 桥，所以可以承载更多的载重，随着国民经济发展，双前桥转向汽车成为公路 运输车的发展趋势。

如图1至图3所示为现有技术的双前桥汽车转向系统示意图，包括方向盘 01、转向管柱02、转向器03、转向器摇臂04、第一前桥过渡拉杆05、第一前 桥过渡臂06、第一前桥直拉杆07、助力缸08、助力缸支架09、第一前桥转向 节臂010、第二前桥直拉杆013、第二前桥转向节臂014、第一前桥012、第二 前桥016、第一前桥转向节011及第二前桥转向节015。

各拉杆与各个摆臂之间通过球销接头连接，如第一前桥过渡臂上分别连接 有第一前桥过渡拉杆、第一前桥直拉杆、第二前桥直拉杆及助力缸，即需要传 递运动，又要传递转向力。第一前桥转向节臂的回转半径和第二前桥转向节臂 的回转半径相等，以获得合适的转向传动比，保证第二前桥转向精准；助力缸 与第一前桥过渡臂拉入，并提供转向助力，

如图4所示，在转向系统中还包括液压助力管路系统，包括储油罐017、 储油罐出油管018、油泵019、转向器进油管020、转向器出油管021、助力缸 左转进油管22及助力缸右转进油管23。油泵将储油罐中的动转油提供给转向 器，并提供转向助力。

现有技术的转向系统中，无论助力缸如何布置，采用现有的结构均需要为 助力缸预留较大的安装空间及运动空间，在整车上的布置较困难。

助力缸活塞杆与外界紧靠防尘罩来隔绝，防尘罩失效时，杂质易进入助力 缸内部导致密封失效，助力缸外泄漏增大，导致效率降低。

需要设置额外的过渡摇臂将助力缸的直线运动转化为转动，因此需要的部 件较多且结构复杂。

活塞杆不能承受较大的压力，长期重载工况下，活塞杆易弯曲，寿命低。

发明内容

本发明的目的是提供一种双前桥汽车转向系统，以解决需要为助力缸预留 较大空间及活塞杆易弯曲的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种双前桥汽车转向系统，包括转向器、垂臂、第一前桥直拉杆、过渡拉 杆、助力缸总成、第二前桥直拉杆、第一前桥及第二前桥；

所述转向器通过转向器支架安装于车架纵梁上，所述垂臂的上端与所述转 向器连接，所述垂臂的下端与所述过渡拉杆的前端活动连接；

所述过渡拉杆的后端与所述助力缸总成活动连接；

所述第一前桥直拉杆的前端与所述助力缸总成活动连接，后端与所述第一 前桥活动连接；

所述第二前桥直拉杆的前端与所述助力缸总成活动连接，后端与所述第二 前桥活动连接。

所述助力缸总成设置于所述转向器与所述第一前桥之间的所述车架纵梁 上；

所述助力缸总成包括助力缸及与所述助力缸啮合的摇臂。

所述助力缸包括缸体及活塞，所述缸体与所述摇臂相对处设置有开口，所 述活塞活动设置于所述缸体内，沿所述活塞的轴向侧壁上设置有多个齿形凹槽， 部分所述齿形凹槽与所述开口相对应；

在所述活塞将所述缸体分隔为左转助力缸室和右转助力缸室；

在所述缸体上设置有左转进油口和右转进油口，所述左转进油口与所述左 转助力缸室连通，所述右转进油口与所述右转助力缸室连通。

所述摇臂包括摇臂本体及设置于所述摇臂本体上端的齿形部，在所述齿形 部上设置有外齿纹，所述外齿纹与所述齿形凹槽啮合。

所述过渡拉杆的后端与所述摇臂本体的下端活动连接；所述第一前桥直拉 杆的前端与所述摇臂本体的下端活动连接；所述第二前桥直拉杆的前端设置于 所述摇臂本体上，位于所述摇臂本体下端与齿形部之间。

