CN208630693U - 一种客车电动助力转向装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种客车电动助力转向装置，包括输入轴、输出轴、设置在输入轴与输出轴外部的壳体、与输出轴传动连接的蜗杆、与蜗杆连接的电机以及与电机通讯连接的ECU控制单元，所述输入轴与输出轴同轴线设置，输入轴与输出轴两者通过扭力杆固定连接；所述输入轴与输出轴连接端的外圆上设置有扭矩转角传感器，扭矩转角传感器与ECU控制单元通讯连接；所述输出轴的外壁上通过平键固定连接有涡轮，涡轮与所述蜗杆为一对可逆减速传动副。本实用新型与传统的客车液压转向系统结合，可实现三种工作模式，即液压助力与电动助力同时工作模式、电动助力单独工作模式和人工机械液压助力单独工作模式，使客车的转向助力系统更加安全可靠。

Description

一种客车电动助力转向装置

技术领域

本实用新型属于客车技术领域，具体的，涉及一种客车电动助力转向装置。

背景技术

在汽车的发展历程中，转向系统由最初的机械式转向系统发展至液压助力转向系统、从液压助力转向系统转变为电控液压助力转向系统，再有电控液压助力转向系统转变为电动助力转向系统，其中电动助力系统是由电动助力机提供转向助力，降低了能耗，调整简单，装配灵活，在多种状况下都能够提供转向助力，同时电动助力机连接有电子控制单元，电子控制单元通过车速、扭矩角度等因素控制电动助力机提供相应强度的转向助力。

在现有技术中，电动助力转向系统的转向形式有两种，一种是采用电动助力构件安装于方向管柱上，但是这种安装结构安装与维修不便，并提高了方向管柱制造带来复杂性，另一种是采用液压助力转向和电动助力结合的循环球式转向机，但是这种转向系统的结构复杂，体积大且布置不便，成本高。为了解决转向助力系统中上述提到的问题，以得到一种结构简单、性能可靠、应用方便等特点的客车电动助力转向装置，本实用新型提供了以下技术方案。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种客车电动助力转向装置。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：

一种客车电动助力转向装置，包括输入轴、输出轴、设置在输入轴与输出轴外部的壳体、扭力杆、扭矩转角传感器、与输出轴传动连接的涡轮、蜗杆、与蜗杆连接的电机以及与电机通讯连接的ECU控制单元，所述输入轴与输出轴同轴线设置，输入轴与输出轴两者通过扭力杆固定连接；

所述输入轴与输出轴连接端的外圆上设置有扭矩转角传感器，扭矩转角传感器的内圆一部分与输入轴的外壁连接，扭矩转角传感器内圆的另一部分与输出轴的外壁连接，所述扭矩转角传感器与ECU控制单元通讯连接，扭矩转角传感器检测输入轴的转矩和转角信号，并将转矩和转角的电信号输出至ECU控制单元；

所述输入轴与输出轴的外壁上套接有若干轴承，轴承的外环固定在壳体的内部，壳体的外壳固定安装在客车的底架上；

所述壳体的左右两端面上分别固定有左端盖与右端盖，左端盖与右端盖中分别穿过输入轴与输出轴，左端盖与右端盖中均内置有油封结构；

所述输出轴的外壁上通过平键固定连接有涡轮，涡轮的两侧设置有隔套，隔套套接在输出轴的外壁上，涡轮与所述蜗杆为一对可逆减速传动副。

作为本实用新型的进一步方案，所述输入轴与输出轴两者连接一端均开有轴向内孔，轴向内孔的外端设置有径向销孔，输入轴与输出轴的轴向内孔中设置有扭力杆，扭力杆的两端分别通过销轴插入径向销孔中与输入轴和输出轴固定连接。

作为本实用新型的进一步方案，所述客车电动助力转向装置设置在角传动装置与方向机之间，其中输入轴与角传动装置连接，输出轴与方向机连接。

作为本实用新型的进一步方案，所述轴承的数量为三个，其中两个轴承套接在输出轴的外壁上，另一个轴承套接在输入轴的外壁上。

作为本实用新型的进一步方案，所述油封结构与相邻的轴承之间设置有圆螺母，圆螺母分别通过螺纹结构拧合在输入轴与输出轴的外壁上。

作为本实用新型的进一步方案，该电动助力转向装置的工作方式为：

当客车低速转弯时，转向盘需要较大转矩，转向盘转动带动输入轴旋转，从而带动扭力杆及扭矩转角传感器扭曲变形，这种扭曲变形产生电信号输入ECU控制单元，ECU系统经过计算转化转向盘转矩，当转向盘转矩达到设定目标值时，余下扭矩由电机输出扭矩通过涡轮与蜗杆可逆传动副减速增扭来提供，转向盘转矩与电机提供扭矩耦合后扭矩共同传递到方向机的输入轴上，使方向机做液压助力工作，实现客车转向；

