CN108516013A - 一种轨道式四轮驱动电动汽车独立转向装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于汽车转向装置技术领域，具体涉及一种轨道式四轮驱动电动汽车独立转向装置，包括环形件、主转向基架和轮毂组件，主转向基架与环形件滑动联接，主转向基架上设有主转向机构，通过主转向机构可以带动主转向基架沿环形件滑动，主转向基架通过减震总成与轮毂组件联接，轮毂组件包括副转向机构和可旋转的轮毂，轮毂与副转向机构联接，通过副转向机构可以实现轮毂的转动。本发明解决了电动汽车独立转向，灵敏度，平稳度的问题，本发明省去了传统转向系的转向横拉杠和转向节臂等结构，副转向电机带动副转向齿轮驱动转轴带动转向零件实现车轮的小转角，主转向电机带动整个双横臂悬架系统转动，实现大的转角。

Description

一种轨道式四轮驱动电动汽车独立转向装置

技术领域

本发明属于汽车转向装置技术领域，具体涉及一种轨道式四轮驱动电动汽车独立转向装置。

背景技术

汽车转向系统是车辆的关键部件，不仅影响着驾驶舒适性，也是驾驶安全性的重要部件，传统的双转向系统由于响应速度慢、转向不灵活、转角小、高速行驶时方向稳定性差而渐渐无法满足人们对车辆主动安全性越来越高的要求，迫切需要一种高效的转向系统来实现良好的车辆转向安全性。从国内外研究现状来看，四轮独立驱动电动汽车主要采用轮毂电机驱动。由于轮毂电机安装在车轮内部，增加了汽车非簧载质量，使车辆的平顺性和操纵性变差，另外轮毂电机功率和转矩一般相比轮边电机小，汽车动力性不如轮边电机驱动，而采用轮边电机驱动，如果不能合理设计，也会增大非簧载质量，同时从结构上很难实现四轮独立驱动同时进行四轮独立转向。

发明内容

针对上述技术问题，本发明所要解决的技术问题是提供一种电动汽车四轮独立转向的装置，该装置可以实现四轮的独立转向，并可实现车轮的大角度转动和小角度转动。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种轨道式四轮驱动电动汽车独立转向装置，包括环形件、主转向基架和轮毂组件，所述主转向基架与环形件滑动联接，所述主转向基架上设有主转向机构，通过主转向机构可以带动主转向基架沿环形件滑动，所述主转向基架通过减震总成与轮毂组件联接，轮毂组件包括副转向机构和可旋转的轮毂，所述轮毂与副转向机构联接，通过副转向机构可以实现轮毂的转动。

所述主转向机构包括主转向齿圈和主转向齿轮，所述主转向齿圈设置在环形件上，所述主转向齿轮设置在主转向基架上并与主转向齿圈啮合，所述主转向齿轮联接有主转向电机，通过主转向电机可以带动主转向齿轮转动。

所述副转向机构包括第一副转向齿轮和副转向电机，所述第一副转向齿轮设置在减震总成上，所述副转向电机与轮毂联接，所述副转向电机联接有第二副转向齿轮，通过副转向电机可以实现第二副转向齿轮转动，所述第二副转向齿轮与第一副转向齿轮啮合并可围绕第一副转向齿轮转动。

所述环形件包括上环、中环和下环，所述上环、中环和下环依次联接，联接后形成与主转向基架配合的环状滑槽，所述主转向基架上设有与环状滑槽滑动联接的轨道。

所述主转向基架通过轨道轴承与环形件联接。

所述减震总成包括上横臂和下横臂，所述上横臂和下横臂的一端均与主转向基架铰接，上横臂和下横臂的另一端均与轮毂组件联接，所述主转向基架上设有导向板，所述导向板的中部与主转向基架铰接，导向板的一端通过导向板撑杆与下横臂联接，导向板撑杆的两端分别与导向板和下横臂铰接，导向板的另一端通过减震器与主转向基架联接，所述减震器的两端分别与导向板和主转向基架铰接。

本发明与现有技术相比，具有的有益效果是：

本发明解决了电动汽车独立转向，灵敏度，平稳度的问题，为了解决以上问题对汽车转向系进行了全新的设计，本发明省去了传统转向系的转向横拉杠和转向节臂等结构，副转向电机带动副转向齿轮驱动转轴带动转向零件实现车轮的小转角，主转向电机带动整个双横臂悬架系统转动，实现大的转角。

