CN117657285A - 一种转向传动系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请实施例在于提供一种转向传动系统，包括：在车辆的转向轴上设置的转向传动组件，所述转向传动件包括摇臂转动轴，所述摇臂转动轴的输出端固定连接转向摇臂；其中，所述转向摇臂球接有拉杆，所述拉杆用于与轮毂的转向节臂铰接；其中，所述转向传动件用于驱动所述摇臂转动轴转动，所述摇臂转动轴的转动带动所述转向摇臂摆动，所述拉杆通过所述转向摇臂的摆动带动所述轮毂转动。本申请实施例旨在使转向传动装置与前轴集成，断开转向传动机构与车架的机械连接，从而减少了转向系统的零部件，简化了转向系统结构，同时，减少了转向系统设计校核工作量，可实现车轮的大角度偏转，增强了车辆的机动性。

Description

一种转向传动系统及车辆

技术领域

本申请实施例涉及汽车的技术领域，具体而言，涉及一种转向传动系统及车辆。

背景技术

目前商用车的转向实现方法一般通过设置在车架上的转向器实现，转向器与转向摇臂连接，转向摇臂和转向拉杆球铰连接，转向拉杆与前轴转向节臂球铰连接，转向节臂与前轴转向节、前轴轮毂、转向梯形节臂固连，左右转向梯形臂与梯形拉杆球铰连接，在车辆转向过程中，转向器驱动转向摇臂前后摆动，转向摇臂摆动带动转向拉杆，转向拉杆带动前轴一侧的转向节臂、转向节、前轴轮毂及转向梯形臂绕前轴主销转动，完成前轴一侧车轮的偏转，并通过梯形臂和梯形横拉杆带动另一侧车轮偏转，最终实现车辆的转向功能。

但是现有的转向系统中转向器及一部分零件与车架固连，另一部分零件与前轴球铰连接，前轴固定于和前悬架，车辆行驶中，前轴和前悬架相对于车架的振动，致使转向与悬架有不可避免的运动干涉，一方面导致车辆无法完成大角度的转向，影响车辆的机动性，一方面增加车辆转向系统设计校核工作量。

发明内容

本申请实施例提供一种转向传动系统及车辆，旨在使转向传动装置与前轴集成，断开转向传动机构与车架的机械连接，从而减少了转向系统的零部件，简化了转向系统结构，同时，减少了转向系统设计校核工作量，可实现车轮的大角度偏转，增强了车辆的机动性。

本申请实施例第一方面提供一种转向传动系统，包括在车辆的转向轴上设置的转向传动组件，所述转向传动件包括摇臂转动轴，所述摇臂转动轴的输出端固定连接转向摇臂；

其中，所述转向摇臂球接有拉杆，所述拉杆用于与轮毂的转向节臂铰接；

其中，所述转向传动件用于驱动所述摇臂转动轴转动，所述摇臂转动轴的转动带动所述转向摇臂摆动，所述拉杆通过所述转向摇臂的摆动带动所述轮毂转动。

可选地，所述拉杆包括第一拉杆和第二拉杆；所述转向摇臂包括：第一主臂、第一支臂和所述第二支臂；

其中，所述第一主臂的一端与所述摇臂转动轴的输出端固定连接，另一端分别连接第一支臂和第二支臂，所述第一支臂和所述第二支臂之间存在夹角；其中，所述第一支臂与所述第一拉杆球铰连接，所述第二支臂与所述第二拉杆球铰连接。

