CN216915999U - 车辆转向中间轴、车辆转向助力系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型车辆转向中间轴、车辆转向助力系统及车辆，包括换向传动组件，以及用于向不同方向传递力矩的第一局部中间轴和第二局部中间轴；第一局部中间轴包括多个依次连接的万向节，位于第一局部中间轴两端的万向节分别用于连接在转向管柱和换向传动组件的主动部件上；第二局部中间轴包括多个依次连接的万向节，位于第二局部中间轴两端的万向节分别用于连接在换向传动组件的从动部件上和转向器上。能够根据转向管柱和转向器的布置灵活布置换向传动组件，根据需要选择合适力矩波动范围的换向传动组件，即可使车辆转向助力系统的力矩波动量极大减小，转向管柱和转向器在整车上的布置更自由。

Description

车辆转向中间轴、车辆转向助力系统及车辆

技术领域

本实用新型属于车辆转向中间轴技术领域，特别是涉及一种车辆转向中间轴、车辆转向助力系统及车辆。

背景技术

转向助力系统往往由转向管柱、中间轴、转向器三部分组成，中间轴负责传动转向力矩，要求力矩波动量尽可能小，以免影响手感，所以中间轴往往由两个万向节组成，以抵消力矩波动。但万向节抵消力矩波动有前提要求，即上工作角(转向管柱轴线与中间轴轴线夹角)与下工作角(中间轴轴线与转向器输入轴夹角)相等或相近，而且要求上、下工作角不能太大，这将导致以下问题：

1)中间轴对转向管柱、转向器的布置具有较大的限制；

2)往往因为各种原因(如布置空间限制、尺寸公差等)，转向管柱、转向器的布置需求无法满足前述上、下工作角需求，造成力矩波动量大，影响整车转向舒适性。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有的中间轴对转向管柱、转向器的布置具有较大的限制的问题，提供一种车辆转向中间轴、车辆转向助力系统及车辆。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供一种车辆转向中间轴，包括换向传动组件，以及用于向不同方向传递力矩的第一局部中间轴和第二局部中间轴；

所述第一局部中间轴包括多个依次连接的万向节，位于所述第一局部中间轴一端的所述万向节用于连接在转向管柱上，位于所述第一局部中间轴另一端的所述万向节连接在所述换向传动组件的主动部件上；

所述第二局部中间轴包括多个依次连接的万向节，位于所述第二局部中间轴一端的所述万向节用于连接在所述换向传动组件的从动部件上，位于所述第二局部中间轴另一端的所述万向节用于连接在转向器上。

可选地，所述第一局部中间轴的万向节分别为第一万向节和第二万向节；所述第一万向节的一端用于转动连接在转向管柱上，另一端与所述第二万向节的一端滑动配合，所述第二万向节的另一端连接在所述换向传动组件的主动部件上；

所述第二局部中间轴的万向节分别为第三万向节和第四万向节；所述第三万向节的一端用于连接在所述换向传动组件的从动部件上，另一端与所述第四万向节的一端滑动配合，所述第四万向节的另一端用于转动连接在所述转向器上。

可选地，所述换向传动组件包括第一安装座，以及相互啮合的主动锥齿轮和从动锥齿轮；

所述第一安装座用于固定安装在车身上；

所述主动锥齿轮为所述主动部件，可转动地安装于所述第一安装座上；

所述从动锥齿轮为所述从动部件，可转动地安装于所述第一安装座上。

可选地，所述换向传动组件包括第二安装座，以及相互啮合的蜗轮和蜗杆；

所述蜗轮和所述蜗杆分别可转动地设于所述第二安装座上；

所述蜗轮和所述蜗杆中的一种为所述主动部件，另一种为所述从动部件。

可选地，所述第一万向节包括相互转动连接的第一主动叉和第一从动叉，所述第二万向节包括相互转动连接的第二主动叉和第二从动叉，所述第三万向节包括相互转动连接的第三主动叉和第三从动叉，所述第四万向节包括相互转动连接的第四主动叉和第四从动叉；

