CN112977615B - 转向轴总成及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种转向轴总成及车辆，该转向轴总成包括转向轴及转向轴两端的两个转向节，转向轴与转向节之间能够相对转动并形成有转向角，在转向轴与转向节的配接处，转向轴与转向节其中之一设有能够示出转向角的指示刻度，转向轴与转向节其中之另一设有指示针，指示针指向指示刻度。其中，指示刻度上具有零点刻度，且在指示针指向零点刻度时，转向角为0°。如此，在装配过程中，通过观察指示针是否指向零点刻度，可快速判断出转向轴总成的装配是否合理。

Description

转向轴总成及车辆

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别是涉及一种转向轴总成及车辆。

背景技术

转向轴总成是实现汽车转向的末端执行机构，而转向角以及转向关系是转向轴总成的关键参数。其中，转向轴总成的转向角是由转向节与转向轴两者之间形成的空间夹角构成。

在检测转向轴总成的转向角时，现有的检测装置无法应用在转向轴总成的装配过程中，以识别和发现转向轴总成的初始装配状态是否合理，从而可能导致转向轴总成返工，降低了生产效率。

发明内容

基于此，有必要针对现有检测装置无法判断转向轴总成在装配初期的合理性而导致转向轴总成返工，降低了生产效率的问题，提供一种转向轴总成及车辆，能够判断转向轴总成的初始装配状态，以提高生产效率。

根据本申请的一个方面，提供一种转向轴总成，包括转向轴及配接于所述转向轴两端的两个转向节，且所述转向轴与所述转向节之间能够相对转动并形成有转向角α，其特征在于，

在所述转向轴与所述转向节的配接处，所述转向轴与所述转向节其中之一设有能够示出所述转向角的指示刻度，所述转向轴与所述转向节其中之另一设有指示针，所述指示针指向所述指示刻度；

其中，所述指示刻度上具有零点刻度，且在所述指示针指向所述零点刻度时，所述转向角α为0°。

在其中一个实施例中，所述指示刻度以所述转向轴与所述转向节的配接处的旋转中心为圆心呈扇形设置。

在其中一个实施例中，所述指示刻度由多条连续且间隔设置的刻度线构成，且所述零点刻度的所述刻度线长度最长。

在其中一个实施例中，所述转向轴总成具有一最大转向角α₁；

所述指示刻度的相邻刻度之间具有刻度间隔，所述刻度间隔被构造为从0°到α₁之间逐渐增大。

在其中一个实施例中，所述指示刻度在0°到α₁之间依次划分有多个刻度区；

其中，每一所述刻度区的刻度间隔相等。

在其中一个实施例中，多个所述刻度区中至少包括第一刻度区、第二刻度区及第三刻度区；

所述第一刻度区的刻度间隔为0.2°，所述第二刻度区的刻度间隔为0.5°，所述第三刻度区的刻度间隔为1°。

在其中一个实施例中，所述转向轴总成具有一最大转向角α₁；

所述转向轴总成还包括转向止柱，所述转向止柱设于所述转向轴上；

所述转向节相对所述转向轴转动过程中能够与所述转向止柱相抵接，以使所述转向节限位于所述最大转向角α₁处。

在其中一个实施例中，所述转向轴总成还包括横拉杆，配接于所述转向轴两端的所述转向节还分别铰接于所述横拉杆的两端，且在所述转向节相对所述转向轴形成的转向角α为0°时，所述横拉杆的中轴线平行于所述转向轴的轴向方向。

在其中一个实施例中，所述转向轴总成还包括主销，所述转向节通过所述主销枢接于所述转向轴。

作为本申请的同一发明构思，还提供一种车辆，包括上述的转向轴总成。

上述转向轴总成及车辆，在转向轴与转向节的配接处，转向轴与转向节其中之一设有能够示出转向角的指示刻度，转向轴与转向节其中之一设有指示针，指示针指向指示刻度。其中，指示刻度上具有零点刻度，且在指示针指向零点刻度时，转向角为0°。如此，在装配过程中，通过观察指示针是否指向零点刻度，可快速判断出转向轴与转向角的装配是否合理，进而减少返工，提高生产效率。