所述过渡拉杆后端的回转半径与所述第一前桥直拉杆前端的回转半径相 同；所述第一前桥直拉杆前端的回转半径大于所述第二前桥直拉杆前端的回转 半径。

还包括有液压助力管路系统，所述液压助力管路系统包括储油罐、储油管 出油管、油泵、转向器进油管、转向器出油管、助力缸左转进油管及助力缸右 转进油管；

所述储油管出油管的一端与所述储油罐连接，另一端与油泵进油口连接； 所述转向器进油管的一端与所述油泵的出油口连接，另一端与所述转向器的进 油口连接；

所述转向器出油管的一端与所述转向器的出油口连接，另一端与所述油罐 连接；

所述助力缸左转进油管的一端与所述左转进油口连接，另一端与所述转向 器连接；所述助力缸右转进油管的一端与所述右转进油口连接，另一端与所述 转向器连接。

本发明的有益效果是：

1)本技术方案中的助力缸总成既能提供转向助力，又能充当过渡摇臂的 作用。

2)本技术方案中的助力缸外泄漏小，效率高。

3)本技术方案的助力缸不使用活塞杆，助力缸可以承受更大的压力，从 而输出更大的转向力矩，且寿命高、可靠性好。

4)液压部件集中在助力缸内部，助力缸不会受到外界杂质的影响。

5)结构紧凑，安装方便，取消了第一前桥过渡臂后，转向系统的成本降 低。

6)新增的助力缸布置在前端，使助力缸与转向器之间的油路缩短，布置 方便且降低了动转油泄露风险。

附图说明

图1为现有技术双前桥汽车转向系统示意图；

图2为图1的正视图；

图3为图2的局部放大图；

图4为现有技术双前桥汽车转向系统结构及原理示意图；

图5为本发明双前桥汽车转向系统及原理示意图；

图6为本发明双前桥汽车转向系统主要结构装置图；

图7为本发明助力缸总成结构及原理示意图。

附图标记说明

01方向盘，02转向管柱，03转向器，04转向器摇臂，05第一前 桥过渡拉杆，06第一前桥过渡臂，07第一前桥直拉杆，08助力缸，09助 力缸支架，010第一前桥转向节臂，011第一前桥转向节，012第一前桥， 013第二前桥直拉杆，014第二前桥转向节臂，015第二前桥转向节，016 第二前桥，017储油罐，018储油管出油管，019油泵，020转向器进油 管，021转向器出油管，022助力缸左转进油管，023助力缸右转进油管， 1方向盘，2转向管柱，3转向器，4垂臂，5过渡拉杆，6第一前桥 直拉杆，7助力缸总成，8第一前桥，9第二前桥直拉杆，10第二前桥， 11储油罐，12储油罐出油管，13油泵，14转向器进油管，15转向器 出油管，16助力缸左转进油管，17助力缸右转进油管，71缸体，72活 塞，73左转进油口，74右转进油口，75摇臂本体，76齿形部，77齿 形凹槽，78开口，79外齿纹。

具体实施方式

以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅为示例性 的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方 案的限制。

本申请提供一种双前桥汽车转向系统，如图5和图6所示，转向管柱2 的上端与方向盘1连接，下端与转向器3连接，转向器3的通过转向器支架固 定于车架上，通过转动方向盘1，带动转向管柱2转动，转向管柱2带动转向 器3动作，以实现向左转动或向右转动。

转向器3的输出轴与垂臂4的上端固定连接，通过转向器输出轴的转动， 带动垂臂4做前后摆动，在本申请中，前后是以车辆的车头方向为前方，车尾 的方向为后方。

过渡拉杆5的前端与垂臂4的下端活动连接，过渡拉杆5的后端与助力缸 总成7活动连接，这样，随着垂臂的前后摆动，带动过渡拉杆5同步前后摆动， 进而带动第一前桥直拉杆向前或向后转动，通过第一前桥直拉杆带动第一前桥 的左转或右转。

在本申请中，助力缸总成7设置于转向器3与第一前桥8之间的车架纵梁 上，与现有技术相比，助力缸总成布置于车架的前方，能够同时对第一前桥与 第二前桥提供转向助力。

第一前桥直拉杆6的前端及第二前桥直拉杆9的前端均与助力缸总成7 活动连接，第一前桥直拉杆的后端与第一前桥8活动连接，第二前桥直拉杆9 的后端与第二前桥10活动连接。

如图7所示，助力缸总成7包括助力缸及摇臂，助力缸与摇臂齿形啮合， 本申请中，助力缸包括缸体71及活塞72，在本申请中，缸体为两端封闭结构， 缸体与摇臂相对处设置有开口78，活塞活动设置于缸体内，沿活塞的轴向侧 壁上设置有多个齿形凹槽77，部分齿形凹槽77与开口78相对应；活塞72能 够在缸体71内沿缸体的轴线前后移动。

在活塞72将缸体分隔为左转助力缸室和右转助力缸室。

在缸体上设置有左转进油口73和右转进油口74，左转进油口与左转助力 缸室连通，右转进油口与右转助力缸室连通。当动转油通过左转进油口被压入 左转助力缸室时，活塞向前运动，当动转油通过右转进油口被压入右转助力缸 室时，活塞向后动，通过活塞的前后移动，使得活塞侧壁上的齿形凹槽77相 对于开口前后移动。

摇臂包括摇臂本体75及设置于摇臂本体上端的齿形部76，在齿形部76上 设置有外齿纹79，外齿纹79与齿形凹槽77啮合，当活塞上的齿形凹槽移动 时，带动与齿形凹槽通过齿啮合的齿形部的转动，进而带动摇臂本体的前后摆 动，摇臂本体的前后摆动与垂臂的前后摆动的动作一致。