所述第一主动叉固定在转向管柱上，所述第一从动叉与所述第二主动叉滑动配合，所述第二从动叉固定在所述换向传动组件的主动部件上；

所述第三主动叉固定在所述换向传动组件的从动部件上，所述第三从动叉与所述第四主动叉滑动配合，所述第四从动叉固定在转向器上。

可选地，所述第一主动叉、所述第二主动叉、所述第三主动叉和所述第四主动叉均包括主动叉体，所述第二主动叉和所述第四主动叉均包括主动轴体；

所述第一从动叉、所述第二从动叉、所述第三从动叉和所述第四从动叉均包括从动叉体，所述第一从动叉和所述第三从动叉均包括从动轴体；

所述第一万向节、所述第二万向节、所述第三万向节和所述第四万向节中的每一种结构中，所述主动叉体与所述从动叉体转动连接；

所述第一从动叉的从动轴体与所述第二主动叉的主动轴体同轴嵌套设置，所述第三从动叉的从动轴体与所述第四主动叉的主动轴体同轴嵌套设置。

可选地，所述第一主动叉、所述第二主动叉、所述第三主动叉和所述第四主动叉均包括主动轴体和主动叉体，所述第一从动叉、所述第二从动叉、所述第三从动叉和所述第四从动叉均包括从动轴体和从动叉体；所述第一万向节、所述第二万向节、所述第三万向节和所述第四万向节中的每一种结构中，所述主动叉体与所述从动叉体转动连接；

所述第一主动叉的主动轴体同轴固定在转向管柱上，所述第一从动叉的从动轴体与所述第二主动叉的主动轴体同轴嵌套设置，所述第二从动叉的从动轴体固定在所述换向传动组件的主动部件上；

所述第三主动叉的主动轴体固定在所述换向传动组件的从动部件上，所述第三从动叉的从动轴体与所述第四主动叉的主动轴体同轴嵌套设置，所述第四从动叉的从动轴体固定在转向器上。

可选地，还包括防尘罩；

所述第一万向节和所述第二万向节位于车辆驾驶舱内，所述第三万向节和第四万向节位于车辆发动机舱内；

所述防尘罩的一端连接所述第三从动叉的从动轴体，另一端连接所述第四主动叉的主动轴体，以防止粉尘进入所述第三从动叉的从动轴体与所述第四主动叉的主动轴体的嵌套处。

另一方面，本实用新型还提供了一种车辆转向助力系统，包括转向管柱、转向器和前述车辆转向中间轴。

另一方面，本实用新型还提供了一种车辆，包括前述车辆转向助力系统。

本实用新型实施例提供的车辆转向中间轴、车辆转向助力系统及车辆，第一局部中间轴通过换向传动组件将来自转向管柱上的力矩传递至第二局部中间轴，并且改变了力矩方向，因此能够根据转向管柱和转向器的布置灵活布置换向传动组件，满足对万向节的工作角要求，保证第一局部中间轴和第二局部中间轴均能够抵消力矩波动，根据需要选择合适力矩波动范围的换向传动组件，即可使车辆转向助力系统的力矩波动量极大减小，转向管柱和转向器在整车上的布置更自由。

