CN213649716U - 用于车辆的转向总成以及车辆 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于车辆的转向总成以及车辆,所述转向总成包括:转向输入轴、转向输出轴、转向中间轴、转向器以及转向拉杆,转向器设置在转向拉杆上并与转向输出轴连接,转向拉杆的外球绞点和内球绞点均位于车辆的前轮轮心前侧,转向输入轴与转向输出轴之间设置有转向中间轴;其中转向输入轴与转向中间轴之间的夹角为β1,转向中间轴与转向输出轴之间的夹角为β2,0°≤∣β1‑β2∣≤3.3°。根据本实用新型实施例的用于车辆的转向总成,通过使夹角β1与β2的差值更加合理,可以有效地降低转向力矩的波动,并提高转向总成的转向输入轴与转向中间轴、转向中间轴与转向输出轴之间的传动效率,以提高转向总成的使用体验。
Description
技术领域
本实用新型涉及车辆技术领域,尤其是涉及一种用于车辆的转向总成以及车辆。
背景技术
相关技术中,转向总成适于控制车辆的转向。转向总成包括:第一轴、第二轴、第三轴以及相邻的两个轴之间的多个万向节,在转向过程中,第一轴、第二轴以及第三轴之间实现动力的依次传递。然而,现有的转向总成的多个万向节之间的力矩波动较大,传动效率较低,难以满足使用要求。
实用新型内容
本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本实用新型的一个目的在于提出一种用于车辆的转向总成,所述转向总成的力矩波动小,传动效率高,使用体验好。
本实用新型进一步地提出了一种采用上述转向总成的车辆。
根据本实用新型第一方面实施例的用于车辆的转向总成,包括:转向输入轴、转向输出轴、转向中间轴、转向器以及转向拉杆,所述转向器设置在所述转向拉杆上并与所述转向输出轴连接,所述转向拉杆的外球绞点和内球绞点均位于所述车辆的前轮轮心的前侧,所述转向输入轴与转向输出轴之间设置有所述转向中间轴;其中所述转向输入轴与所述转向中间轴之间的夹角为β1,所述转向中间轴与所述转向输出轴之间的夹角为β2,0°≤∣β1-β2∣≤3.3°。
根据本实用新型实施例的用于车辆的转向总成,通过使夹角β1与β2的差值更加合理,可以有效地降低转向力矩的波动,并提高转向总成的转向输入轴与转向中间轴、转向中间轴与转向输出轴之间的传动效率,以提高转向总成的使用体验。
根据本实用新型的一些实施例,所述β1和所述β2均小于30°。
在一些实施例中,所述转向总成与所述车辆的副车架的连接点位于所述前轮轮心的前侧。
根据本实用新型的一些实施例,所述转向输入轴与所述车辆的XY平面之间的夹角小于30°。
在一些实施例中,所述转向输入轴与所述转向中间轴之间设置有第一万向节,所述转向中间轴与所述转向输出轴之间设置有第二万向节。
根据本实用新型第二方面实施例的车辆包括:动力总成,所述动力总成适于带动所述车辆的前轮转动;转向总成,所述转向总成适于带动所述车辆的前轮转向。
进一步地,所述动力总成包括:第一驱动轴、第二驱动轴和中间连接轴;其中所述转向拉杆位于所述动力总成的驱动轴的前侧;所述第一驱动轴布置在所述车辆的差速器的一侧,所述第二驱动轴布置在所述车辆的差速器的另一侧,所述中间连接轴设置在所述第一驱动轴与所述差速器之间,以使所述转向总成与所述动力总成在空间上不产生干涉;所述第二驱动轴和所述中间连接轴分别与所述车辆的差速器动力连接。
在一些实施例中,所述第一驱动轴包括:第一轴杆、位于所述第一轴杆两端的第一固定节以及第一移动节,所述第一移动节与所述中间连接轴连接,所述第一固定节与所述车辆的车轮连接;所述第二驱动轴包括:第二轴杆、位于所述第二轴杆两端的第二固定节以及第二移动节,所述第二移动节与所述差速器连接,所述第二固定节与所述车辆的另一个车轮连接。
进一步地,所述第一轴杆与所述第二轴杆的长度相同。
在一些实施例中,所述第一移动节的第一壳体与所述中间连接轴动力连接,中间连接轴与所述差速器的其中一个半轴齿轮动力连接,所述第二移动节的第二壳体通过支撑件与所述差速器的壳体固定,所述第二壳体与所述差速器的其中另一个半轴齿轮动力连接。
本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是根据本实用新型实施例的动力总成的一个示意图;
图2是根据本实用新型实施例的动力总成的另一个示意图;
图3是根据本实用新型实施例的动力总成的中间连接轴与差速器、中间连接轴与第一驱动轴的配合示意图;
图4是根据本实用新型实施例的动力总成的中间连接轴与第一驱动轴的配合示意图;