可选地，所述转向传动组件还包括：

电控转向器，所述电控转向器固定设置于所述车辆转向轴上，所述电控转向器的输出轴与所述摇臂转动轴固定连接，以通过所述摇臂转动轴向所述转向摇臂输出扭矩。

可选地，所述电控转向器上设置有车辆信号插接口，所述车辆信号插接口通过连接线与车辆控制装置连接，以通过所述连接线向所述电控转向器输出转向需求。

可选地，所述转向传动组件还包括：转向助力器，所述转向助力器固定设置于所述转向轴上；

所述系统还包括与所述转向助力器连接的全液压转向器，其中，所述全液压转向器固定连接于所述车辆的车架上；

其中，所述全液压转向器用于向所述转向助力器输出转向驱动力，所述转向助力器在所述转向驱动力的驱动下，通过所述摇臂转动轴向所述转向摇臂输出扭矩。

可选地，所述转向助力器包括：

壳体及开设于壳体内的空腔；

齿条活塞，所述齿条活塞设于所述空腔内，所述齿条活塞滑动连接于所述空腔内；

扇齿摇臂轴，所述扇齿摇臂轴与所述齿条活塞上的齿条啮合，所述扇齿摇臂轴与所述转向助力器的输出轴固定连接。

可选地，所述全液压转向器包括：

全液压转向器本体及伸缩轴，所述伸缩轴设于所述全液压转向器本体上，所述全液压转向器本体固定连接于所述车架上，所述全液压转向器本体用于向所述空腔输出高压油液；

第一液压油管，所述第一液压油管的一端与所述全液压转向器本体连通，另一端与所述空腔连通；

第二液压油管，所述第二液压油管的一端与所述全液压转向器本体连通，另一端与所述空腔连通；

其中，所述第一液压油管和所述第二液压油管与所述空腔的连通位置位于所述齿条活塞的两侧。

本申请实施例第二方面提供一种车辆，所述车辆包括所述的转向传动系统。

采用本申请提供的一种集成转向传动功能的整体式转向轴，具有以下有益效果：

第一方面，本申请实施例中的转向传动组件设置在车辆的转向轴上，使转向传动组件输出的驱动力通过拉杆可直接带动车辆的轮毂转动。相比于现有技术中驱动组件设置在车架上并通过多个传动杆传递驱动力的方式，断开了车架、转向传动组件和转向轴三者之间机械结构的传动连接关系，进而使转向传动组件和车辆的转向轴集成在一起，规避了转向过程中的运动干涉，提升了车辆操控性能，减少整车设计校核工作量。

另一方面，此种设置方式使整车的模块化程度高，在对不同型号的车辆配置转向传动系统时，降低了零部件的品种、重量和验证周期，降低了生产的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例的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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一实施例提出的采用电控转向器的转向传动系统的结构示意图；

图2是本申请一实施例提出的采用全液压转向器的转向传动系统的结构示意图；

图3是本申请一实施例提出的转向助力器的剖面结构示意图；

附图说明：1、摇臂转动轴；2、第一拉杆；3、第二拉杆；4、转向摇臂；401、第一主臂；402、第一支臂；403、第二支臂；5、电控转向器；6、信号插接口；7、连接线；8、转向助力器；801、壳体；802、空腔；803、齿条活塞；804、扇齿摇臂轴；9、全液压转向器本体；10、伸缩轴；11、第一液压油管；12、第二液压油管；13、转向轴。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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例，都属于本申请保护的范围。

目前商用车的转向实现方法一般通过设置在车架上的转向器实现，转向器与转向摇臂连接，转向摇臂和转向拉杆球铰连接，转向拉杆与前轴转向节臂球铰连接，转向节臂与前轴转向节、前轴轮毂、转向梯形节臂固连，左右转向梯形臂与梯形拉杆球铰连接，在车辆转向过程中，转向器驱动转向摇臂前后摆动，转向摇臂摆动带动转向拉杆，转向拉杆带动前轴一侧的转向节臂、转向节、前轴轮毂及转向梯形臂绕前轴主销转动，完成前轴一侧车轮的偏转，并通过梯形臂和梯形横拉杆带动另一侧车轮偏转，最终实现车辆的转向功能。

但是现有的转向系统中转向器及一部分零件与车架固连，另一部分零件与前轴球铰连接，前轴固定于前悬架，车辆行驶中，前轴和前悬架相对于车架的振动，致使转向与悬架有不可避免的运动干涉，一方面影响车辆的操控性能，一方面增加车辆转向系统设计校核工作量。

有鉴于此，本申请实施例提供了一种转向传动系统，旨在增强车辆的操控性能、减少车辆转向系统设计校核工作量。参照图1，如下：

一种转向传动系统，包括在车辆的转向轴13上设置的转向传动组件，所述转向传动件包括摇臂转动轴1，所述摇臂转动轴1的输出端固定连接转向摇臂4；

其中，所述转向摇臂4球接有拉杆，所述拉杆用于与轮毂的转向节臂铰接；

其中，所述转向传动件用于驱动所述摇臂转动轴1转动，所述摇臂转动轴1的转动带动所述转向摇臂4摆动，所述拉杆通过所述转向摇臂4的摆动带动所述轮毂转动。

通过本申请实施例中的转向传动组件的设置方式，将转向传动组件设置在摇臂转动轴1上，使转向传动组件输出的驱动力通过拉杆可直接带动车辆的轮毂转动，相比于现有技术中驱动组件设置在车架上并通过多个传动杆传递驱动力的方式，断开了车架、转向传动组件和转向轴13三者之间机械结构的传动连接关系，进而使转向传动组件和车辆的转向轴13集成在一起，规避了转向过程中的运动干涉，提升了车辆操控性能，减少整车设计校核工作量。同时此种设置方式使整车的模块化程度高，在对不同型号的车辆配置转向传动系统时，降低了零部件的品种、重量和验证周期，降低了生产的成本。

