专利名称：汽车转向自动伸缩减振横拉杆装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及汽车和轮式拖拉机的前轮转向机构，尤其指一种车辆转向梯形传动机构的横拉杆装置。
背景技术：
现有汽车和轮式拖拉机的前轮转向机构主要采用转向梯形传动机构，为保证车辆转向时无侧滑，减少阻力和磨损，理论上要求前轮和后轮都绕一个点为中心并按圆弧切线方向运动，其函数公式表现为ctgα-ctgβ＝M/Lα是外转向轮偏转角，β是内转向轮偏转角，M是前轮轮距，L是前后轮轴距为减少侧滑现象，众多车辆研发人员相继设计了多种防侧滑装置，以期消除转向时侧滑的产生，其设计原理表现为通过该装置，使左前轮转向时的每一偏转角，对应地产生某一横拉杆长度值，即左前轮偏转角的变化，横拉杆长度也随之变化，而且存在有一一对应关系，从而控制右前轮的偏转角也随左前轮按阿克曼公式变化，使两前轮的偏转角满足无侧滑要求。典型的如2003年1月8日公开的公告号为CN2529808Y，名称为“自校正转向传动装置”实用新型专利，它通过包括校正凸轮、滚轮总成、前和后下导向体组成的校正装置，来保证实际转向线与理论无侧滑转向线的重合。该产品主要由校正凸轮的外廓线方程保证两前轮偏转角度变化，满足无侧滑要求，即对于某一偏转角，通过校正凸轮外廓线的连接，使横拉杆产生一个固定的长度值，而这个长度值可以使两偏转角满足阿克曼公式的要求。但是，由于凸轮加工精度、机构安装精度等影响，前述防侧滑装置只能保证两侧车轮偏转角的关系大体上、近似地接近于上述阿克曼公式，实际转向时仍存在有侧滑形象，无法根除。另外，由于左右前轮与横拉杆之间的连接是采用球型铰接头，必然存在有一定的间隙，而该间隙又随着磨损的产生而增大，导致右前轮有一定的自由度。这样在车辆高速直行或转向时，该右前轮很容易产生左右摇摆的角振动，对车辆的正常行驶产生安全隐患，同时也加剧了轮胎的磨损。右前轮角振动时，又通过横拉杆传递给左前轮，使左前轮也产生角振动；同样左前轮的角振动也通过横拉杆传递给右前轮，严重影响安全行驶。为此人们期盼设计一种既可保证前轮有一定的自由度，又可对左右前轮的角振动产生阻尼作用，使角振动大大减小且长度自动伸缩调整的横拉杆装置。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服车辆行驶时，左右前轮的角振动易通过梯形传动机构的横拉杆而互相传递，使车辆摆头形成安全隐患以及加剧轮胎磨损的缺陷和不足，向社会提供一种利用液压阻尼原理来减小左右前轮角振动的传递，且长度可自动伸缩调整的转向用横拉杆装置，保证车辆前轮的纯滚动，减少轮胎磨损。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是汽车转向自动伸缩减振横拉杆装置包括左右连接杆和液压伸缩装置，左右连接杆一端分别连接于横拉杆，右连接杆的另一端设具环形凸缘的活塞杆，将液压伸缩装置内腔分隔为左右二个液压室；左右液压室分别设有接头，连接有油管和电磁阀。
所述液压伸缩装置壳体连接于左连接杆的另一端，随其同步左右移动。
汽车转向自动伸缩减振横拉杆装置包括左右连接杆和液压伸缩装置，左右连接杆一端分别连接于横拉杆，左右连接杆的另一端设具环形凸缘的活塞杆，将液压伸缩装置内腔分隔为左、中、右三个液压室；左右液压室连接有油管，中液压室设有补偿孔与贮液缸相通。
所述液压伸缩装置固定于车辆前桥上，左右连接杆伸入液压伸缩装置的两端连接有联动装置；所述左连接杆与联动装置固定连接，右连接杆与联动装置活动连接；所述联动装置的连接套在右部分周壁的轴向开启有长腰形槽。
本发明汽车转向自动伸缩减振横拉杆装置，利用液压阻尼原理来减小左右前轮角振动的传递，并使横拉杆长度可自动得到调整的装置，实现前轮纯滚动和减少轮胎的磨损，消除车辆摆头的安全隐患。根据本专利申请人的实际使用和测算，一般200毫米左右长度的梯形臂，横拉杆长度改变3.5毫米，就能使右前轮偏转1度左右，而右前轮第偏转1度，相应的侧滑就能改变约17.5m/Km，如活塞的左右行程为7mm，就可以使±35m/Km以内的侧滑自动消除，防侧滑效果相当理想。本产品结构简单、适用性广，既可广泛用于车辆制造厂的新车生产，也可用于对现有出厂车辆的改造，对于提高车辆行驶时的稳定性、减少磨损和阻力有明显效果。
