CN211731540U - 一种小型汽车的管柱式电控液压助力转向系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种小型汽车的管柱式电控液压助力转向系统，方向盘通过过渡套管总成与转向装置的输入轴连接，转向装置的输出轴与齿轮齿条式转向器输入轴通过组合式中间传动轴总成连接，上段中间传动轴和下段中间传动轴通过十字轴万向节连接，上段中间传动轴上设置有安装支架，所述安装支架包括球轴承和球节，球轴承径向延伸一杆件，所述杆件与球节的球头连接，球轴承固定于上段中间传动轴，所述球节包括球头和球头销，所述球头销通过开口销固定于车架，下段中间传动轴下端与齿轮齿条式转向器连接。兼顾了低速时的转向轻便性和高速时的转向稳定性，可靠性非常高，避免了上下段传动轴传动时引起的卡滞和异响，大大提高了传动效率。

Description

一种小型汽车的管柱式电控液压助力转向系统

技术领域

本实用新型属于电控液压助力转向系统技术领域，具体地涉及一种小型汽车的管柱式电控液压助力转向系统。

背景技术

目前各种汽车车辆上使用的转向系统普遍采用液压助力转向系统，通过液压系统和电动液压泵为汽车转向提供转向助力，因而安装时需要安装液压油路系统，结构复杂，生产成本高，不能实现方向盘的主动回正。此外，这种转向系统在使用过程中普遍存在，驾驶员驾驶手感差；由于液压助力转向系统本身结构所限，采用液压助力转向系统的汽车低速行驶时，驾驶员会感到方向盘轻，在高速行驶时，会感到方向盘更轻，这就使汽车达不到“低速行驶时方向盘轻、高速行驶时方向盘重”的理想状态。

公告号CN 105966454 A的中国专利公开了一种管柱式电动助力汽车转向装置，包括方向盘，所述方向盘通过方向盘转轴与电动转向管柱连接，所述电动转向管柱与转动装置的输出轴连接，转动装置与电子控制单元连接，所述电动转向管柱铰接转向传动轴，所述转向传动轴与方向机连接。可以解决液压助力转向系统汽车驾驶手感差、油耗高的问题。但是这与大多数的电动转向助力系统一致，都是通过在转向管柱上安装蜗轮蜗杆减速机实现的，随着时代发展与技术进步，逐渐暴漏出如下问题：蜗轮蜗杆减速传动机构的传动比小，传动效率低下；安装助力电机时，助力电机的输出轴需要垂直于转向管柱安装在转向管柱的侧面，占用驾驶室内的空间较大，由于车辆驾驶室的空间紧凑，因此现有的蜗轮蜗杆式电动转向管柱在装配时经常发生干涉，增加操作工人的劳动强度；并且在使用过程中经常出现异响，维修时安装和拆卸操作难度较大等现象。

实用新型内容

针对上述存在的技术问题，本实用新型的目的是提供一种小型汽车的管柱式电控液压助力转向系统，整个系统布置紧凑，传动平稳，兼顾了低速时的转向轻便性和高速时的转向稳定性，可靠性非常高，避免了上下段传动轴传动时引起的卡滞和异响，大大提高了传动效率。

本实用新型的技术方案是：

一种小型汽车的管柱式电控液压助力转向系统，包括转向装置，方向盘通过过渡套管总成与转向装置的输入轴连接，转向装置的输出轴与齿轮齿条式转向器输入轴通过组合式中间传动轴总成连接，所述组合式中间传动轴总成包括上段中间传动轴和下段中间传动轴，上段中间传动轴和下段中间传动轴通过十字轴万向节连接，所述上段中间传动轴上设置有安装支架，所述安装支架包括球轴承和球节，所述球轴承径向延伸一杆件，所述杆件与球节的球头连接，所述球轴承固定于上段中间传动轴，所述球节包括球头和球头销，所述球头销通过开口销固定于车架，所述下段中间传动轴下端与齿轮齿条式转向器连接。

优选的技术方案中，所述球头内设置有球头座，所述球头销的另一端设置于球头座内，使得球头销旋转摆动一定角度。

优选的技术方案中，所述球头上方沿球头销方向设置有通过卡簧固定的防尘罩，所述球头销外部还设置有防护罩。

优选的技术方案中，所述球头向外延伸一延伸部，所述延伸部与杆件连接。

优选的技术方案中，所述齿轮齿条式转向器通过U型支架固定于车架上，所述车架两端的左右横直拉杆与麦弗逊独立悬架的左右转向节臂连接。

优选的技术方案中，所述齿轮齿条式转向器与电动转向泵的转向高压软管连接，所述电动转向泵通过转向高压软管连接转向油罐，所述电动转向泵通过转向泵控制器控制流量。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、整个系统布置紧凑，传动平稳，兼顾了低速时的转向轻便性和高速时的转向稳定性，可靠性非常高，避免了上下段传动轴传动时引起的卡滞和异响，大大提高了传动效率。

2、本实用新型采用了一种特殊的球节+球轴承的支架结构，支架通过球轴承固定在上段传动轴上，支架径向伸出一杆件，与球节中的球头相连，球节中的球头销与车身预焊支架通过开口销固定。该球头销可绕圆心空间旋转摆动±17°，缩小了上、下段中间传动轴之间传动时的夹角，避免了上下段传动轴传动时引起的卡滞和异响，大大提高了传动效率。

附图说明

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

图1是本实用新型小型汽车的管柱式电控液压助力转向系统的结构示意图；

图2是本实用新型安装支架的结构示意图；

图3为本实用新型球节的剖面图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

实施例：

如图1所示，一种小型汽车的管柱式电控液压助力转向系统，此结构主要零部件包括转向盘1、过渡套管总成2、转向装置3及其控制器4、组合式中间传动轴总成、齿轮齿条式液压转向器9、电动转向泵及其控制器12和转向油罐13。