图5是根据本实用新型实施例的动力总成的第二驱动轴与支撑件的配合示意图;
图6是根据本实用新型实施例的转向总成与驱动总成的一个角度的示意图;
图7是根据本实用新型实施例的转向总成的夹角示意简图。
附图标记:
动力总成100,
第一驱动轴110,第一轴杆111,第一固定节112,第一移动节113,第一壳体1131,
第二驱动轴120,第二轴杆121,第二固定节122,第二移动节123,第二壳体1231,
中间连接轴130,
差速器140,电机150,变速器160,密封件170,油封180,
支撑件190,支撑件本体191,固定部192,
转向总成200,
转向输入轴210,转向输出轴220,转向中间轴230,转向器240,转向拉杆250。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。
下面参考图1-图7描述根据本实用新型实施例的用于车辆的转向总成以及车辆。
如图6所示,根据本实用新型第一方面实施例的用于车辆的转向总成,包括:转向总成200包括:转向器240和转向拉杆250,转向器240设置在转向拉杆250上,转向拉杆250的外球绞点和内球绞点均位于车辆的前轮轮心的前侧。
其中,转向输入轴210与转向输出轴220之间设置有转向中间轴230,转向输入轴210与转向中间轴230之间的夹角为β1,转向中间轴230与转向输出轴220之间的夹角为β2,0°≤∣β1-β2∣≤3.3°。
参见图7所示,可以理解的是转向输入轴210的轴线与转向中间轴230的轴线的夹角为β1,转向中间轴230的轴线与转向输出轴220的轴线的夹角为β2,进而使β1与β2 的差值位于上述范围内,使β1与β2的差值尽可能小,可以有效地降低转向总成200的单边力矩波动率,使单边力矩波动率≤5%,减小了转向力矩波动,提高了使用体验。
根据本实用新型实施例的用于车辆的转向总成200,通过使夹角β1与β2的差值更加合理,可以有效地降低转向力矩的波动,并提高转向总成200的转向输入轴210与转向中间轴230、转向中间轴230与转向输出轴220之间的传动效率,以提高转向总成200 的使用体验。
根据本实用新型的一些实施例,β1和β2均小于30°,转向输入轴210与转向中间轴230之间设置有第一万向节,转向中间轴230与转向输出轴220之间设置有第二万向节。
可以理解的是,基于转向管柱以及转向中间轴230的传动效率、万向节的使用寿命等因素影响,使β1和β2呈锐角,可以满足使用要求,进而本申请使β1和β2均小于30°,使β1和β2的角度更加合理,可以提高转向总成200的传动效率,延长万向节的使用寿命。
如图7所示,转向总成200与车辆的副车架的连接点位于前轮轮心的前侧。
本申请的转向总成200构造为前置转向梯形布置,即转向器240与副车架的连接点位于轮心的前侧(车辆X方向),使转向总成200与动力总成100的边界间隙更大,满足边界间隙要求,可以避免转向总成200与动力总成100之间出现干涉。
根据本实用新型的一些实施例,转向输入轴210与车辆的XY平面之间的夹角小于30°。由此,可以提高转向总成200的工作稳定性。
根据本实用新型的一些实施例,转向输入轴与车辆的XY平面之间的夹角小于30°。由此,可以提高转向总成的工作稳定性。
如图1、图2以及图6所示,根据本实用新型实施例的车辆,包括:动力总成100 和转向总成200,
其中,动力总成100包括:第一驱动轴110、第二驱动轴120、中间连接轴130、电机150、变速器160以及差速器140,电机150、差速器140以及变速器160设置在一体式壳体内,第一驱动轴110布置在车辆的差速器140的一侧,第二驱动轴120布置在车辆的差速器140的另一侧,中间连接轴130设置在第一驱动轴110与差速器140之间,第二驱动轴120和中间连接轴130分别与车辆的差速器140动力连接(参见图4和图5 所示)。
具体而言,通过设置中间连接轴130可以降低第一驱动轴110的长度,并使电机150、变速器160以及差速器140的一体式壳体可以适当调整在车辆上的横向(Y向)位置,以使第一驱动轴110和第二驱动轴120的长度更低、更加合理,避免了第一驱动轴110 和第二驱动轴120过程,可以提升第一驱动轴110和第二驱动轴120的固有频率,以提高动力总成100的NVH性能。