当客车中速或高速行驶时，行驶所需转向助力较小，液压助力停止工作，由电机输出扭矩通过涡轮与蜗杆可逆传动副增扭的扭矩克服转向阻力，当操纵转向盘时，扭矩转角传感器不断地测出输入轴上的转向和转矩信号，该信号与车速信号同时输入到ECU控制单元，ECU控制单元根据输入信号，确定电机转矩的大小和转向，电机带动涡轮与蜗杆可逆传动副，传送到方向机，带动方向机上的垂臂左、右摆动，实现客车转向；

当客车的电机出现故障时，转向系统能通过驾驶员加在转向盘的手动扭矩，经过输入轴和输出轴，带动方向机输入轴旋转，使方向机做液压助力工作，实现客车转向。

本实用新型的有益效果:

1、本实用新型的客车电动助力转向装置，与传统的客车液压转向系统结合，可实现三种工作模式，即液压助力与电动助力同时工作模式、电动助力单独工作模式和人工机械液压助力单独工作模式，使客车的转向助力系统更加安全可靠。

2、本实用新型的结构相较于传统的助力转向装置，更加简单，整个装置的体积更小，不会占用大量空间，方便安装与铺设。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型结构的侧视图；

图3是本实用新型在汽车方向传动系统中的连接示意图。

具体实施方式

下面对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

一种客车电动助力转向装置，如图1、图2所示，包括输入轴1、输出轴8、设置在输入轴1与输出轴8外部的壳体5、扭力杆2、扭矩转角传感器4、与输出轴8传动连接的涡轮6、蜗杆11、与蜗杆11连接的电机12以及与电机12通讯连接的ECU控制单元，所述输入轴1与输出轴8同轴线设置，输入轴1与输出轴8两者连接一端均开有轴向内孔，轴向内孔的外端设置有径向销孔，输入轴1与输出轴的轴向内孔中设置有扭力杆2，扭力杆2的两端分别通过销轴插入径向销孔中与输入轴1和输出轴8固定连接，从而实现输入轴1和输出轴8的连接固定，如图3所示，所述客车电动助力转向装置设置在角传动装置与方向机之间，其中输入轴1与角传动装置连接，输出轴8与方向机连接。

所述输入轴1与输出轴8连接端的外圆上设置有扭矩转角传感器4，扭矩转角传感器4的内圆一部分与输入轴1的外壁连接，扭矩转角传感器4内圆的另一部分与输出轴8的外壁连接，所述扭矩转角传感器4与ECU控制单元通讯连接，扭矩转角传感器4检测输入轴1的转矩和转角信号，并将转矩和转角的电信号输出至ECU控制单元。

所述输入轴1与输出轴8的外壁上套接有若干轴承10，在本实用新型的一个实施例中，轴承10的数量为三个，其中两个轴承10套接在输出轴8的外壁上，另一个轴承10套接在输入轴1的外壁上，轴承10的外环固定在壳体5的内部，壳体5的外壳上设置有螺纹孔，壳体5通过该螺纹孔与螺栓固定安装在客车的底架上，轴承10与壳体5对输入轴1与输出轴8起到良好的支撑效果。

所述壳体5的左右两端面上分别固定有左端盖3与右端盖7，左端盖3与右端盖7中分别穿过输入轴1与输出轴8，左端盖3与右端盖7中均内置有油封结构9，对壳体5内的连接结构起到良好的保护效果，防止灰尘杂物进入连接处影响装置的正常工作；

所述油封结构9与相邻的轴承10之间设置有圆螺母15，圆螺母15分别通过螺纹结构拧合在输入轴1与输出轴8的外壁上，防止输入轴1、输出轴8以及壳体5之发生相对滑动；

所述输出轴8的外壁上通过平键14固定连接有涡轮6，涡轮6的两侧设置有隔套13，隔套13套接在输出轴8的外壁上，涡轮6与所述蜗杆11为一对可逆减速传动副，工作时可通过电机12带动蜗杆11转动，蜗杆11进一步带动涡轮6转动来实现输出轴8的转动。

