CN112373562A - 双前桥转向机构及汽车 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种双前桥转向机构及汽车，包括转向盘、转向管组件、横向转向管柱、转向器、第一转向直拉杆、第二转向直拉杆；转向管组件包括第一转向管柱和第二转向管柱，横向转向管柱包括第一端和第二端，第一转向管柱连接转向盘和第二转向管柱的一端，第二转向管柱的另一端通过传动结构与横向转向管柱的第一端连接，横向转向管柱的第二端与转向器连接；转向器包括本体和与本体连接的摇臂，本体与横向转向管柱的第二端连接，第一转向直拉杆连接于第一关节连接点，第二转向直拉杆连接于第二关节连接点。该双前桥转向机构具有结构简单、制作成本低、传动效率和传动稳定性高、有利于实现双前桥同步控制和节省驾驶室空间方便整个管线路布置的优点。

Description

双前桥转向机构及汽车

技术领域

本发明涉及双前桥转向机构领域，尤其涉及一种双前桥转向机构及汽车。

背景技术

目前市场上汽车，尤其是商用汽车，大都采用双向桥结构，双前桥转向结构比单前桥转向结构多了一个转向桥，可承受更多载荷，是未来公路运输车的发展趋势。而现有的双向桥结构由于比单向桥结构结构更复杂，连接的节点较多，需要通过多个过渡结构才能作用到两个前桥转向结构，既影响传动精度和传动效率又不利于两个前桥转向的同步控制。

鉴于此，有必要提供一种新型的双前桥转向机构及汽车，以解决或至少缓解上述技术缺陷。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种双前桥转向机构及汽车，旨在解决现有技术中双桥转向机构传动精度低，不利于两个前桥转向同步控制的技术问题。

为实现上述目的，根据本发明的一个方面，本发明提供一种双前桥转向机构，包括：

转向盘、转向管组件、横向转向管柱、转向器、第一转向直拉杆、第二转向直拉杆；

所述转向管组件包括第一转向管柱和第二转向管柱，所述横向转向管柱包括第一端和第二端，所述第一转向管柱连接所述转向盘和所述第二转向管柱的一端，所述第二转向管柱的另一端通过传动结构与所述横向转向管柱的第一端连接，所述横向转向管柱的第二端与所述转向器连接；

所述转向器包括本体和与所述本体连接的摇臂，所述本体与所述横向转向管柱的第二端连接，所述摇臂上形成有第一关节连接点和第二关节连接点，所述第一转向直拉杆连接于所述第一关节连接点，所述第二转向直拉杆连接于所述第二关节连接点。

优选地，所述双前桥转向机构还包括助力缸，所述摇臂上还形成有第三关节连接点，所述助力缸包括缸体和与所述缸体伸缩连接的的伸缩轴，所述缸体固定设置，所述伸缩轴与所述第三关节连接点连接。

优选地，所述传动结构包括传动齿轮组，所述传动齿轮组包括相互啮合的第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮与所述第二转向管柱的另一端传动连接，所述第二齿轮与所述横向转向管柱的第一端传动连接。

优选地，所述第一齿轮和第二齿轮均为伞齿轮，所述第一齿轮的中心轴线竖直设置，所述第二齿轮的中心轴线水平设置。

优选地，所述第二转向管柱竖直设置，所述横向转向管柱水平设置。

优选地，所述传动齿轮组还包括壳体，所述传动齿轮组设置于所述壳体内，所述壳体上安装有第一轴承和第二轴承，所述第一轴承套装于所述第二转向管柱，所述第二轴套承装于所述横向转向管柱。