进而,可以使位于差速器140两侧的第一驱动轴110和第二驱动轴120的长度优化至最短,缩短了车辆不同工况下两个驱动轴的移动节的滑移距离,可以降低第一驱动轴110的第一壳体1131以及第二驱动轴120的第二壳体1231的长度,以实现减重以及降低成本的目的,并可以降低固定节和移动节的极限摆角。
第一驱动轴110通过中间连接轴130与差速器140动力连接,通过中间连接轴130实现对第一驱动轴110的固定,消除了第一驱动轴110所在区域无安装点导致的动力总成100布置困难的技术问题,第二驱动轴120通过支撑件190固定在差速器140的壳体 (即一体式壳体)上,可以根据一体式壳体在车辆上的横向位置,适当调整支撑件190 的位置,平衡支撑件190与中间连接轴130的横向位置。
需要说明的是,缩短了车辆不同工况下两个驱动轴的移动节的滑移距离是指:缩短了车轮转向以及上下跳动过程中移动节的滑移距离。
由此,一方面,通过设置中间连接轴130,使第一驱动轴110和第二驱动轴120的长度更加合理,降低了移动节滑移的最大距离,从而可以降低第一驱动轴110的第一壳体1131以及第二驱动轴120的第二壳体1231的长度,以实现减重以及降低成本的目的,还可以降低第一驱动轴110和第二驱动轴120的固有频率,提高动力总成100的NVH 性能;另一方面,通过设置支撑件190,使第一驱动轴110和第二驱动轴120分别被中间连接轴130、支撑件190支撑,使第一驱动轴110和第二驱动轴120的布置均更加简单。
如图6和图7所示,转向总成200适于带动车辆的前轮转向,转向拉杆250位于动力总成100的驱动轴的前侧,转向总成200与动力总成100在空间上不产生干涉。
具体而言,通过设置中间连接轴130,使转向总成200的转向拉杆250与第一驱动轴110的第一移动节113在空间上间隔开,以避免动力总成100与转向总成200之间发生干涉,可以适应性调整第一驱动轴110的移动节与固定节、第二驱动轴120的移动节与固定节的布置夹角和极限摆角,可以选用大角度的固定节以及移动节。
同时,第一驱动轴110的移动节不会与转向总成200的转向管柱、转向拉杆250或转向器240干涉,使梯形前置的转向管柱的空间布置间隙以及力矩波动均满足使用需求;
保证动力总成100与轮心的相对位置,使第一驱动轴110的移动节以及第二驱动轴120的移动节的布置夹角减小,进一步地提高了车辆的NVH性能及传动效率。
综上,根据本实用新型实施例的车辆,一方面,通过设置中间连接轴130,可以将第一驱动轴110和第二驱动轴120设置为相同长度并通过支撑件190支撑第二驱动轴120,可以初步降低第一驱动轴110和第二驱动轴120的固有频率,提高动力总成100 的NVH性能,实现对动力总成100的减重以及降成本;另一方面,使转向总成200的转向管柱以及转向器240与第一驱动轴110的移动节间隔开,可以避免两者出现干涉,可以适应性调整动力总成100的布置夹角以及极限工作摆角,使转向总成200与边界部件的空间布置间隙以及力矩波动均满足使用要求,并进一步地提高车辆的NVH性能以及转向总成200的传动效率。
其中,第一驱动轴110和第二驱动轴120分别通过中间连接轴130、支撑件190支撑,可以实现第一轴杆111与第二轴杆121的等长设置,提升第一驱动轴110和第二驱动轴120的固有频率,避免固有频率过低引起边界部件耦合振动的问题。
如图5所示,根据本实用新型的一些实施例,支撑件190包括:支撑件本体191以及与支撑件本体191连接的固定部192,固定部192与支撑件本体191之间限定出避让部,第二驱动轴120穿过避让部以与差速器140动力连接,支撑件本体191与减速器的壳体固定。
具体而言,支撑件本体191与固定部192限定出圆形的过孔,第二驱动轴120可以穿过过孔以与差速器140配合,使支撑件190对第二驱动轴120的固定效果更加稳定,同时使支撑件190在第二驱动轴120上的相对位置可调,以平衡支撑件190与中间连接轴130的横向位置。
可以理解的是,避让部内设置有第一轴承,第一轴承的外圈与固定部192连接,第一轴承的内圈与第二驱动轴120连接。这样,在通过支撑件190固定第二驱动轴120的前提下,可以保证第二驱动轴120的转动稳定性,以使差速器140与第二驱动轴120之间的动力传递更加平稳、可靠。
如图4和图5所示,根据本实用新型的一些实施例,第一驱动轴110包括:第一轴杆111、位于第一轴杆111两端的第一固定节112以及第一移动节113,第一移动节113 与中间连接轴130连接,第一固定节112与车辆的车轮连接;第二驱动轴120包括:第二轴杆121、位于第二轴杆121两端的第二固定节122以及第二移动节123,第二移动节123与差速器140连接,第二固定节122与车辆的另一个车轮连接。