附图说明

图1为本申请一实施例中的转向轴总成的结构示意图；

图2为图1所示的转向轴总成的指示刻度的示意图；

图3为图1所示的转向轴总成的指示针的示意图；

图4为图1所示的转向轴总成应用于多轴转向车辆中的示意图；

图5为图4所示的多轴转向车辆的同步角的示意图；

图6为本申请另一实施例中的转向轴总成的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

为了便于理解本申请的技术方案，在详细展开说明之前，首先对现有的转向角检测技术进行阐述。

在检测车辆转向角的现有方法中，一种是将车辆的转向轮停放在一个带有刻度的底座上，该底座的台面可以旋转，再通过观察底座上的刻度以确定转向轴总成的转向角，另一种是通过四轮定位仪进行检测。

上述方法中，前者需要用到专用的转向盘设备，后者需要用到四轮定位仪。因此，这两种方法均受到场地限制；其次，四轮定位仪器的价格昂贵，操作复杂；另外，上述检测工具也无法在转向轴总成的装配过程中使用，从而导致转向轴初始装配状态的合理性无法确认。

并且，经研究人员发现，转向杆系(包括转向直拉杆和转向横拉杆)的变形会引起转向角的不合理变化，从而造成轮胎的异常磨损、转向关系不合理，进而影响整车的直行和转弯性能。但转向杆系发生的微小变形在很难直接察觉到，因而需要借助专用设备检测。常用的检测方法是将先转向杆系拆卸下来后再进行检测，或是用四轮定位仪进行检测，然而无论是前者还是后者，都存在着操作复杂的问题。

基于此，本申请提供一种转向轴总成及车辆，能够较佳地改善上述问题。

下面将结合附图对本申请的转向轴总成及车辆进行说明。

图1为本申请一实施例中的转向轴总成的结构示意图；图2为图1所示的转向轴总成的指示刻度的示意图；图3为图1所示的转向轴总成的指示针的示意图；图4为图1所示的转向轴总成应用于多轴转向车辆中的示意图；图5为图4所示的多轴转向车辆的同步角的示意图；图6为本申请另一实施例中的转向轴总成的结构示意图。为便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的结构。

请参阅图1所示，本申请至少一实施例公开的转向轴总成100，包括转向轴10及两个分别配接于转向轴10两端的转向节20，转向轴10与转向节20之间形成有转向角α。

在一些实施例中，两个转向节20分别枢转连接于转向轴10的两端。具体到一些实施例中，转向轴总成100还包括主销，两个转向节20均通过一个主销枢转连接于转向轴10的两端。具体的，转向节20是车轮转向的铰链，呈叉形。上下两叉有安装主销的两个同轴孔，转向节20轴颈用来安装车轮。转向节20上销孔的两耳通过主销与转向轴10两端的拳形部分相连，使前轮可以绕主销偏转一定角度而使汽车转向。

请参阅图2及图3所示，在一些实施例中，在转向轴10与转向节20的枢接处，转向轴10上设有能够示出转向角α的指示刻度40，转向节20上设有指示针50，该指示针50能够指向指示刻度40。

进一步地，指示刻度40上具有零点刻度，且在指示针50指向零点刻度时，转向角α为0°。

具体到实际运用中，在该转向轴总成100装配至车辆上后，可以不受轴距、轴数的影响，通过观察转向节20上的指示针50在转向轴10上指示刻度40上的指示位置，再读取相应刻度的示出值，即为转向角α。如此，在检测车轮的转角时，即，转向角α与转向轴10之间形成的转向角α，不需要其他的仪器或设备，也能够快速、有效且准确的获得转向轮的转向数据。

可以理解的，在其他的一些实施例中，还能够在转向轴10与转向节20的配接处，转向节20上设有能够示出转向角α的指示刻度40，转向轴10上设有指示针50，指示针50能够指向指示刻度40。其中，指示刻度40上具有零点刻度，且在指示针50指向零点刻度时，转向节20相对转向轴10形成的转向角α为0°。

在一些实施例中，指示刻度40以转向轴10与转向节20的配接处的旋转中心为圆心呈扇形设置。可以理解的，转向节20以转向节20与转向轴10的配接处的旋转中心为圆心做圆周运动，并与转向轴10之间具有一夹角，即转向角α。进一步地，转向节20在做圆周运动时，转向节20远离转向轴10的一端的运动轨迹为一段圆弧，且与呈扇形设置的指示刻度40为同心圆。如此，可以直接通过观察指示针50在扇形设置的指示刻度40上的指示位置，就能够直接确定转向节20相对转向轴10形成的转向角α大小。