优选地，所述第一转向管柱和所述第二转向管柱通过第一活动关节连接，所述横向转向管柱与所述转向器通过第二活动关节连接。

优选地，所述第一转向直拉杆连接有第一前桥，所述第一前桥上还连接向第一转向横拉杆，所述第二转向直拉杆连接有第二前桥，所述第二前桥上还连接向第二转向横拉杆。

优选地，所述转向器横向设置。

根据本发明的另一个方面，本发明还提供一种汽车，所述汽车包括上述所述的双前桥转向机构。

本发明的上述技术方案中，双前桥转向机构包括转向盘、转向管组件、横向转向管柱、转向器、第一转向直拉杆、第二转向直拉杆；转向管组件包括第一转向管柱和第二转向管柱，横向转向管柱包括第一端和第二端，第一转向管柱连接转向盘和第二转向管柱的一端，第二转向管柱的另一端通过传动结构与横向转向管柱的第一端连接，横向转向管柱的第二端与转向器连接；转向器包括本体和与本体连接的摇臂，本体与横向转向管柱的第二端连接，摇臂上形成有第一关节连接点和第二关节连接点，第一转向直拉杆连接于第一关节连接点，第二转向直拉杆连接于第二关节连接点。上述方案中，通过传动结构的作用将扭矩力传递至第二转向杆，然后通过转向器及摇臂直接作用于第一前桥和第二前桥，取消了过渡摇臂，减少了一根转向杆，结构设计更加简单，制造成本较低；同时减少了连接点的数量，也就减小了连接点数量过多带来的较大的累计误差，提高了传动效率和转向操控的稳定性；并且，通过第二转向杆通过转向器及摇臂直接作用于第一前桥和第二前桥，减少了中间的过渡机构，更有利于实现第一前桥转向机构和第二前桥传动结构的同步控制；再者，现有技术中转向器及摇臂占用驾驶室下方较大空间，本发明通过横向转向管柱的连接将转向器及摇臂设置在离驾驶室较远的位置，可以节省驾驶室空间，方便驾驶室下方的整车管线路布置。该发明具有结构简单、制作成本低、传动效率和传动稳定性高、有利于实现双前桥同步控制和节省驾驶室空间方便整个管线路布置的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为现有技术双前桥转向机构的示意图；

图2为本发明实施例双前桥转向机构的结构示意图；

图3为本发明实施例双前桥转向机构的原理图；

图4为本发明实施例传动机构的示意图；

图5为本发明实施例横向转向管柱的示意图。

附图标号说明：

1、转向盘；21、第一转向管柱；22、第二转向管柱；3、传动结构；31、壳体；32、第一齿轮；33、第二齿轮；34、轴承；4、横向转向管柱；5、转向器；51、摇臂；52、第一关节连接点；53、第二关节连接点；54、第三关节连接点；6、第一转向直拉杆；7、第二转向直拉杆；8、助力缸；9、第一前桥；10、第二前桥；11、第一转向横拉杆；12、第二转向横拉杆；13、车架；141、第一活动关节；142、第二活动关节；15、过渡摇臂；16、第三转向直拉杆。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施方式，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施方式中所有方向性指示(诸如上、下……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

并且，本发明各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

参见图2-图5，根据本发明的一个方面，本发明提供一种双前桥转向机构，包括：

转向盘1、转向管组件、横向转向管柱4、转向器5、第一转向直拉杆6、第二转向直拉杆7；

转向管组件包括第一转向管柱21和第二转向管柱22，横向转向管柱4包括第一端和第二端，第一转向管柱21连接转向盘1和第二转向管柱22的一端，第二转向管柱22的另一端通过传动结构3与横向转向管柱4的第一端连接，横向转向管柱4的第二端与转向器5连接；

转向器5包括本体和与本体连接的摇臂51，本体与横向转向管柱4的第二端连接，摇臂51上形成有第一关节连接点52和第二关节连接点53，第一转向直拉杆6连接于第一关节连接点52，第二转向直拉杆7连接于第二关节连接点53。

为清楚的说明本发明的发明点，申请人先对现有技术中双桥转向机构的结构做出详细说明。具体地，请参照图1，图1为现有技术中双桥转向机构的结构示意图。现有技术中，第二转向机构与转向器5连接，转向器5的摇臂51连接有第一转向直拉杆6和第二转向直拉杆7，第一转向直拉杆6的一端连接第一前桥9和第一转向横拉杆11；第二转向直拉杆7的另一端连接有过渡摇臂15，过渡摇臂15上连接有助力缸8和第三转向直拉杆16，第三转向直拉杆16的端部还连接有第二前桥10和第二转向横拉杆12。具体操作过程中，方向盘的转向动作通过第一转向管柱21和第二转向管柱22传递到转向器5，并通过转向器5内部的蜗杆曲柄指销的作用转化为转向器5的摇臂51的摆动动作。转向器5摆动动作通过第一转向直拉杆6作用到第一前桥9及转向节，实现第一前桥9转向。同时，转向器5摆动动作通过第二转向直拉杆7、过渡摇臂15、第三转向直拉杆16作用到第二前桥10及转向节，实现第二前桥10同步转向。助力缸8通过过渡摇臂15、第二转向直拉杆7、转向器5及摇臂51、第一转向直拉杆6及第三转向直拉杆16分别对第一前桥9、第二前桥10转向提供助力。其中，转向器5及摇臂51机构、过渡摇臂15、助力缸8均安装固定于车架13的纵梁外侧面，转向器5采用竖置结构，布置于一桥前驾驶室下方，过渡摇臂15及助力缸8布置于一二桥之间。

