CN203318492U - 电动大巴车用循环球式电动助力转向器 - Google Patents

Abstract

电动大巴车用循环球式电动助力转向器，属于转向器技术领域，具体涉及一种用于纯电动大巴客车或大吨位车辆的循环球式电动助力转向器。转向器壳体（1）左侧与减速器壳体（2）右侧固定连接，循环球式机械转向器输入端从右侧穿入减速器内部，转向传动轴（7）输出端从左侧穿入减速器内部与循环球式机械转向器输入端机械连接，其特征在于：所述的传感器为可同时输出扭矩信号和转角信号的BI扭矩传感器（5），固定套装在转向传动轴（7）输出端和循环球式机械转向器输入端的连接处，所述电机（17）为无刷直流电机。本实用新型具有转向灵活、轻便，能耗低等优点,且能够满足大吨位车辆的需求，动力性能稳定。

Description

电动大巴车用循环球式电动助力转向器

技术领域

电动大巴车用循环球式电动助力转向器，属于转向器技术领域，具体涉及一种用于纯电动大巴客车或大吨位车辆的循环球式电动助力转向器。

背景技术

随着汽车工业的发展，新能源汽车发展迅猛，电动大巴客车在全国各大汽车厂生产量猛增，但与之相匹配的循环球式电动助力转向器在国内和国际上还是空白，没有设计和生产单位。国内现行生产的电动大巴客车普遍采用的是ZF8098液压动力转向器代替，该转向器采用7.5kw的交流电动机作为液压动力源，不但耗电量大，影响整车动力，而且污染严重，给电动大巴客车的推广应用带来了阻力。因此，现有的各种车辆转向器并不适用于电动大巴客车。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种适用于大吨位车辆的、耗电量低、动力性能稳定的电动大巴车用循环球式电动助力转向器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该电动大巴车用循环球式电动助力转向器，包括循环球式机械转向器、减速器、传感器、控制器和电机，转向器壳体左侧上部与减速器壳体固定连接，循环球式机械转向器的转向螺杆左端穿入减速器内部，转向器输入轴与转向螺杆内部采用弹性扭杆柔性连接，减速器内安装有传感器，其特征在于：所述的传感器为可同时输出扭矩信号和转角信号的BI扭矩传感器，固定套装在转向传动轴输出端和循环球式机械转向器输入端的连接处，所述电机为无刷直流电机。利用BI扭矩传感器同时输出输出扭矩信号和转角信号，不但转向轻便、灵活，手感连续平滑，而且轻松实现主动回正，保证助力效果；采用无刷直流电机，动力更稳定，在不影响车辆动力的前提下降低了能耗，也减少了环境污染和噪音污染。

所述的循环球式机械转向器包括转向器壳体、转向螺母齿条、转向螺杆、摇臂轴和摇臂，转向螺杆左右两端分别通过平面轴承和球轴承水平安装在转向器壳体内部，转向螺杆上套装转向螺母齿条，转向螺母齿条内螺纹与转向螺杆外螺纹之间采用钢球和钢球导管连接，形成钢球循环滚道，钢球循环滚道内装有多个钢球；转向螺母齿条外侧的齿条与摇臂轴上安装的扇形齿轮相啮合，摇臂轴端部通过花键固定安装摇臂。

所述的转向螺母外侧的齿条和扇形齿轮的模数均为10或12，摇臂转角为±46.8°。

所述的钢球直径为9.00~9.525mm。

所述的转向螺母齿条上并排设有相同的两组三滚道钢球循环滚道。每组钢球循环滚道包含三个螺距三圈滚道，钢球数量达到110颗，充分保证了转向器的机械强度、可靠性和安全性。

所述的电机的输出功率为2.0kw~2.5km，输出转矩为12~15N·m，额定电压为24V。不但降低了能耗，也完全满足大吨位车辆的动力需要。

所述的BI扭矩传感器的输出力矩为0~50N·m，输出转角为±1260°。BI扭矩传感器为接触式扭矩传感器。

所述的减速器为蜗轮蜗杆减速器，蜗轮安装在转向螺杆端部，蜗轮与蜗杆径向啮合，蜗杆输入端连接电机。蜗轮安装在转向螺杆上端部，蜗轮渐开线齿轮与蜗杆模数螺纹径向啮合。

与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果是：

1、满足大吨位车辆需求：采用了大模数、大直径螺杆螺母和大直径钢球的循环球式的机械转向器，充分保证了转向器的机械强度、保证了转向器的安全性和可靠性；采用BI扭矩传感器，不但保证了转向性能，而且轻松实现主动回正；同时采用大功率的无刷直流电机，充分保证动力的稳定性，保证助力效果，在不影响车辆动力的前提下，降低了大量能耗，更有利于电动大巴车的大范围推广。