附图说明

图1是本实用新型一实施例提供的车辆转向助力系统的结构示意图；

图2是图1的局部放大图；

图3是图2增加角度标识后的结构示意图；

图4是图2在换向传动组件剖切掉局部后的局部放大图。

说明书中的附图标记如下：

1、车辆转向中间轴；

Z1、第一局部中间轴；

11、第一万向节；111、第一主动叉；112、第一从动叉；

12、第二万向节；121、第二主动叉；122、第二从动叉；

Z2、第二局部中间轴；

13、第三万向节；131、第三主动叉；132、第三从动叉；

14、第四万向节；141、第四主动叉；142、第四从动叉；

11a/12a/13a/14a：主动轴体；11b/12b/13b/14b：主动叉体；11c/12c/13c/14c：从动叉体；11d/12d/13d：从动轴体；

15、换向传动组件；151、第一安装座；152、主动锥齿轮；153、从动锥齿轮；

16、防尘罩；

2、转向管柱；

3、转向器；31、主动轴。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

一种车辆转向中间轴1，包括换向传动组件15，以及用于向不同方向传递力矩的第一局部中间轴Z1和第二局部中间轴Z2，即第一局部中间轴Z1的力矩传递方向不同于第二局部中间轴Z2的力矩传递方向；

第一局部中间轴Z1包括多个依次连接的万向节，位于第一局部中间轴Z1一端的万向节用于连接在转向管柱2上，位于第一局部中间轴Z1另一端的万向节连接在换向传动组件15的主动部件上；

第二局部中间轴Z2包括多个依次连接的万向节，位于第二局部中间轴Z2一端的万向节用于连接在换向传动组件15的从动部件上，位于第二局部中间轴Z2另一端的万向节用于连接在转向器3上。

本实用新型实施例提供的车辆转向中间轴1，与现有技术相比，第一局部中间轴Z1通过换向传动组件15将来自转向管柱2上的力矩传递至第二局部中间轴Z2，并且改变了力矩方向，因此能够根据转向管柱2和转向器3的布置灵活布置换向传动组件15，满足对万向节的工作角要求，保证第一局部中间轴Z1和第二局部中间轴Z2均能够抵消力矩波动，根据需要选择合适力矩波动范围的换向传动组件15(如无力矩波动地传递力矩的换向传动组件15)，即可使车辆转向助力系统的力矩波动量极大减小，转向管柱2和转向器3在整车上的布置更自由。

在一实施例中，如图1所示，第一局部中间轴Z1的万向节分别为第一万向节11和第二万向节12；第一万向节11的一端用于转动连接在转向管柱2上，另一端与第二万向节12的一端滑动配合，第二万向节12的另一端连接在换向传动组件15的主动部件上；

第二局部中间轴Z2的万向节分别为第三万向节13和第四万向节14；第三万向节13的一端用于连接在换向传动组件15的从动部件上，另一端与第四万向节14的一端滑动配合，第四万向节14的另一端用于转动连接在转向器3上。

第一局部中间轴Z1和第二局部中间轴Z2各自具有两个万向节，且由于能够根据转向管柱2和转向器3的布置灵活布置换向传动组件15，容易使第一万向节11和第二万向节12的工作角相等或相近，第三万向节13和第四万向节14的工作角相等或相近，且满足对单个万向节的工作角要求，从而保证第一局部中间轴和第二局部中间轴均能够抵消力矩波动。

优选地，第一万向节11包括相互转动连接的第一主动叉111和第一从动叉112，第二万向节12包括相互转动连接的第二主动叉121和第二从动叉122，第三万向节13包括相互转动连接的第三主动叉131和第三从动叉132，第四万向节14包括相互转动连接的第四主动叉141和第四从动叉142；

第一主动叉111固定在转向管柱2上，第一从动叉112与第二主动叉121滑动配合(具体沿第一方向滑动配合且能保持转动同步，第一方向不同于转向管柱2的轴向)，第二从动叉122固定在换向传动组件15的主动部件上；

第三主动叉131固定在换向传动组件15的从动部件上，第三从动叉132与第四主动叉141滑动配合(具体沿第二方向滑动配合且能保持转动同步，第二方向不同于第一方向)，第四从动叉142固定在转向器3上，第四从动叉142具体固定在转向器3的主动轴31上。