现有技术的双向桥机构的设计存在以下缺点：

1、结构较为复杂，关节连接点较多，各连接点间隙的累计误差较大，导致传动效率低，并影响转向操控稳定性。

2、转向器5及摇臂51的转向作用需通过第一转向直拉杆6、过渡摇臂15、第三转向直拉杆16等多个过渡机构才能作用到第二前桥10及转向节，不利于第一前桥9和第二前桥10转向的同步控制。

3、助力缸8对第一前桥9的转向助力作用需通过渡摇臂15、第二转向直拉杆7、转向器5摇臂51、第一转向直拉杆6等多个路径传递，助力效果差。

4、转向器5带摇臂51结构体积较大，布置于一桥前驾驶室下方，而过渡摇臂15及助力缸8布置于第一前桥9和第二前桥10之间，整体转向机构布置较为分散。随着人们对商用车高科技配置的需求增加，驾驶室底部管路、线束布置较为集中，转向器5占用驾驶室下方较大空间，不利于一桥前端驾驶室下方的整车管线路布置；

5、结构较为复杂，转向操作及助力过程中的中间传递部件较多，且结构笨重，制造成本较高。

本发明的上述实施例中，通过传动结构的作用将扭矩力传递至第二转向杆，然后通过转向器5及摇臂51直接作用于第一前桥9和第二前桥10，取消了过渡摇臂15，减少了一根转向杆，结构设计更加简单，制造成本较低；同时减少了连接点的数量，也就减小了连接点数量过多带来的较大的累计误差，提高了传动效率和转向操控的稳定性；并且，通过第二转向杆直接通过转向器5及摇臂51直接作用于第一前桥9和第二前桥10，减少了中间的过渡机构，更有利于实现第一前桥9转向机构和第二前桥10转向结构的同步控制；再者，现有技术中转向器5及摇臂51占用驾驶室下方较大空间，本实施例通过横向转向管柱4的连接将转向器5及摇臂51设置在离驾驶室较远的位置，可以节省驾驶室空间，方便驾驶室下方的整车管线路布置。该实施例具有结构简单、制作成本低、传动效率和传向稳定性高、有利于实现双前桥同步控制和节省驾驶室空间方便整个管线路布置的优点。

作为上述实施例的一种优选实施方式，双前桥转向机构还包括助力缸8，摇臂51上还形成有第三关节连接点54，助力缸8包括缸体和与缸体伸缩连接的的伸缩轴，缸体固定设置，伸缩轴与第三关节连接点54连接。请再次参照图去，如上所述，现有技术中，助力缸8对第一前桥9的转向助力作用需通过渡摇臂15、第二转向直拉杆7、转向器5及摇臂51、第一转向直拉杆6等多个路径传递，助力效果差。该实施例将助力缸8的伸缩轴直接连接于摇臂51的第三关节连接点54，可以直接对第一转向直拉杆6和第二转向直拉杆7提供助力，减少了中间的多个传递部件，助力效果更好。

进一步地，传动结构3包括传动齿轮组，传动齿轮组包括相互啮合的第一齿轮32和第二齿轮33，第一齿轮32与第二转向管柱22的另一端传动连接，第二齿轮33与横向转向管柱4的第一端传动连接。第一齿轮32和第二齿轮33均为伞齿轮，第一齿轮32的中心轴线竖直设置，第二齿轮33的中心轴线水平设置。第二转向管柱22竖直设置，横向转向管柱4水平设置。设计传动齿轮组传动力矩可以使传动更加稳定。具体地，传动齿轮组固定于车间纵梁外侧面，布置于一桥前驾驶室下方，可以通过伞齿轮组实现力矩的转向，转向管柱水平设置可以将转向器5及摇臂51安装到离驾驶室较远的位置，更加有利于减小驾驶室空间。