图1是车辆前轮主销安装结构示意图。
图2是本发明结构示意图。
图3是本发明另一实施例结构示意图。
具体实施例方式
如图2所示，本发明包括左右连接杆1、11和液压伸缩装置5，左右连接杆一端12、13分别连接于横拉杆，右连接杆11的另一端设具环形凸缘6的活塞杆，将液压伸缩装置5内腔分隔为左右二个液压室A、B；左右液压室A、B分别设有接头4、7，接头4、7均采用细小孔导通，以使液压油流经时产生阻尼作用。接头4、7分别连接一油管，并由一电磁阀控制左右液压室A、B之间的互相导通或关闭。为防止液压油从右连接杆11的轴向动密封面渗出，液压伸缩装置5的内腔两侧各设密封圈2、9。
如图3所示，本发明也可以包括左右连接杆1、11和液压伸缩装置5，左右连接杆一端12、13分别连接于横拉杆，右连接杆11的另一端设具环形凸缘6的活塞杆，环形凸缘6设有小孔22，左连接杆1的另一端设具环形凸缘3的活塞杆，将液压伸缩装置5内腔分隔为左、中、右三个液压室A、B、C；左右液压室A、B连接有油管8，中液压室C设有补偿孔17与贮液缸相通。液压伸缩装置5固定于车辆前桥上，左右连接杆1、11伸入液压伸缩装置5的两端连接有联动装置18，左连接杆1由螺丝19与联动装置18固定连接，联动装置18右部分周壁的轴向开启有长腰形槽20，使设于右连接杆11左端头的螺丝21可沿长腰形槽20壁移动，实现与联动装置18的活动连接。
如图1所示，普通车辆的前轮15主销轴线14多呈后倾，直线行驶时前轮两侧无侧滑推力。当转向产生侧滑推力时，路面16与前轮15的接触点会对前轮产生反作用力F，这个反作用力F与主销轴线14离开有距离X，从而产生使车轮回正的力矩FX。不管前行还是转向，路面16与前轮15的接触点始终位于主销轴线14后面，可以产生回正力矩FX。但在车辆倒车时，由于路面16与前轮15的接触点位于主销轴线14前面，反而会加大前轮的偏转，使轮子呈180度后转趋势，所以倒车时横位杆必须锁定而不可具伸缩性。
结合图2，简述本发明第一种实施例的工作原理。车辆前行或转向时，左液压室A和右液压室B内液压油经接头4和接头7相导通，环形凸缘6可以沿外壳5内腔轴线左右移动，使左液压室A和右液压室B内液压油互相流动，但由于液压油流经接头4和接头7通孔时产生的阻尼作用，可减缓环形凸缘6的左右移动速度，从而使左连接杆1与右连接杆11之间的伸缩动作减缓，起到减振作用，有效减少了车头的摆动。当任一前轮的偏转角不正确，产生侧滑时，路面16与前轮15的接触点会对前轮产生回正力矩FX同时，该反作用力F也作用于横拉杆，使其受拉伸或受压缩，并传递给右连接杆11，相对于左连接杆1产生位移，受压的一侧液压室内液压油流向另一液压室，使右连接杆11右端螺纹接头12与左连接杆1左端螺纹接头13之间的距离产生变化，实现整个横拉杆长度的伸缩调整。当横拉杆的长度调整至使两前轮的偏转角满足阿克曼公式后，反作用力F消失，左液压室A和右液压室B压力平衡。车辆倒车时，通过电磁阀使左液压室A和右液压室B之间油路断开。所述电磁阀可以与倒车灯开关相连接，以实现同步运作。左液压室A和右液压室B之间油路断开后，环形凸缘6不能再沿外壳5内腔轴线左右移动，螺纹接头12与13之间的距离固定，整个横拉杆不能伸缩，呈刚体特性，从而保证倒车时两前轮的正确偏转角。
结合图3，简述本发明第二种实施例的工作原理。车辆左转时，左连接杆1向右移动，左液压室A压力下降，中液压室C压力上升，推动右连接杆11右移，右液压室B油压上升，液压油经油管8流向左液压室A。如果此时车辆为停止状态，则右前轮无回正力矩FX，右连接杆11的行程由于中液压室C的液压油经补偿孔17回流至贮液缸而小于左连接杆1的行程。如果是车辆前进时左转，右前轮的回正力矩FX使其转至无侧滑位置，即右侧横拉杆带动右连接杆11至合适的位置，此时右连接杆11的行程小于左连接杆1的行程，中液压室C的液压油经环形凸缘6的小孔22至右液压室B，再经油管8流向左液压室A，直到中液压室C和右液压室B的压力平衡，右连接杆11不受力。若此时右连接杆11的行程大于左连接杆1的行程，右液压室B中的液压油经环形凸缘6的小孔22流至中液压室C，直到中液压室C和右液压室B的压力平衡，右连接杆11不受力。