在本申请实施例中，本申请提供的转向传动系统在单、双前轴的液压转向和线控转向车辆中均适用。

在本申请实施例中，在转向传动组件带动摇臂转动轴1转动，由于摇臂转动轴1的输出端与转向摇臂4固定连接，在摇臂转动轴1转动时可同时带动转向摇臂4转动，其中，转向摇臂4的转动方向可以为顺时针或逆时针，两种不同的转动方向对应车辆的轮毂的左转向和右转向。

在本申请实施例中，参照图1，由于转向摇臂4的端部与拉杆球铰连接，且拉杆与轮毂的转向节臂铰接，故在转向摇臂4在摆动时，可同时带动轮毂向一侧偏转，进而实现对车辆的转向的操控。

在本申请实施例中，参照图1，所述拉杆包括第一拉杆2和第二拉杆3，所述转向摇臂4包括：第一主臂401、第一支臂402和所述第二支臂403；

其中，所述第一主臂401的一端与所述摇臂转动轴1的输出端固定连接，另一端分别连接第一支臂402和第二支臂403，所述第一支臂402和所述第二支臂403之间存在夹角；其中，所述第一支臂402与所述第一拉杆2球铰连接，所述第二支臂403与所述第二拉杆3球铰连接。在此种设置方式下，第一支臂402和第二支臂403和同时球铰连接第一拉杆2和第二拉杆3，以在转向摇臂4摆动时同时带动第一拉杆2和第二拉杆3移动。

在本申请实施例中，参照图1，第一支臂402、第二支臂403和第一主臂401之间连接形成Y字形结构，且第一支臂402和第二支臂403均与第一主臂401的端部固定连接。

在本申请实施例中，第一支臂402和第二支臂403之间存在夹角不为固定值，可根据实际情况进行调整，根据在不同车型可采用适用大小的夹角。

在一些实施例中，第一主臂401与第一支臂402和第二支臂403之间的连接方式可以为粘接、卡接、螺栓连接、焊接、一体成型式等刚性连接方式，在此不对其具体限制。

在本申请实施例中，第一主臂401与第一支臂402和第二支臂403之间采用螺栓连接进行固定。

在本申请实施例中，参照图1，转向传动组件的驱动方向为两种，如下：

在第一种方式中，所述转向传动组件还包括：

电控转向器5，所述电控转向器5固定设置于所述车辆转向轴13上，所述电控转向器5的输出轴与所述摇臂转动轴1固定连接，以通过所述摇臂转动轴1向所述转向摇臂4输出扭矩。

电控转向器5用于驱动转向摇臂4转动，电控转向器5内包括电机，电机转动输出扭矩，其中，电机输出的扭矩经多级减速机构降速增扭，再通过电控转向器5的输出端将大扭矩输出给转向摇臂4，最终实现转向摇臂4的摆动。

在本申请实施例中，电控转向器5内置控制器，电控转向器5转向受力模拟装置连接和车辆控制装置连接，与可执行来自转向受力模拟装置或车辆控制装置的转向指令，同时具备转速助力和自动回正功能。

在本申请实施例中，电控转向器5与车辆供电装置连接，以通过车辆供电装置进行供电。

在本申请实施例中，电控转向器5的驱动方式为电力驱动，还包括设置在转向轴13上的电源，电源用于为电控转向器5供电。

在本申请实施例中，参照图1，所述电控转向器5上设置有车辆信号插接口6，所述车辆信号插接口6通过连接线7与车辆控制装置连接，以通过所述连接线7向所述电控转向器5输出转向需求。

在驾驶员有转向需求时，操作车辆转向产生转向信号，车辆控制单元向车辆信号插接口6发送转向信号，在车辆信号插接口6接收到转向信号后，同时控制电控转向器5做出相应方向的转向操作。