进一步地，参照图4和图5，传动齿轮组还包括壳体31，传动齿轮组设置于壳体31内，壳体31上安装有第一轴承34和第二轴承34，第一轴承34套装于第二转向管柱22，第二轴承34套装于横向转向管柱4。当然，也可以在壳体31上安装轴套代替轴承34，主要是为了方便第二转向管柱22和横向转向管柱4转动。

进一步地，参照图3，,第一转向管柱21和第二转向管柱22通过第一活动关节141连接，横向转向管柱4与转向器5通过第二活动关节142连接。将各拉杆与摇臂51、拉杆与转向节之间的连接结构均设计为活动关节机构，转向更加灵活。

进一步地，参照图2和图3，第一转向直拉杆6还连接有第一前桥9，第一前桥9上还连接向第一转向横拉杆11，第二转向直拉杆7还连接有第二前桥10，第二前桥10上还连接向第二转向横拉杆12。通过第一转向直拉杆6和第二转向直拉杆7分别驱动第一前桥9和第二前桥10运动。

进一步地，请再次参照图2，转向器5横向设置。转向器5的摇臂51上设有三个分别连接第一转向直拉杆6、第二转向直拉杆7及助力缸8的关节连接点，转向器5带摇臂51及助力缸8均安装固定于车架13纵梁外侧面，并集中布置于第一前桥9和第二前桥10桥之间。这样布置结构更加紧凑。

根据本发明的另一个方面，本发明还提供一种汽车，汽车包括上述的双前桥转向机构。由于汽车包括了上述双前桥转向机构的所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述全部技术方案带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。具体地，汽车可以为商用汽车。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的技术构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种双前桥转向机构，其特征在于，包括：

转向盘、转向管组件、横向转向管柱、转向器、第一转向直拉杆、第二转向直拉杆；

所述转向管组件包括第一转向管柱和第二转向管柱，所述横向转向管柱包括第一端和第二端，所述第一转向管柱连接所述转向盘和所述第二转向管柱的一端，所述第二转向管柱的另一端通过传动结构与所述横向转向管柱的第一端连接，所述横向转向管柱的第二端与所述转向器连接；

所述转向器包括本体和与所述本体连接的摇臂，所述本体与所述横向转向管柱的第二端连接，所述摇臂上形成有第一关节连接点和第二关节连接点，所述第一转向直拉杆连接于所述第一关节连接点，所述第二转向直拉杆连接于所述第二关节连接点。

2.根据权利要求1所述的双前桥转向机构，其特征在于，所述双前桥转向机构还包括助力缸，所述摇臂上还形成有第三关节连接点，所述助力缸包括缸体和与所述缸体伸缩连接的的伸缩轴，所述缸体固定设置，所述伸缩轴与所述第三关节连接点连接。

3.根据权利要求1所述的双前桥转向机构，其特征在于，所述传动结构包括传动齿轮组，所述传动齿轮组包括相互啮合的第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮与所述第二转向管柱的另一端传动连接，所述第二齿轮与所述横向转向管柱的第一端传动连接。

4.根据权利要求3所述的双前桥转向机构，其特征在于，所述第一齿轮和第二齿轮均为伞齿轮，所述第一齿轮的中心轴线竖直设置，所述第二齿轮的中心轴线水平设置。

5.根据权利要求4所述的双前桥转向机构，其特征在于，所述第二转向管柱竖直设置，所述横向转向管柱水平设置。

6.根据权利要求3所述的双前桥转向机构，其特征在于，所述传动齿轮组还包括壳体，所述传动齿轮组设置于所述壳体内，所述壳体上安装有第一轴承和第二轴承，所述第一轴承套装于所述第二转向管柱，所述第二轴套承装于所述横向转向管柱。

7.根据权利要求1所述的双前桥转向机构，其特征在于，所述第一转向管柱和所述第二转向管柱通过第一活动关节连接，所述横向转向管柱与所述转向器通过第二活动关节连接。

8.根据权利要求1所述的双前桥转向机构，其特征在于，所述第一转向直拉杆连接有第一前桥，所述第一前桥上还连接向第一转向横拉杆，所述第二转向直拉杆连接有第二前桥，所述第二前桥上还连接向第二转向横拉杆。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的双前桥转向机构，其特征在于，所述转向器横向设置。

10.一种汽车，其特征在于，所述汽车包括权利要求1-9中任一项所述的双前桥转向机构。

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