也就是说,第一驱动轴110与差速器140之间设置有中间连接轴130,以有效地降低第一驱动轴110的第一轴杆111的长度,同时中间连接轴130具有一定的长度,使一体式壳体可以适当横移,以使第一轴杆111和第二轴杆121的长度均更加合理,进而提高第一驱动轴110和第二驱动轴120的固有频率。
同时,第一轴杆111和第二轴杆121的长度均可以优化到最短,可以缩短车辆不同工况下,第一移动节113以及第二移动节123的滑移距离,从而降低第一壳体1131和第二壳体1231的长度,以实现减重以及降低成本的目的。
在一些实施例中,第一轴杆111与第二轴杆121的长度相同。换言之,在实现了兼顾一体式壳体在横向布置空间可行性的前提下,使第一轴杆111和第二轴杆121的长度相同,可以消除动力总成100加速过程中出现加速跑偏,避免加速跑偏对动力总成100 的不良影响。
优选地,第一固定节112、第一移动节113、第二固定节122以及第二移动节123 外均设置有防尘罩。由此,可以避免灰尘、异物进入到第一驱动轴110内或进入到第二驱动轴120内,提高动力总成100的工作稳定性。
如图3所示,第一移动节113的第一壳体1131与中间连接轴130动力连接,中间连接轴130与差速器140的其中一个半轴齿轮动力连接,第二移动节123的第二壳体1231 通过支撑件190与差速器140的壳体固定,第二壳体1231与差速器140的其中另一个半轴齿轮动力连接。
具体而言,
第一壳体1131与中间连接轴130通过第一花键动力连接,第二壳体1231与差速器140的其中另一个半轴齿轮通过第二花键动力连接。
在一个具体的实施例中,第一壳体1131上设置有第一内花键,中间连接轴130上设置有与第一内花键配合的第一外花键,第一内花键与第一外花键配合实现第一驱动轴 110与中间连接轴130之间的动力连接;第二壳体1231上设置有第二外花键,差速器 140的其中另一个半轴齿轮上设置有与第二外花键配合的第二内花键,第二外花键与第二内花键配合实现差速器140与第二驱动轴120的动力连接。
这样,第一壳体1131与中间连接轴130通过第一内花键与第一外花键的键配合实现动力传递以及连接,第二壳体1231与其中另一个半轴齿轮通过第二内花键与第二外花键的键配合实现动力传递以及连接,使第一驱动轴110和第二驱动轴120与差速器140 之间的动力传递以及连接均更加稳定、可靠,以提高动力总成100的工作稳定性。
可以理解的是,第一壳体1131上设置有第一卡簧,中间连接轴130上设置有与第一卡簧配合的第一卡簧槽,第二壳体1231上设置有第二卡簧,其中另一个半轴齿轮上设置有与第二卡簧配合的第二卡簧槽,其中一个半轴齿轮上设置有第三卡簧槽,中间连接轴130上设置有与第三卡簧槽配合的第三卡簧。由此,可以有效地提高第一壳体1131 与中间连接轴130、第二壳体1231与其中另一个半轴齿轮、中间连接与其中一个半轴齿轮的连接稳定性更高,使动力总成100的结构稳定性更高。
如图3所示,中间连接轴130与差速器140的其中一个半轴齿轮通过第三花键动力连接。
换言之,中间连接轴130与差速器140连接的一端设置有第三外花键,差速器140的其中一个半轴齿轮上设置有与第三外花键配合的第三内花键。这样,中间连接轴130 与差速器140的其中一个半轴齿轮通过第三内花键与第三外花键的键配合实现连接以及动力传递,可以进一步地提高差速器140与中间连接轴130之间的动力传递效果。
需要说明的是,其中一个半轴齿轮为左半轴齿轮、另一个半轴齿轮则为右半轴齿轮;其中一个半轴齿轮为右半轴齿轮,则另一个半轴齿轮为左半轴齿轮。
进一步地,差速器140的壳体与中间连接轴130的孔径配合处设置有油封180。
可以理解的是,中间连接轴130直接压装到减速器上,集成度较高,并在减速器的壳体与中间连接轴130的孔径配合处设置油封180,以提高减速器与中间连接轴130之间的密封性,在动力总成100的装配过程中,无需拆卸中间连接轴130,可以避免减速器的油液泄漏以及油封180的磨损损伤,使动力总成100的拆装便利性更高,成本更低。
此外,第一壳体1131与中间连接轴130的孔径配合处设置有密封件170。即第一移动节113与中间连接轴130设置为可拆卸地连接,并通过卡簧与卡槽配合进行配合限位,通过密封件170提高密封性,可以实现防尘、防水,以提高第一驱动轴110与中间连接轴130的配合稳定性。