2、转向轻便、灵活，主动回正：采用可同时输出输出扭矩信号和转角信号的BI扭矩传感器，感应更灵敏，不但在操作时，转向轻便、灵活，手感连续平滑，而且还可实现主动回正，充分保证助力效果。

3、降低能耗、减少污染：采用的电机为直流无刷电机，输出功率为2.0~2.5kw，输出转矩为12~15N·m，额定电压为24V，降低了发动机的功率损耗，节省了油料，降低了环境污染和噪音，也提高了转向系统的低温工作性能。

附图说明

图1是电动大巴车用循环球式电动助力转向器主视图剖视示意图。

图2是电动大巴车用循环球式电动助力转向器侧视图局部剖视示意图。

图3是图1的A-A剖视示意图。

其中：1、转向器壳体  2、减速器壳体  3、蜗杆  4、蜗轮  5、BI扭矩传感器  6、上盖  7、转向传动轴  8、扭杆  9、平面轴承  10、钢球  11、转向螺母齿条  12、转向螺杆  13、钢球循环滚道  14、球轴承  15、摇臂轴  16、摇臂  17、电机  18、安装螺栓  19、连接螺栓  20、侧盖  21、扇形齿轮。

具体实施方式

图1~3是本实用新型的最佳实施例，下面结合附图1~3对本实用新型做进一步说明。

参照附图1~3：该电动大巴车用循环球式电动助力转向器，包括循环球式机械转向器、减速器、传感器、控制器和助力电机17，转向器壳体1左侧上部与减速器壳体2固定连接，循环球式机械转向器的转向螺杆12左端穿入减速器内部，蜗轮4转向传动轴7与转向螺杆12内部采用弹性扭杆8柔性连接，减速器内安装有传感器，传感器为可同时输出扭矩信号和转角信号的BI扭矩传感器5，固定套装在转向传动轴7输出端和循环球式机械转向器输入端的连接处，电机17为无刷直流电机，电机17的输出功率为2.0kw~2.5km，输出转矩为12~15N·m，额定电压为24V。

循环球式机械转向器包括转向器壳体1、转向螺母齿条11、转向螺杆12、摇臂轴15和摇臂16，转向螺杆12左右两端分别通过平面轴承9和球轴承14水平安装在转向器壳体1内部，转向螺杆12上套装转向螺母齿条11，转向螺母齿条11内螺纹与转向螺杆12外螺纹之间采用钢球10和钢球导管连接，形成钢球循环滚道13；转向螺母齿条11外侧的齿条与摇臂轴15上安装的扇形齿轮21相啮合，摇臂轴15端部通过花键固定安装摇臂16。转向螺母齿条11外侧的齿条和扇形齿轮21的模数均为10或12，摇臂16转角为±46.8°。

转向螺母齿条11上并排设有相同的两组三滚道钢球循环滚道13。钢球循环滚道13内装有多个钢球10，钢球10直径为9.00~9.525mm；转向螺母齿条11的下方通过其底部的啮合齿连接摇臂16，摇臂16通过摇臂轴15安装固定，摇臂16转角为±46.8°。

BI扭矩传感器5的输出力矩为0~50N·m，输出转角为±1260°。减速器为蜗轮蜗杆减速器，蜗轮4安装在转向螺杆12左端部，蜗轮4与蜗杆3径向啮合连接，蜗杆3输入端连接电机17。电机17的安装位置可根据蜗轮4和蜗杆3的相对安装位置进行改变。

装配过程如下：在转向螺杆12内压入扭杆8、滚针轴承，同时在转向螺杆12输入端部装入蜗轮4和BI扭矩传感器5，在BI传感器孔和转向螺杆孔内装入转向传动轴7后进行电信号对中，对称度达到97%后，在转向传动轴7和扭杆8上钻孔铆销，组成输入轴螺杆组件；在减速器壳体2内装入骨架油封、平面轴承9上片、输入轴螺杆组件、钢球10、平面轴承9下片、固定螺塞，调整好轴向间隙，打胶固定；在减速器壳体2上端装入上盖6，用三颗螺栓固定；在减速器壳体2内装入球轴承14、蜗杆3、蜗轮4，调整螺塞，调好间隙固定；在转向螺杆12上装入转向螺母齿条11、钢球10（2组）、钢球导管和钢球导管夹，形成2组钢球循环滚道13，用螺钉固定，使转向螺杆12和转向螺母齿条11之间转动灵活、无卡滞，组成主传动螺杆螺母总成；在转向器壳体1内装入球轴承14、装入装好滚针轴承、油封的支承座，组成壳体总成；在壳体总成内装入主传动螺杆螺母总成，用连接螺栓19固定；在转向器壳体总成内装入转向摇臂轴15，扇形齿轮21的齿扇中间齿凸与转向螺母齿条11的齿条中间齿槽对正，装入侧盖20，调整好齿扇啮合间隙后锁紧调整螺钉；在摇臂轴15花键处按装配标记转入转向摇臂16，用螺母锁紧；最后装入助力电机17、控制线缆和控制器。