附图说明

图1是本发明整体结构的剖面图；

图2是本发明主转向基架的结构示意图；

图3是本发明减震总成的结构示意图；

图4是本发明副转向机构的结构示意图；

1为主转向齿圈，2为上环，3为中环，4为下环，5为轨道轴承，6为主转向电机，7为主转向基架，8为主转向齿轮，9为导向板，10为导向板撑杆，11为轮毂，12为副转向电机，13为转向节，14为第一副转向齿轮，15为下横臂，16为上横臂，17为第二副转向齿轮，18为减震器，19为副转向销，20为球头轴承，21为推力轴承，22为连接轴承。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种轨道式四轮驱动电动汽车独立转向装置包括环形件、主转向基架7和轮毂组件，主转向基架7与环形件滑动联接，主转向基架7上设有主转向机构，通过主转向机构可以带动主转向基架7沿环形件滑动，主转向基架7通过减震总成与轮毂组件联接，轮毂组件包括副转向机构和可旋转的轮毂11，轮毂11通过副转向机构与减震器总成联接。

通过主转向机构可带动主转向基架7以及与主转向基架7联接的减震总成和轮毂组件转动，实现大转角；通过副转向机构可以实现轮毂11的转动，实现小的转角。具体如何实现轮毂11的旋转是本领域技术人员所熟知的，其可通过独立的轮毂电机驱动，即轮毂11与轮毂电机的转子联接，轮毂电机的定子与副转向机构联接，通过轮毂电机实现轮毂的旋转。

如图2所示，主转向机构包括主转向齿圈1和主转向齿轮8，主转向齿圈1设置在环形件上，主转向齿轮8设置在主转向基架7上并与主转向齿圈1啮合，主转向齿轮8联接有主转向电机6，通过主转向电机6可以带动主转向齿轮8转动，主转向电机6的壳体与主转向基架7联接，主转向电机6的转轴与主转向齿轮8联接。通过主转向齿轮8转动与主转向齿圈1啮合，可带动主转向基架7沿环形件滑动，从而实现大转角。

如图1和4所示，副转向机构包括第一副转向齿轮14和副转向电机12，第一副转向齿轮14设置在减震总成上，副转向电机12的壳体与轮毂11（轮毂电机定子）联接，副转向电机12联接有第二副转向齿轮17，通过副转向电机12可以实现第二副转向齿轮17转动，第二副转向齿轮17与第一副转向齿轮14啮合并可带动其及副转向电机12围绕第一副转向齿轮14转动，第二副转向齿轮17为小齿轮，第一副转向齿轮14为大齿轮，由于存在齿数比使副转向电机12的转速降低，加大了扭矩，从而实现了车轮的小转角。

如图2所示，环形件包括上环2、中环3和下环4，上环2、中环3和下环4依次联接。上环2下端、中环3两端及下环4上端分别设有凹槽，上环2与中环3联接后，上环2下端的凹槽与中环3上端的凹槽组合成完整的环状滑槽一，中环3下端的凹槽与下环4上端的凹槽组合成完整的环状滑槽二。主转向基架7上设有与环状滑槽一和环状滑槽二滑动联接的轨道（双轨道）。环形件采用此种结构设置，方便加工和安装，且这种特定的转向滑槽使得车轮转向更加平稳。

由上、中、下环组成的环状滑槽的截面形状为T型，主转向基架7的轨道也相应为T型。

为了减小轨道与环状滑槽（环状滑槽一和环状滑槽二）之间的摩擦力，故可在环状滑槽内设有轨道轴承5，主转向基架7上的轨道通过轨道轴承5与环状轨道联接，从而将滑动摩擦变为滚动摩擦。进一步地，环状滑槽内还可设有连接轴承22。具体的，每个环状滑槽内设有两排轨道轴承5和一排连接轴承22，两排轨道轴承5分别设置在环状滑槽内侧上、下表面，连接轴承22设置在环状滑槽外侧（分别位于上、中、下环之间）。当然，轨道轴承5和连接轴承22的具体类型（可采用滚动轴承或者其适宜轴承）和具体设置（通常，轨道轴承5和连接轴承22的座圈与主转向基架7的轨道T型面联接，轨道轴承5和连接轴承22的轴圈与环状滑槽联接）可以根据实际情况进行选择和调整，且对于本领域的技术人员而言是显而易见的，故不在此详细阐述。

如图3和4所示，减震总成包括上横臂16和下横臂15，上横臂16和下横臂15的一端均与主转向基架7铰接，上横臂16和下横臂15的另一端均与轮毂组件联接，主转向基架7上设有导向板9，导向板9的中部与主转向基架7铰接，导向板9的一端通过导向板撑杆10与下横臂15联接，导向板撑杆10的两端分别与导向板9和下横臂15铰接，导向板9的另一端通过减震器18与主转向基架7联接，减震器18的两端分别与导向板9和主转向基架7铰接。主转向基架7双横臂独立悬架的设计，使得四个轮子在同一水平面内，增加了车的平稳度。当然，减震总成还可采用现有技术中常见的结构进行代替。