在一实施例中，如图2和图3所示，第一主动叉111的转动中心轴线与第一从动叉112的转动中心轴线之间的夹角为A，由于第一主动叉111与转向管柱2同步转动，因此第一主动叉111的转动中心轴线，即转向管柱2的轴线，因此A为第一万向节11的工作角；第二主动叉121的转动中心轴线与第二从动叉122的转动中心轴线之间的夹角为B，即B为第二万向节12的工作角；A与B相等，或A与B之间具有3°以内的角度差，保证第一万向节11和第二万向节12的工作角相等或相近；A和B均小于或等于35°；使第一局部中间轴Z1能抵消力矩波动；

第三主动叉131的转动中心轴线与第三从动叉132的转动中心轴线之间的夹角为C，即C为第三万向节13的工作角；第四主动叉141的转动中心轴线与第四从动叉142的转动中心轴线之间的夹角为D，即D为第四万向节14的工作角；C与D相等，或C与D之间具有3°以内的角度差，保证第三万向节13和第四万向节14的工作角相近；C和D均小于或等于35°；使第二局部中间轴Z2能抵消力矩波动。

通过第一局部中间轴Z1和第二局部中间轴Z2抵消力矩波动，使车辆转向助力系统的力矩波动量极大减小，当采用无力矩波动地传递力矩的换向传动组件15，甚至能实现车辆转向助力系统的力矩波动量减小到零。

具体地，如图2所示，第一主动叉111、第二主动叉121、第三主动叉131和第四主动叉141均包括主动叉体，即第一主动叉111的主动叉体11b，第二主动叉121的主动叉体12b，第三主动叉131的主动叉体13b，第四主动叉141的主动叉体14b；

第二主动叉121和第四主动叉141均包括主动轴体，即第二主动叉121的主动轴体12a，第四主动叉141的主动轴体14a；

第一从动叉112、第二从动叉122、第三从动叉132和第四从动叉142均包括从动叉体，即第一从动叉112的从动叉体11c，第二从动叉122的从动叉体12c，第三从动叉132的从动叉体13c，第四从动叉142的从动叉体14c；

第一从动叉112和第三从动叉132均包括从动轴体，即第一从动叉112的从动轴体11d，第三从动叉132的从动轴体13d；

第一万向节11、第二万向节12、第三万向节13和第四万向节14中的每一种结构中，主动叉体与从动叉体转动连接；

第一从动叉112的从动轴体11d与第二主动叉121的主动轴体12a同轴嵌套设置，具体地，可第一从动叉112的从动轴体11d嵌于第二主动叉121的主动轴体12a内，也可第一从动叉112的从动轴体11d套于第二主动叉121的主动轴体12a外；第一方向与第一从动叉112的从动轴体11d的轴线方向相同；

第三从动叉132的从动轴体13d与第四主动叉141的主动轴体14a同轴嵌套设置，具体地，可第三从动叉132的从动轴体13d嵌于第四主动叉141的主动轴体14a，也可第三从动叉132的从动轴体13d套于第四主动叉141的主动轴体14a外；第二方向与第三从动叉132的从动轴体13d的轴线方向相同。

结构简单，同时方便第一万向节11、第二万向节12、第三万向节13、第四万向节14各自转动连接，第一万向节11与第二万向节12滑动连接，第三万向节13与第四万向节14滑动连接。

优选地，如图2和图4所示，第一主动叉111和第三主动叉131也包括主动轴体，即第一主动叉111的主动轴体11a，第三主动叉131的主动轴体13a；

第二从动叉122和第四从动叉142也包括从动轴体，即第二从动叉122的从动轴体12d，第四从动叉142的从动轴体；

第一主动叉111的主动轴体同轴固定在转向管柱2上，第二从动叉122的从动轴体固定在换向传动组件15的主动部件上；

第三主动叉131的主动轴体13a固定在换向传动组件15的从动部件上，第四从动叉142的从动轴体固定在转向器3上。结构简单，同时方便第一主动叉111与转向管柱2同轴固定，第二从动叉122和第三主动叉131分别与换向主动组件固定，第四从动叉142与转向器3的主动轴同轴固定。