在本实用新型的描述中,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实用新型和简化描述,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实用新型的限制。
在本实用新型的描述中,“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。
在本实用新型的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本实用新型的描述中,第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。
在本实用新型的描述中,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种用于车辆的转向总成(200),其特征在于,包括:转向输入轴(210)、转向输出轴(220)、转向中间轴(230)、转向器(240)以及转向拉杆(250),
所述转向器(240)设置在所述转向拉杆(250)上并与所述转向输出轴(220)连接,所述转向拉杆(250)的外球绞点和内球绞点均位于所述车辆的前轮轮心的前侧,所述转向输入轴(210)与转向输出轴(220)之间设置有所述转向中间轴(230);其中
所述转向输入轴(210)与所述转向中间轴(230)之间的夹角为β1,所述转向中间轴(230)与所述转向输出轴(220)之间的夹角为β2,0°≤∣β1-β2∣≤3.3°。
2.根据权利要求1所述的用于车辆的转向总成(200),其特征在于,所述β1和所述β2均小于30°。
3.根据权利要求1所述的用于车辆的转向总成(200),其特征在于,所述转向总成(200)与所述车辆的副车架的连接点位于所述前轮轮心的前侧。
4.根据权利要求3所述的用于车辆的转向总成(200),其特征在于,所述转向输入轴(210)与所述车辆的XY平面之间的夹角小于30°。
5.根据权利要求1所述的用于车辆的转向总成(200),其特征在于,所述转向输入轴(210)与所述转向中间轴(230)之间设置有第一万向节,所述转向中间轴(230)与所述转向输出轴(220)之间设置有第二万向节。
6.一种车辆,其特征在于,包括:
动力总成(100),所述动力总成(100)适于带动所述车辆的前轮转动;
如权利要求1-5中任一项所述的转向总成(200),所述转向总成(200)适于带动所述车辆的前轮转向。
7.根据权利要求6所述的车辆,其特征在于,所述动力总成(100)包括:第一驱动轴(110)、第二驱动轴(120)和中间连接轴(130);其中
所述转向拉杆(250)位于所述动力总成(100)的驱动轴的前侧;
所述第一驱动轴(110)布置在所述车辆的差速器(140)的一侧,所述第二驱动轴(120)布置在所述车辆的差速器(140)的另一侧,所述中间连接轴(130)设置在所述第一驱动轴(110)与所述差速器(140)之间,以使所述转向总成(200)与所述动力总成(100)在空间上不产生干涉;所述第二驱动轴(120)和所述中间连接轴(130)分别与所述车辆的差速器(140)动力连接。
8.根据权利要求7所述的车辆,其特征在于,
所述第一驱动轴(110)包括:第一轴杆(111)、位于所述第一轴杆(111)两端的第一固定节(112)以及第一移动节(113),所述第一移动节(113)与所述中间连接轴(130)连接,所述第一固定节(112)与所述车辆的车轮连接;
所述第二驱动轴(120)包括:第二轴杆(121)、位于所述第二轴杆(121)两端的第二固定节(122)以及第二移动节(123),所述第二移动节(123)与所述差速器(140)连接,所述第二固定节(122)与所述车辆的另一个车轮连接。
9.根据权利要求8所述的车辆,其特征在于,所述第一轴杆(111)与所述第二轴杆(121)的长度相同。
10.根据权利要求9所述的车辆,其特征在于,所述第一移动节(113)的第一壳体(1131)与所述中间连接轴(130)动力连接,中间连接轴(130)与所述差速器(140)的其中一个半轴齿轮动力连接,所述第二移动节(123)的第二壳体(1231)通过支撑件(190)与所述差速器(140)的壳体固定,所述第二壳体(1231)与所述差速器(140)的其中另一个半轴齿轮动力连接。
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