转向器的臂轴输出方向可根据用户的安装要求进行任意变化，有左置左输出、左置右输出、右置左输出、右置右输出；助力电机17的安装方向可按用户安装位置进行四个方向的调整。

本电动大巴车用循环球式电动助力转向器有多种型号，其中包括XH5481、XH5482和XH5483。

XH5481和XH5482型的技术参数如下：

前轴负荷：    7~8.5t       齿条齿扇模数：    10

传动比：      25.598       摇臂转角：        ±46.8o

总圈数：      6.66 r        电机功率（无刷）： 2000W

电机额定力矩:  12N.m       电机额定电压：    24V                                        

最大输出力矩： 5500N.m

XH5483技术参数：

前轴负荷：    8~9t         齿条齿扇模数：    12

传动比：      25.132       摇臂转角：        ±46.8o

总圈数：      6.51 r        电机功率（无刷）： 2500W

电机额定力矩:  15N.m       电机额定电压：    24V

最大输出力矩： 6500N.m

工作过程如下：本循环球式电动助力转向器在工作时，转动方向盘，给转向传动轴7输入转矩，转向传动轴7与转向螺杆12之间产生转角，扭杆8产生弹性变形，通过BI扭矩传感器5将产生的扭矩信号和转角信号输出并传入控制器，由控制器来按照设定好的控制模式控制无刷直流电机17工作，电机17输出相应的扭矩，将扭矩依次传递给蜗杆3和蜗轮4，通过蜗杆3和蜗轮4减速放大之后，由蜗轮4带动转向螺杆12转动，转向螺杆12的转动带动套装在其中部的转向螺母齿条11作直线移动，再由转向螺母齿条11带动摇臂轴15做旋转运动，最终通过摇臂轴15带动摇臂16左右摆动，输出转向力矩。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.电动大巴车用循环球式电动助力转向器，包括循环球式机械转向器、减速器、传感器、控制器和电机（17），转向器壳体（1）左侧上部与减速器壳体（2）固定连接，循环球式机械转向器的转向螺杆（12）左端穿入减速器内部，转向器输入轴（7）与转向螺杆（12）内部采用弹性扭杆（8）柔性连接，减速器内安装有传感器，其特征在于：所述的传感器为可同时输出扭矩信号和转角信号的BI扭矩传感器（5），固定套装在转向传动轴（7）输出端和循环球式机械转向器输入端的连接处，所述电机（17）为无刷直流电机。

2.根据权利要求1所述的电动大巴车用循环球式电动助力转向器，其特征在于：所述的循环球式机械转向器包括转向器壳体（1）、转向螺母齿条（11）、转向螺杆（12）、摇臂轴（15）和摇臂（16），转向螺杆（12）左右两端分别通过平面轴承（9）和球轴承（14）水平安装在转向器壳体（1）内部，转向螺杆（12）上套装转向螺母齿条（11），转向螺母齿条（11）内螺纹与转向螺杆（12）外螺纹之间采用钢球（10）和钢球导管连接，形成钢球循环滚道（13），钢球循环滚道（13）内装有多个钢球（10）；转向螺母齿条（11）外侧的齿条与摇臂轴（15）上安装的扇形齿轮（21）相啮合，摇臂轴（15）端部通过花键固定安装摇臂（16）。

3.根据权利要求2所述的电动大巴车用循环球式电动助力转向器，其特征在于：所述的转向螺母齿条（11）外侧的齿条和扇形齿轮（21）的模数均为10或12，摇臂（16）转角为±46.8°。

4.根据权利要求2所述的电动大巴车用循环球式电动助力转向器，其特征在于：所述的钢球（10）直径为9.00~9.525mm。

5.根据权利要求2所述的电动大巴车用循环球式电动助力转向器，其特征在于：所述的转向螺母齿条（11）上并排设有相同的两组三滚道钢球循环滚道（13）。

6.根据权利要求1所述的电动大巴车用循环球式电动助力转向器，其特征在于：所述的电机（17）的输出功率为2.0kw~2.5km，输出转矩为12~15N·m，额定电压为24V。

7.根据权利要求1所述的电动大巴车用循环球式电动助力转向器，其特征在于：所述的BI扭矩传感器（5）的输出力矩为0~50N·m，输出转角为±1260°。

8.根据权利要求1所述的电动大巴车用循环球式电动助力转向器，其特征在于：所述的减速器为蜗轮蜗杆减速器，蜗轮（4）安装在转向螺杆（12）端部，蜗轮（4）与蜗杆（3）径向啮合，蜗杆（3）输入端连接电机（17）。

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