在本申请实施例中，电控转向器5与转向轴13的连接方式可以是粘接、卡接、螺栓连接、焊接等刚性连接方式，在此不对其具体限制。

在第二种方式中，参照图2，所述转向传动组件还包括：

所述转向传动组件还包括：转向助力器8，所述转向助力器8固定设置于所述转向轴13上；

所述系统还包括与所述转向助力器8连接的全液压转向器，其中，所述全液压转向器固定连接于所述车辆的车架上；

其中，所述全液压转向器用于向所述转向助力器8输出转向驱动力，所述转向助力器8在所述转向驱动力的驱动下，通过所述摇臂转动轴1向所述转向摇臂4输出扭矩。

全液压转向器可向转向助力器8输入高压油液，在高压油液的驱动下可使转向助力器8的输出端带动转向摇臂4转动，进而实现对转向摇臂4的摆动的驱动，达到操控车辆转向的目的。

由于全液压转向器固定在车架上，转向助力器8固定连接在转向轴13上，两者通过传输高压油液的管道连接，两者之间不存在机械传动关系，故也具备上述第一种方式的优势。

在本申请实施例中，转向助力器8与转向轴13的连接方式可以是粘接、卡接、螺栓连接、焊接等刚性连接方式，在此不对其具体限制。

在本申请实施例中，全液压转向器与车架的连接方式可以是粘接、卡接、螺栓连接、焊接等刚性连接方式，在此不对其具体限制。

在本申请实施例中，参照图3，所述转向助力器8包括：

壳体801及开设于壳体801内的空腔802；

齿条活塞803，所述齿条活塞803设于所述空腔802内，所述齿条活塞803滑动连接于所述空腔802内；

扇齿摇臂轴804，所述扇齿摇臂轴804与所述齿条活塞803上的齿条啮合，所述扇齿摇臂轴804与所述转向助力器8的输出轴固定连接。

扇齿摇臂轴804上的齿与齿条活塞803上的齿条啮合，故在齿条活塞803在空腔802内沿着齿条的长度方向移动时，可同时带动扇齿摇臂轴804转动，又由于扇齿摇臂轴804与转向助力器8的输出轴连接，同时转向助力器8的输出轴与转向摇臂4固定连接，故齿条活塞803在高压油液的压力下的移动实现了对转向摇臂4的摆动的驱动。

在本申请实施例中，参照图2，所述全液压转向器包括：

全液压转向器本体9及伸缩轴10，所述伸缩轴10设于所述全液压转向器本体9上，所述全液压转向器本体9固定连接于所述车架上，所述全液压转向器本体9用于向所述空腔802输出高压油液；

第一液压油管11，所述第一液压油管11的一端与所述全液压转向器本体9连通，另一端与所述空腔802连通；

第二液压油管12，所述第二液压油管12的一端与所述全液压转向器本体9连通，另一端与所述空腔802连通；

全液压转向器本体9输出的高压油液经过第一液压油管11和第二液压油管12的传输注入空腔802内，用于推动齿条活塞803在空腔802内移动。

其中，所述第一液压油管11和所述第二液压油管12与所述空腔802的连通位置位于所述齿条活塞803的两侧。由于转向摇臂4有逆时针和顺时针两个方向转动的转动需求，故将第一液压油管11和第二液压油管12设置在齿条活塞803两侧，以使第一液压油管11和第二液压油管12可分别在两个方向推动齿条活塞803移动，进而实现了对转向摇臂4的逆时针和顺时针转动的驱动。

在申请实施例中，参照图3，图3中的齿条活塞803在向左移动时，可带动与其啮合的扇齿摇臂轴804逆时针转动，齿条活塞803在向右移动时，可带动与其啮合的扇齿摇臂轴804顺时针转动，进而实现了两个转动方向的驱动。

基于同一发明构思，本申请另一实施例提供一种车辆，包括如上述的转向传动系统。

总体来说，通过本申请实施例中的转向传动组件的设置方式，将转向传动组件设置在摇臂转动轴1上，使转向传动组件输出的驱动力通过拉杆可直接带动车辆的轮毂转动，相比于现有技术中驱动组件设置在车架上并通过多个传动杆传递驱动力的方式，断开了车架、转向传动组件和转向轴13三者之间机械结构的传动连接关系，进而使转向传动组件和车辆的转向轴13集成在一起，规避了转向过程中的运动干涉，提升了车辆操控性能，减少整车设计校核工作量。同时此种设置方式使整车的模块化程度高，在对不同型号的车辆配置转向传动系统时，降低了零部件的品种、重量和验证周期，降低了生产的成本。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