方向盘1通过过渡套管总成2与转向装置3的输入轴连接，转向装置3的输出轴与齿轮齿条式转向器9输入轴通过组合式中间传动轴总成连接，组合式中间传动轴总成包括上段中间传动轴6和下段中间传动轴8，上段中间传动轴6和下段中间传动轴8通过十字轴万向节14连接，上段中间传动轴6上设置有安装支架7，下段中间传动轴8下端与齿轮齿条式转向器9连接。

转向装置3由蜗轮蜗杆减速箱、永磁同步电机、扭矩转角传感器和电子控制单元等组成，转向装置控制器4布置在转向装置3左侧附近。转向装置3输出轴通过十字轴万向节5与上段中间传动轴6连接。

下段中间传动轴8下端通过十字轴万向节与齿轮齿条式转向器9输入轴连接，齿轮齿条式转向器9通过U型支架10固定于车架上，两端的左右横直拉杆11与麦弗逊独立悬架的左右转向节臂连接。齿轮齿条式转向器9与电动转向泵12的转向高压软管连接，电动转向泵12通过转向高压软管连接转向油罐13，电动转向泵12通过转向泵控制器控制流量，转向油罐13通过转向高压软管为电动转向泵12供油，电动转向泵12通过转向高压软管为齿轮齿条液压转向器提供所需要的流量和压力。

采用上下两段式传动轴容易影响传递的平稳性，需要设计一种特殊的支架使传递更加平稳。该处支架设计需要满足一定的自由度，又不能影响转向力的正常传递，故采用了一种特殊的球节+球轴承的支架结构。如图2、3所示。安装支架包括球轴承71和球节72，球轴承71径向延伸一杆件711，杆件711与球节72的球头721连接，球轴承71为轴承结构，固定于上段中间传动轴6，球节72包括球头721和球头销722，球头销722通过开口销固定于车架，球头721内设置有球头座723，球头销722的另一端设置于球头座723内，使得球头销722旋转摆动一定角度，例如该球头销722可绕圆心空间旋转摆动±17°。缩小了上、下段中间传动轴之间传动时的夹角，避免了上下段传动轴传动时引起的卡滞和异响，大大提高了传动效率。

球头721上方沿球头销722方向设置有通过卡簧724固定的防尘罩725，球头销722外部还可以设置有防护罩726，可以进一步保护球头销722。球头721向外延伸一延伸部727，延伸部727可以为套筒，杆件711可以套于套筒内，实现连接。

管柱式电控液压助力转向系统（C-EHPS）采用分离式电液转向系统方案，由C-EPS（电动转向管柱）+HPS（齿轮齿条式液压助力转向器）组成，齿轮齿条式液压助力转向器匹配麦弗逊独立悬架。同时电动转向泵转速受转向泵ECU控制，实现流量随速控制，另外C-EPS（电动转向管柱）可以实现方向、转角伺服控制功能，进而实现智能驾驶。为了方便车辆调试，装配快速可拆卸的转向盘，方便人工可以随时操控。

常规助力模式下，电动助力装置与液压助力装置共同为转向系统提供助力，其中液压部分提供绝大部分助力、电动部分提供的助力主要用于进一步减轻驾驶员手力，并做相位补偿、阻尼补偿和回正控制。车速和转向盘转矩信号输入ECU，系统根据助力特性曲线与相应的控制策略，计算并跟踪目标助力转矩，结合转角的信号采集和处理，通过控制电机实现液压系统不能够完成的主动回正控制，保证整个系统在任何车速下都可获得良好的动态响应特性；

整个C-EHPS系统布置紧凑，传动平稳，兼顾了低速时的转向轻便性和高速时的转向稳定性，可靠性非常高。

应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (6)

1.一种小型汽车的管柱式电控液压助力转向系统，包括转向装置，方向盘通过过渡套管总成与转向装置的输入轴连接，其特征在于，转向装置的输出轴与齿轮齿条式转向器输入轴通过组合式中间传动轴总成连接，所述组合式中间传动轴总成包括上段中间传动轴和下段中间传动轴，上段中间传动轴和下段中间传动轴通过十字轴万向节连接，所述上段中间传动轴上设置有安装支架，所述安装支架包括球轴承和球节，所述球轴承径向延伸一杆件，所述杆件与球节的球头连接，所述球轴承固定于上段中间传动轴，所述球节包括球头和球头销，所述球头销通过开口销固定于车架，所述下段中间传动轴下端与齿轮齿条式转向器连接。

2.根据权利要求1所述的小型汽车的管柱式电控液压助力转向系统，其特征在于，所述球头内设置有球头座，所述球头销的另一端设置于球头座内，使得球头销旋转摆动一定角度。

3.根据权利要求1所述的小型汽车的管柱式电控液压助力转向系统，其特征在于，所述球头上方沿球头销方向设置有通过卡簧固定的防尘罩，所述球头销外部还设置有防护罩。

4.根据权利要求1所述的小型汽车的管柱式电控液压助力转向系统，其特征在于，所述球头向外延伸一延伸部，所述延伸部与杆件连接。

5.根据权利要求1所述的小型汽车的管柱式电控液压助力转向系统，其特征在于，所述齿轮齿条式转向器通过U型支架固定于车架上，所述车架两端的左右横直拉杆与麦弗逊独立悬架的左右转向节臂连接。

6.根据权利要求1所述的小型汽车的管柱式电控液压助力转向系统，其特征在于，所述齿轮齿条式转向器与电动转向泵的转向高压软管连接，所述电动转向泵通过转向高压软管连接转向油罐，所述电动转向泵通过转向泵控制器控制流量。

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