本技术方案中，助力缸采用齿轮(即齿形部)与齿条(即活塞上的齿形凹 槽)结构，取消了活塞杆，助力缸以扭矩的形式输出转向助力。

过渡拉杆5的前端与垂臂4活动连接，连接点位于垂臂的下端，过渡拉杆 的后端与摇臂本体75的下端活动连接；第一前桥直拉杆6的前端与摇臂本体 75的下端处活动连接，第一前桥直拉杆6的后端与第一前桥8活动连接。这 样，当摇臂本体前后摆动时，带动第一前桥直拉杆做前后摆动；这样第一前桥 直拉杆的前后运动带动第一前桥的左转或右转，实现对第一前桥的转向提供助 力。

第二前桥直拉杆9的前端与摇臂本体75活动连接，第二前桥直拉杆的后 端与第二前桥活动连接，当转向时，通过摇臂本体的摆动，同时实现对第二前 桥的转向提供助力。

在本申请中，自齿形部的上端至过渡拉杆后端与摇臂本体下端的连接点为 过渡拉杆的回转半径，同时也为第一前桥直拉杆前端的回转半径；自齿形部的 上端至第二前桥直拉杆与摇臂本体的连接点为第二前桥直拉杆前端的回转半 径。

过渡拉杆后端的回转半径与第一前桥直拉杆前端的回转半径相同；第一前 桥直拉杆前端的回转半径大于第二前桥直拉杆前端的回转半径。

如图5所示，本技术方案的转向器中还包括液压助力管路系统，液压助力 管路系统包括储油罐11、储油罐出油管12、油泵13、转向器进油管14、转向 器出油管15、助力缸左转进油管16及助力缸右转进油管17。

储油管出油管的一端与储油罐连接，另一端与油泵进油口连接；转向器进 油管的一端与油泵的出油口连接，另一端与转向器的进油口连接。

转向器出油管的一端与转向器的出油口连接，另一端与油罐连接。

助力缸左转进油管的一端与左转进油口连接，另一端与转向器连接；助力 缸右转进油管的一端与右转进油口连接，另一端与转向器连接。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言， 可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种 变化、修改、替换和变形，本发明的范围由所附权利要求极其等同限定。

Claims (7)

1.一种双前桥汽车转向系统，其特征在于：包括转向器、垂臂、第一前桥直拉杆、过渡拉杆、助力缸总成、第二前桥直拉杆、第一前桥及第二前桥；

所述转向器通过转向器支架安装于车架纵梁上，所述垂臂的上端与所述转向器连接，所述垂臂的下端与所述过渡拉杆的前端活动连接；

所述过渡拉杆的后端与所述助力缸总成活动连接；

所述第一前桥直拉杆的前端与所述助力缸总成活动连接，后端与所述第一前桥活动连接；

所述第二前桥直拉杆的前端与所述助力缸总成活动连接，后端与所述第二前桥活动连接。

2.根据权利要求1所述的双前桥汽车转向系统，其特征在于：所述助力缸总成设置于所述转向器与所述第一前桥之间的所述车架纵梁上；

所述助力缸总成包括助力缸及与所述助力缸啮合的摇臂。

3.根据权利要求2所述的双前桥汽车转向系统，其特征在于：所述助力缸包括缸体及活塞，所述缸体与所述摇臂相对处设置有开口，所述活塞活动设置于所述缸体内，沿所述活塞的轴向侧壁上设置有多个齿形凹槽，部分所述齿形凹槽与所述开口相对应；

在所述活塞将所述缸体分隔为左转助力缸室和右转助力缸室；

在所述缸体上设置有左转进油口和右转进油口，所述左转进油口与所述左转助力缸室连通，所述右转进油口与所述右转助力缸室连通。

4.根据权利要求3所述的双前桥汽车转向系统，其特征在于：所述摇臂包括摇臂本体及设置于所述摇臂本体上端的齿形部，在所述齿形部上设置有外齿纹，所述外齿纹与所述齿形凹槽啮合。

5.根据权利要求4所述的双前桥汽车转向系统，其特征在于：所述过渡拉杆的后端与所述摇臂本体的下端活动连接；所述第一前桥直拉杆的前端与所述摇臂本体的下端活动连接；所述第二前桥直拉杆的前端设置于所述摇臂本体上，位于所述摇臂本体下端与齿形部之间。

6.根据权利要求5所述的双前桥汽车转向系统，其特征在于：所述过渡拉杆后端的回转半径与所述第一前桥直拉杆前端的回转半径相同；所述第一前桥直拉杆前端的回转半径大于所述第二前桥直拉杆前端的回转半径。

7.根据权利要求3所述的双前桥汽车转向系统，其特征在于：还包括有液压助力管路系统，所述液压助力管路系统包括储油罐、储油管出油管、油泵、转向器进油管、转向器出油管、助力缸左转进油管及助力缸右转进油管；

所述储油管出油管的一端与所述储油罐连接，另一端与油泵进油口连接；所述转向器进油管的一端与所述油泵的出油口连接，另一端与所述转向器的进油口连接；

所述转向器出油管的一端与所述转向器的出油口连接，另一端与所述油罐连接；

所述助力缸左转进油管的一端与所述左转进油口连接，另一端与所述转向器连接；所述助力缸右转进油管的一端与所述右转进油口连接，另一端与所述转向器连接。