在一些实施例中，设于转向节20上的指示针50可以是打刻在转向节20上的具有标识作用的标记物，也可以是装配在转向节20上的浮动式指针。设于转向轴10上的指示刻度40可以是连续间隔设置的刻度线，也可以连续间隔设置的刻度点。

可以理解，上述举例仅为了说明，并不能理解为对本申请的限定。

作为优选的实施例，指示针50可以为打刻在转向节20上的具有标识作用的标记物，相应的，指示刻度40可以为设置在转向轴10上的多条连续且间隔设置的刻度线。

在一些实施例中，零点刻度处设有特殊标识，以便于快速直接的确定转向节20相对转向轴10形成的转向角α。

具体到一些实施例中，零点刻度的刻度线可以设置为在所有的刻度线中最粗的一条，也可以设置为在所有的刻度线中最长的一条，还可以设置成其他具有类似醒目效果形式的刻度线，本申请在此不做具体限定。

为使车辆的操纵处于可控范围，防止事故发生，需要对车辆的转向轴总成100的最大转向角α进行限定。为便于描述，将转向轴总成100的最大转向角α定义为α₁。

由于整车的实际使用中，会更加关注小转角时的转向角α协调性，故在一些实施例中，指示刻度40的相邻刻度之间具有刻度间隔，该刻度间隔被构造为从0°到α₁之间逐渐增大。如此，能够提高对小角度的转向角α的检测精度。

进一步地，指示刻度40从0°到α₁之间被依次划分为多个刻度区。多个刻度区中的每一刻度区的刻度间隔相等，且多个刻度区的刻度间隔沿从0°到α₁的方向逐渐增大。

进一步地，多个刻度区中至少包括第一刻度区、第二刻度区及第三刻度区。其中，第一刻度区的刻度间隔为0.2°，第二刻度区的刻度间隔为0.5°，第三刻度区的刻度间隔为1°。如此，能够进一步地提高小角度的转向角α的检测精度。

更进一步地，第一刻度区的范围为0-10°，第二刻度区的范围为10-30°，第三刻度区的范围为30°-α₁，上述的范围区间为相应刻度区的转向角α指示范围。

可以理解，上述举例仅为了说明，并不能理解为对本申请的限定。

在一些实施例中，转向轴总成100好包括转向止柱，转向止柱设于转向轴10上，用于限定转向轴总成100的α₁。具体地，转向止柱能够在转向角为α₁时，与转向节相抵，以限制转向节相对转向轴继续转动。

具体到一些实施例中，转向止柱包括限位螺钉，限位螺钉旋合在转向轴10上。转向止柱还包括调整螺母，调整螺母与限位螺钉相旋合，以限制限位螺钉在转向轴10上的旋入深度。通过调节调整螺母在限位螺钉上的位置，能够调节限位螺钉伸出转向轴10的长度。当转向轴总成100的转向节20转动到一定角度时，转向节20就会与限位螺钉相抵接，阻止转向节20的进一步转动。进一步地，转向节20在转动至与转向止柱相抵接时，此时转向轴总成100的转向角α达到最大，为α₁。如此，转向止柱能够使转向节限位于最大转向角α₁处。

具体到转向轴总成100的装配过程中，向左转动转向节20，当转向节20转动至与转向轴10之间形成的转向角α为α₁时，调整并固定用于限定左侧转向节20的转向止柱；再向右转动转向节20，当在转向节20转动至与转向轴10之间形成的转向角α为α₁时，调整并固定用于限定右侧转向节20的转向止柱。如此，不需要借助外部设备，就能够实现转向轴总成100在装配过程中的调试。

请参阅图1及图6所示，在一些实施例中，转向轴总成100还包括横拉杆60，配接于转向轴10两端的转向节20还分别铰接于横拉杆60的两端，且在转向节20相对转向轴10形成的转向角α为0°时，横拉杆60的中轴线平行于转向轴10的轴向方向。

具体到转向轴总成100的装配过程中，调整横拉杆60使转向轴10两端的两个转向节20上的指示针50与转向轴10上零点刻度对齐，然后再锁紧横拉杆60，此时的转向节20相对转向轴10之间形成的转向角α为零。如此，不需要借助外部设备，就能够实现转向轴总成100在装配过程中的调试。

横拉杆60是转向梯形机构的底边，是确保左右转向轮产生正确运动关系的关键部件。在整车使用中，当横拉杆60发生微小变形时，将导致转向节20相对于转向轴10之间的转向角α发生变化。因此，可以通过分析转向角α的变化情况识别发生变形的横拉杆60。