车辆右转时，左横拉杆带动左连接杆1向左移动，中液压室C压力下降，左液压室A压力上升，液压油经油管8流向右液压室B，右液压室B的液压推动右连接杆11左移。如果此时车辆为停止状态，则右前轮无回正力矩FX，右连接杆11的行程由于右液压室B的液压油流至中液压室C而小于左连接杆1的行程。如果是车辆前进时右转，右前轮的回正力矩FX使其转至无侧滑位置，即右侧横拉杆带动右连接杆11至合适的位置，此时右连接杆11的行程小于左连接杆1的行程，液压油经左液压室A、油管8流向右液压室B，经小孔22至中液压室C，直到中液压室C和右液压室B液压达到平衡，右连接杆11不受力。若此时右连接杆11的行程大于左连接杆1的行程，中液压室C的液压油经小孔22流至右液压室B中，直到中液压室C和右液压室B的压力平衡，右连接杆11不受力。
车辆行驶时，右前轮若偶遇外力产生角振动，可以通过右横拉杆使右连接杆11左右移动，中液压室C和右液压室B中的液压油经小孔22而流来流去，液压油流经小孔22受到阻尼作用，从而使角振动减缓。若外力使左前轮产生角振动，左横拉杆使左连接杆1左右移动，左液压室A中的液压油经油管8、右液压室B和小孔22，到达中液压室C，形成液压油在左液压室A和中液压室C之间流来流去，受到阻尼作用，从而使角振动减缓。
倒车时，关闭补偿孔17，左液压室A、中液压室C和右液压室B的液压油总容积不变，左连接杆1和右连接杆11的行程相等，保证左右前轮的转角。另外，为了防止右前轮的自由度过大而使车辆失控，左右连接杆1、11伸入液压伸缩装置5的两端连接有联动装置18，联动装置18右部分周壁的轴向开启有长腰形槽20，使设于右连接杆11左端头的螺丝21可沿长腰形槽20壁移动，实现与联动装置18的活动连接，该长腰形槽20的长度，就是右前轮的自由度，超过后即成刚性连接，不再存在伸缩。
如图2所示，本发明汽车转向自动伸缩减振横拉杆装置可将原车辆横拉杆切除与本产品等长尺寸后，安装于前轮球型铰接装置与横拉杆之间。如图3所示，是将本装置固定于车辆前桥上，左右连接杆分别用短的横拉杆与左右转向梯形臂连接，其伸缩调整横拉杆的基本原理相同，同样属于本发明的权利要求保护范围。
权利要求
1.一种汽车转向自动伸缩减振横拉杆装置，包括左右连接杆和液压伸缩装置，左右连接杆一端分别连接于横拉杆，右连接杆的另一端设具环形凸缘的活塞杆，将液压伸缩装置内腔分隔为左右二个液压室；左右液压室分别设有接头，连接有油管和电磁阀。
2.一种汽车转向自动伸缩减振横拉杆装置，包括左右连接杆和液压伸缩装置，左右连接杆一端分别连接于横拉杆，左右连接杆的另一端设具环形凸缘的活塞杆，将液压伸缩装置内腔分隔为左、中、右三个液压室；左右液压室连接有油管，中液压室设有补偿孔与贮液缸相通。
3.如权利要求1所述的汽车转向自动伸缩减振横拉杆装置，所述液压伸缩装置壳体连接于左连接杆的另一端，随其同步左右移动。
4.如权利要求2所述的汽车转向自动伸缩减振横拉杆装置，所述液压伸缩装置固定于车辆前桥上，左右连接杆伸入液压伸缩装置的两端连接有联动装置。
5.如权利要求1或2所述的汽车转向自动伸缩减振横拉杆装置，所述液压伸缩装置的内腔两侧各设密封圈。
6.如权利要求1或3所述的汽车转向自动伸缩减振横拉杆装置，所述接头为细小孔导通。
7.如权利要求4所述的汽车转向自动伸缩减振横拉杆装置，所述左连接杆与联动装置固定连接，右连接杆与联动装置活动连接。
8.如权利要求7所述的汽车转向自动伸缩减振横拉杆装置，所述联动装置的连接套在右部分周壁的轴向开启有长腰形槽。
全文摘要
本发明公开了一种汽车转向自动伸缩减振横拉杆装置，克服了车辆左右前轮的角振动易通过梯形传动机构横拉杆而互相传递的缺陷。包括左右连接杆和液压伸缩装置，左右连接杆一端分别连接于横拉杆，右连接杆的另一端设具环形凸缘的活塞杆，将液压伸缩装置内腔分隔为左右二个液压室；左右液压室分别设有接头，连接有油管和电磁阀。也可以包括左右连接杆和液压伸缩装置，左右连接杆一端分别连接于横拉杆，左右连接杆的另一端设具环形凸缘的活塞杆，将液压伸缩装置内腔分隔为左、中、右三个液压室；左右液压室连接有油管，中液压室设有补偿孔与贮液缸相通。本产品利用液压阻尼原理来减小左右前轮角振动的传递，可提高车辆行驶时的稳定性，减少磨损。
文档编号B62D7/20GK1482035SQ0314166
公开日2004年3月17日 申请日期2003年7月14日 优先权日2003年7月14日
发明者焦永溢 申请人:焦永溢