还需要说明的是，在本文中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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申请和简化描述，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申请的限制。此外，诸如“第一”和“第二”之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本申请所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请，在具体实施方式及应用范围上均会有不同形式的改变之处，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本申请的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种转向传动系统，其特征在于，包括在车辆的转向轴(13)上设置的转向传动组件，所述转向传动件包括摇臂转动轴(1)，所述摇臂转动轴(1)的输出端固定连接转向摇臂(4)；

其中，所述转向摇臂(4)球接有拉杆，所述拉杆用于与轮毂的转向节臂铰接；

其中，所述转向传动件用于驱动所述摇臂转动轴(1)转动，所述摇臂转动轴(1)的转动带动所述转向摇臂(4)摆动，所述拉杆通过所述转向摇臂(4)的摆动带动所述轮毂转动。

2.根据权利要求1所述的一种转向传动系统，其特征在于，所述拉杆包括第一拉杆(2)和第二拉杆(3)；所述转向摇臂(4)包括：第一主臂(401)、第一支臂(402)和所述第二支臂(403)；

其中，所述第一主臂(401)的一端与所述摇臂转动轴(1)的输出端固定连接，另一端分别连接第一支臂(402)和第二支臂(403)，所述第一支臂(402)和所述第二支臂(403)之间存在夹角；其中，所述第一支臂(402)与所述第一拉杆(2)球铰连接，所述第二支臂(403)与所述第二拉杆(3)球铰连接。

3.根据权利要求1所述的一种转向传动系统，其特征在于，所述转向传动组件还包括：

电控转向器(5)，所述电控转向器(5)固定设置于所述车辆转向轴(13)上，所述电控转向器(5)的输出轴与所述摇臂转动轴(1)固定连接，以通过所述摇臂转动轴(1)向所述转向摇臂(4)输出扭矩。

4.根据权利要求3所述的一种转向传动系统，其特征在于，所述电控转向器(5)上设置有车辆信号插接口(6)，所述车辆信号插接口(6)通过连接线(7)与车辆控制装置连接，以通过所述连接线(7)向所述电控转向器(5)输出转向需求。

5.根据权利要求1所述的一种转向传动系统，其特征在于，所述转向传动组件还包括：转向助力器(8)，所述转向助力器(8)固定设置于所述转向轴(13)上；

所述系统还包括与所述转向助力器(8)连接的全液压转向器，其中，所述全液压转向器固定连接于所述车辆的车架上；

其中，所述全液压转向器用于向所述转向助力器(8)输出转向驱动力，所述转向助力器(8)在所述转向驱动力的驱动下，通过所述摇臂转动轴(1)向所述转向摇臂(4)输出扭矩。

6.根据权利要求5所述的一种转向传动系统，其特征在于，所述转向助力器(8)包括：

壳体(801)及开设于壳体(801)内的空腔(802)；

齿条活塞(803)，所述齿条活塞(803)设于所述空腔(802)内，所述齿条活塞(803)滑动连接于所述空腔(802)内；

扇齿摇臂轴(804)，所述扇齿摇臂轴(804)与所述齿条活塞(803)上的齿条啮合，所述扇齿摇臂轴(804)与所述转向助力器(8)的输出轴固定连接。

7.根据权利要求5所述的一种转向传动系统，其特征在于，所述全液压转向器包括：

全液压转向器本体(9)及伸缩轴(10)，所述伸缩轴(10)设于所述全液压转向器本体(9)上，所述全液压转向器本体(9)固定连接于所述车架上，所述全液压转向器本体(9)用于向所述空腔(802)输出高压油液；

第一液压油管(11)，所述第一液压油管(11)的一端与所述全液压转向器本体(9)连通，另一端与所述空腔(802)连通；

第二液压油管(12)，所述第二液压油管(12)的一端与所述全液压转向器本体(9)连通，另一端与所述空腔(802)连通；

其中，所述第一液压油管(11)和所述第二液压油管(12)与所述空腔(802)的连通位置位于所述齿条活塞(803)的两侧。

8.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括如权利要求1-7任一项所述的转向传动系统。