为了便于与减震总成以及轮毂11联接，故可以根据情况设置副转向销19、转向节13和转向板。

副转向电机12和第二副转向齿轮17可采用多种结构实现与第一副转向齿轮14的联接，如：第一副转向齿轮14联接有转向节13，转向节13通过推力轴承21与副转向电机12联接，且第二副转向齿轮17与第一副转向齿轮14啮合。推力轴承21的内圈与转向节13联接，推力轴承12的外圈与副转向电机12的壳体联接，副转向电机12可绕转向节13转动。

当副转向电机12驱动第二副转向齿轮17转动时，第二副转向齿轮17与第一副转向齿轮14啮合，由于第一副转向齿轮14固定，且副转向电机12通过推力轴承21与转向节13联接，故副转向电机12和第二副转向齿轮17可围绕第一副转向齿轮14和转向节13转动。

副转向电机12的壳体可通过转向板与轮毂11（轮毂电机的定子联接），副转向电机12绕转向节13转动时，可带动轮毂11一同转动。上横臂16和下横臂15与轮毂组件的具体联接为：第一副转向齿轮14通过副转向销19与上横臂16端部铰接，副转向销19的一端与上横臂16端部铰接，另一端与第一副转向齿轮14固定联接；转向板通过球头轴承20与下横臂15联接，下横臂15与球头轴承20的球壳体联接，转向板与球头轴承20的球头杆联接。

上面仅对本发明的较佳实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，各种变化均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种轨道式四轮驱动电动汽车独立转向装置，其特征在于：包括环形件、主转向基架（7）和轮毂组件，所述主转向基架（7）与环形件滑动联接，所述主转向基架（7）上设有主转向机构，通过主转向机构可以带动主转向基架（7）沿环形件滑动，所述主转向基架（7）通过减震总成与轮毂组件联接，轮毂组件包括副转向机构和可旋转的轮毂（11），所述轮毂（11）与副转向机构联接，通过副转向机构可以实现轮毂（11）的转动。

2.根据权利要求1所述的一种轨道式四轮驱动电动汽车独立转向装置，其特征在于：所述主转向机构包括主转向齿圈（1）和主转向齿轮（8），所述主转向齿圈（1）设置在环形件上，所述主转向齿轮（8）设置在主转向基架（7）上并与主转向齿圈（1）啮合，所述主转向齿轮（8）联接有主转向电机（6），通过主转向电机（6）可以带动主转向齿轮（8）转动。

3.根据权利要求1所述的一种轨道式四轮驱动电动汽车独立转向装置，其特征在于：所述副转向机构包括第一副转向齿轮（14）和副转向电机（12），所述第一副转向齿轮（14）设置在减震总成上，所述副转向电机（12）与轮毂（11）联接，所述副转向电机（12）联接有第二副转向齿轮（17），通过副转向电机（12）可以实现第二副转向齿轮（17）转动，所述第二副转向齿轮（17）与第一副转向齿轮（14）啮合并可围绕第一副转向齿轮（14）转动。

4.根据权利要求1所述的一种轨道式四轮驱动电动汽车独立转向装置，其特征在于：所述环形件包括上环（2）、中环（3）和下环（4），所述上环（2）、中环（3）和下环（4）依次联接，联接后形成与主转向基架（7）配合的环状滑槽，所述主转向基架（7）上设有与环状滑槽滑动联接的轨道。

5.根据权利要求1所述的一种轨道式四轮驱动电动汽车独立转向装置，其特征在于：所述主转向基架（7）通过轨道轴承（5）与环形件联接。

6.根据权利要求1所述的一种轨道式四轮驱动电动汽车独立转向装置，其特征在于：所述减震总成包括上横臂（16）和下横臂（15），所述上横臂（16）和下横臂（15）的一端均与主转向基架（7）铰接，上横臂（16）和下横臂（15）的另一端均与轮毂组件联接，所述主转向基架（7）上设有导向板（9），所述导向板（9）的中部与主转向基架（7）铰接，导向板（9）的一端通过导向板撑杆（10）与下横臂（15）联接，导向板撑杆（10）的两端分别与导向板（9）和下横臂（15）铰接，导向板（9）的另一端通过减震器（18）与主转向基架（7）联接，所述减震器（18）的两端分别与导向板（9）和主转向基架（7）铰接。