本实用新型的工作方式为：

当客车低速转弯时，转向盘需要较大转矩，转向盘转动带动输入轴1旋转，从而带动扭力杆2及扭矩转角传感器4扭曲变形，这种扭曲变形产生电信号输入ECU控制单元，ECU系统经过计算转化转向盘转矩，当转向盘转矩达到设定目标值时(此时转向盘转矩不能使方向机工作)，余下扭矩由电机12输出扭矩通过涡轮6与蜗杆11可逆传动副减速增扭来提供，转向盘转矩与电机12提供扭矩耦合后扭矩共同传递到方向机的输入轴上，使方向机做液压助力工作，实现客车转向，即液压助力与电动助力同时工作模式；

当客车中速或高速行驶时，行驶所需转向助力较小，液压助力停止工作，仅由电机12输出扭矩通过涡轮6与蜗杆11可逆传动副增扭的扭矩克服转向阻力，当操纵转向盘时，扭矩转角传感器4不断地测出输入轴1上的转向和转矩信号，该信号与车速信号同时输入到ECU控制单元，ECU控制单元根据输入信号，确定电机12转矩的大小和转向，电机12带动涡轮6与蜗杆11可逆传动副，传送到方向机，带动方向机上的垂臂左、右摆动，实现客车转向，即电动助力单独工作模式；

当客车的电机12出现故障时，转向系统能通过驾驶员加在转向盘的手动扭矩，经过输入轴1和输出轴8，带动方向机输入轴旋转，使方向机做液压助力工作，实现客车转向，即人工机械液压助力单独工作模式。

本实用新型的客车电动助力转向装置，与传统的客车液压转向系统结合，可实现三种工作模式，即液压助力与电动助力同时工作模式、电动助力单独工作模式和人工机械液压助力单独工作模式，使客车的转向助力系统更加安全可靠，同时本实用新型的结构相较于传统的助力转向装置，更加简单，整个装置的体积更小，不会占用大量空间，方便安装与铺设。

以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种客车电动助力转向装置，其特征在于，包括输入轴(1)、输出轴(8)、设置在输入轴(1)与输出轴(8)外部的壳体(5)、扭力杆(2)、扭矩转角传感器(4)与输出轴(8)传动连接的涡轮(6)、蜗杆(11)、与蜗杆(11)连接的电机(12)以及与电机(12)通讯连接的ECU控制单元，所述输入轴(1)与输出轴(8)同轴线设置，输入轴(1)与输出轴(8)两者通过扭力杆(2)固定连接；

所述输入轴(1)与输出轴(8)连接端的外圆上设置有扭矩转角传感器(4)，扭矩转角传感器(4)的内圆一部分与输入轴(1)的外壁连接，扭矩转角传感器(4)内圆的另一部分与输出轴(8)的外壁连接，所述扭矩转角传感器(4)与ECU控制单元通讯连接，扭矩转角传感器(4)检测输入轴(1)的转矩和转角信号，并将转矩和转角的电信号输出至ECU控制单元；

所述输入轴(1)与输出轴(8)的外壁上套接有若干轴承(10)，轴承(10)的外环固定在壳体(5)的内部，壳体(5)的外壳固定安装在客车的底架上；

所述壳体(5)的左右两端面上分别固定有左端盖(3)与右端盖(7)，左端盖(3)与右端盖(7)中分别穿过输入轴(1)与输出轴(8)，左端盖(3)与右端盖(7)中均内置有油封结构(9)；

所述输出轴(8)的外壁上通过平键(14)固定连接有涡轮(6)，涡轮(6)的两侧设置有隔套(13)，隔套(13)套接在输出轴(8)的外壁上，涡轮(6)与所述蜗杆(11)为一对可逆减速传动副。

2.根据权利要求1所述的一种客车电动助力转向装置，其特征在于，所述输入轴(1)与输出轴(8)两者连接一端均开有轴向内孔，轴向内孔的外端设置有径向销孔，输入轴(1)与输出轴的轴向内孔中设置有扭力杆(2)，扭力杆(2)的两端分别通过销轴插入径向销孔中与输入轴(1)和输出轴(8)固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种客车电动助力转向装置，其特征在于，所述客车电动助力转向装置设置在角传动装置与方向机之间，其中输入轴(1)与角传动装置连接，输出轴(8)与方向机连接。

4.根据权利要求1所述的一种客车电动助力转向装置，其特征在于，所述轴承(10)的数量为三个，其中两个轴承(10)套接在输出轴(8)的外壁上，另一个轴承(10)套接在输入轴(1)的外壁上。

5.根据权利要求1所述的一种客车电动助力转向装置，其特征在于，所述油封结构(9)与相邻的轴承(10)之间设置有圆螺母(15)，圆螺母(15)分别通过螺纹结构拧合在输入轴(1)与输出轴(8)的外壁上。