在一实施例中，如图2和图4所示，换向传动组件15包括第一安装座151和锥齿轮组，锥齿轮组包括相互啮合的主动锥齿轮152和从动锥齿轮153；

第一安装座151用于固定安装在车身上，具体可直接固定于车身上，或固定在与车身固定的其它结构上，而实现间接固定于车身上；

主动锥齿轮152为主动部件，可转动地安装于第一安装座151上；

从动锥齿轮153为从动部件，可转动地安装于第一安装座151上。

换向传动组件15采用锥齿轮组传动，结构简单，既可灵活设置传动换向角度，转向管柱2和转向器3在整车上的布置更自由，又能实现无力矩波动地传力矩，减少车辆转向助力系统的力矩波动量。

具体地，第二从动叉122和第三主动叉131，分别通过轴承装配在第一安装座151上。第一安装座151对第二从动叉122和第三主动叉131进行支撑，增加第二从动叉122和第三主动叉131的转动平稳性。

优选地，第二从动叉122的从动轴体12d和第三主动叉131的主动轴体13a通过轴承装配于第一安装座151上，第二从动叉122的从动叉体12c和第三主动叉131的主动叉体13b位于第一安装座151外。

在一实施例中，换向传动组件15包括第二安装座，以及相互啮合的蜗轮和蜗杆；

蜗轮和蜗杆分别可转动地设于第二安装座上；

蜗轮和蜗杆中的一种为主动部件，另一种为从动部件。

换向传动组件15采用蜗轮和蜗杆传动，结构简单，既可灵活设置传动换向角度，转向管柱2和转向器3在整车上的布置更自由，又能实现无力矩波动地传力矩，减少车辆转向助力系统的力矩波动量。

在一实施例中，如图2所示，还包括防尘罩16；

第一万向节11和第二万向节12位于车辆驾驶舱内，第三万向节13和第四万向节14位于车辆发动机舱内；

防尘罩16的一端连接第三从动叉132的从动轴体，另一端连接第四主动叉141的主动轴体，以防止粉尘进入第三从动叉132的从动轴体与第四主动叉141的主动轴体的嵌套处，保证第二局部中间轴Z2能够正常伸缩。

具体地，防尘罩16为波纹罩，一端密封连接第三从动叉132的从动轴体，另一端密封连接第四主动叉141的主动轴体。

另一方面，本实用新型还提供了一种车辆转向助力系统，包括转向管柱2、转向器3和前述任一实施例述及的车辆转向中间轴1。

另一方面，本实用新型还提供了一种车辆，包括前述车辆转向助力系统。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车辆转向中间轴，其特征在于，包括换向传动组件，以及用于向不同方向传递力矩的第一局部中间轴和第二局部中间轴；

所述第一局部中间轴包括多个依次连接的万向节，位于所述第一局部中间轴一端的所述万向节用于连接在转向管柱上，位于所述第一局部中间轴另一端的所述万向节连接在所述换向传动组件的主动部件上；

所述第二局部中间轴包括多个依次连接的万向节，位于所述第二局部中间轴一端的所述万向节用于连接在所述换向传动组件的从动部件上，位于所述第二局部中间轴另一端的所述万向节用于连接在转向器上。

2.根据权利要求1所述的车辆转向中间轴，其特征在于，所述第一局部中间轴的万向节分别为第一万向节和第二万向节；所述第一万向节的一端用于转动连接在转向管柱上，另一端与所述第二万向节的一端滑动配合，所述第二万向节的另一端连接在所述换向传动组件的主动部件上；

所述第二局部中间轴的万向节分别为第三万向节和第四万向节；所述第三万向节的一端用于连接在所述换向传动组件的从动部件上，另一端与所述第四万向节的一端滑动配合，所述第四万向节的另一端用于转动连接在所述转向器上。