具体到实际运用中，转向轴10两端的两个转向节20上的指示针50无法同时指向转向轴10上的零点刻度时，则说明横拉杆60发生了变形。

请参阅图4所示，在一些实施例中，多轴转向的车辆在运用上述的转向轴总成100时，可以直接读取各个转向轮在转弯时，转向节20相对转向轴10所形成的转向角α。检测并记录多组数据，再将数据与阿克曼转角进行对比，以分析和优化车辆的转向性能。

进一步地，具有多轴转向的车辆，不同的转向轴10之间具有同步角(同步角指的是车辆在处于直行状态时，不同转向轴10的同侧车轮的转向角α的差值)。请参阅图5所示，同步角为(β₁-β₂)，该同步角(β₁-β₂)在设计时应满足小于10′，以保证各个转向轮同时处于直行状态。

可以理解，由于转向系统和悬架系统存在运动干涉，车辆在不同的轴荷状态下的同步角会发生变化，从而无法在加载过程中检测车辆的同步角变化。而通过在转向轴10上设置指示刻度40，在转向节20上设置指示针50，可以实现在车辆加载过程中读取各个转向轴10的同步角变化，进而优化车辆的行驶性能。

作为同一发明构思，本申请还提供一种车辆，包括上述的转向轴总成100。该车辆的转向角α检测十分方便、快捷且准确。

上述的转向轴总成100及车辆，在转向轴与转向节的配接处，转向轴与转向节其中之一设有能够示出转向角的指示刻度，转向轴与转向节其中之一设有指示针，指示针指向指示刻度。其中，指示刻度上具有零点刻度，且在指示针指向零点刻度时，转向角为0°。如此，在装配过程中，通过观察指示针50是否指向零点刻度，可快速判断出转向轴总成100的装配是否合理。此外，还能通过观察指示针50在指示刻度40上的相应位置，快速检测出转向轴10与转向节20之间形成的转向角α。其次，在车辆使用过程中，还能快速检测出发生变形的横拉杆60。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种转向轴总成，包括转向轴及配接于所述转向轴两端的两个转向节，且所述转向轴与所述转向节之间能够相对转动并形成有转向角α，其特征在于，

在所述转向轴与所述转向节的配接处，所述转向轴与所述转向节其中之一设有能够示出所述转向角的指示刻度，所述转向轴与所述转向节其中之另一设有指示针，所述指示针指向所述指示刻度；

其中，所述指示刻度上具有零点刻度，且在所述指示针指向所述零点刻度时，所述转向角α为0°；

所述转向轴总成具有一最大转向角α₁；

所述指示刻度的相邻刻度之间具有刻度间隔，所述刻度间隔被构造为从0°到α₁之间逐渐增大；

所述指示刻度在0°到α₁之间依次划分有多个刻度区；

其中，每一所述刻度区的刻度间隔相等。

2.根据权利要求1所述的转向轴总成，其特征在于，所述指示刻度以所述转向轴与所述转向节的配接处的旋转中心为圆心呈扇形设置。

3.根据权利要求2所述的转向轴总成，其特征在于，所述指示刻度由多条连续且间隔设置的刻度线构成，且所述零点刻度的所述刻度线长度最长。

4.根据权利要求1所述的转向轴总成，其特征在于，多个所述刻度区中至少包括第一刻度区、第二刻度区及第三刻度区；

所述第一刻度区的刻度间隔为0.2°，所述第二刻度区的刻度间隔为0.5°，所述第三刻度区的刻度间隔为1°。

5.根据权利要求1所述的转向轴总成，其特征在于，所述转向轴总成具有一最大转向角α₁；

所述转向轴总成还包括转向止柱，所述转向止柱设于所述转向轴上；

所述转向节相对所述转向轴转动过程中能够与所述转向止柱相抵接，以使所述转向节限位于所述最大转向角α₁处。

6.根据权利要求1所述的转向轴总成，其特征在于，所述转向轴总成还包括横拉杆，配接于所述转向轴两端的所述转向节还分别铰接于所述横拉杆的两端，且在所述转向节相对所述转向轴形成的转向角α为0°时，所述横拉杆的中轴线平行于所述转向轴的轴向方向。

7.根据权利要求1所述的转向轴总成，其特征在于，所述转向轴总成还包括主销，所述转向节通过所述主销枢接于所述转向轴。

8.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的转向轴总成。

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