3.根据权利要求1所述的车辆转向中间轴，其特征在于，所述换向传动组件包括第一安装座，以及相互啮合的主动锥齿轮和从动锥齿轮；

所述第一安装座用于固定安装在车身上；

所述主动锥齿轮为所述主动部件，可转动地安装于所述第一安装座上；

所述从动锥齿轮为所述从动部件，可转动地安装于所述第一安装座上。

4.根据权利要求1所述的车辆转向中间轴，其特征在于，所述换向传动组件包括第二安装座，以及相互啮合的蜗轮和蜗杆；

所述蜗轮和所述蜗杆分别可转动地设于所述第二安装座上；

所述蜗轮和所述蜗杆中的一种为所述主动部件，另一种为所述从动部件。

5.根据权利要求2所述的车辆转向中间轴，其特征在于，所述第一万向节包括相互转动连接的第一主动叉和第一从动叉，所述第二万向节包括相互转动连接的第二主动叉和第二从动叉，所述第三万向节包括相互转动连接的第三主动叉和第三从动叉，所述第四万向节包括相互转动连接的第四主动叉和第四从动叉；

所述第一主动叉固定在转向管柱上，所述第一从动叉与所述第二主动叉滑动配合，所述第二从动叉固定在所述换向传动组件的主动部件上；

所述第三主动叉固定在所述换向传动组件的从动部件上，所述第三从动叉与所述第四主动叉滑动配合，所述第四从动叉固定在转向器上。

6.根据权利要求5所述的车辆转向中间轴，其特征在于，所述第一主动叉、所述第二主动叉、所述第三主动叉和所述第四主动叉均包括主动叉体，所述第二主动叉和所述第四主动叉均包括主动轴体；

所述第一从动叉、所述第二从动叉、所述第三从动叉和所述第四从动叉均包括从动叉体，所述第一从动叉和所述第三从动叉均包括从动轴体；

所述第一万向节、所述第二万向节、所述第三万向节和所述第四万向节中的每一种结构中，所述主动叉体与所述从动叉体转动连接；

所述第一从动叉的从动轴体与所述第二主动叉的主动轴体同轴嵌套设置，所述第三从动叉的从动轴体与所述第四主动叉的主动轴体同轴嵌套设置。

7.根据权利要求5所述的车辆转向中间轴，其特征在于，所述第一主动叉、所述第二主动叉、所述第三主动叉和所述第四主动叉均包括主动轴体和主动叉体，所述第一从动叉、所述第二从动叉、所述第三从动叉和所述第四从动叉均包括从动轴体和从动叉体；所述第一万向节、所述第二万向节、所述第三万向节和所述第四万向节中的每一种结构中，所述主动叉体与所述从动叉体转动连接；

所述第一主动叉的主动轴体同轴固定在转向管柱上，所述第一从动叉的从动轴体与所述第二主动叉的主动轴体同轴嵌套设置，所述第二从动叉的从动轴体固定在所述换向传动组件的主动部件上；

所述第三主动叉的主动轴体固定在所述换向传动组件的从动部件上，所述第三从动叉的从动轴体与所述第四主动叉的主动轴体同轴嵌套设置，所述第四从动叉的从动轴体固定在转向器上。

8.根据权利要求6或7所述的车辆转向中间轴，其特征在于，还包括防尘罩；

所述第一万向节和所述第二万向节位于车辆驾驶舱内，所述第三万向节和第四万向节位于车辆发动机舱内；

所述防尘罩的一端连接所述第三从动叉的从动轴体，另一端连接所述第四主动叉的主动轴体，以防止粉尘进入所述第三从动叉的从动轴体与所述第四主动叉的主动轴体的嵌套处。

9.一种车辆转向助力系统，包括转向管柱和转向器，其特征在于，还包括权利要求1-8任一项所述的车辆转向中间轴。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求9所述的车辆转向助力系统。

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