专利名称：汽车转向操纵机构、转向传动等速性的改善方法以及汽车的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车转向操纵机构，更具体地，涉及一种包括十字轴式万向节的 汽车转向操纵结构，此外，本发明还涉及一种汽车转向操纵机构的转向传动等速性的改善 方法以及包括所述转向操纵机构的汽车。
背景技术：
目前就国内生产的汽车而言，汽车转向操纵机构普遍采用双十字轴万向节转向操 纵机构。在双十字轴万向节转向操纵机构中，要求转向传动的输入端与输出端尽量实现等 角速度传动，这样才能将驾驶员对方向盘的操纵准确、及时、平稳地传递到转向轮上，从而 使汽车按照驾驶员的操纵意图有效地实现转向动作。相反，如果转向操纵机构的传动不等 速，则会产生转向响应不及时、转向力波动等不良后果，从而造成驾驶员操纵手感不平稳， 甚至不能有效地实现汽车的转向，引发安全事故。关于双十字轴万向节转向操纵机构的等角速度传动，公知地需要同时满足两个条 件其一，第一万向节两轴之间的夹角(即转向管柱的轴线和转向传动轴的轴线之间的夹 角)与第二万向节两轴间的夹角(即转向传动轴的轴线和转向器输入轴的轴线之间的夹 角)相等；其二，第一万向节从动叉与第二万向节主动叉处于同一个平面内(即第一万向节 的从动叉十字轴轴线平行于第二万向节的主动叉十字轴轴线)。在现有的汽车开发设计中，设计人员一般尽量按照上述两个条件来设计汽车转向 传动机构。但是，上述两个条件在汽车转向操纵机构的实际设计中常常不能得到满足，其原 因在于，对于特定的车型而言，转向管柱、转向传动轴以及转向器输入轴的布置位置受到整 车布置空间、尤其是底盘布置结构的限制，这常常使得转向管柱的轴线和转向传动轴的轴 线之间的夹角不能布置为与转向传动轴的轴线和转向器输入轴的轴线之间的夹角相等，在 此情形下，即使通过万向节的布置而使得第一万向节从动叉与第二万向节主动叉处于同一 个平面内(即满足上述第二个条件)，转向操纵机构也会因为不满足上述第一个条件而表 现出明显的转向传动的不等速性，从而造成转向响应不及时、转向力波动等不良后果，甚至 引发安全事故。此时，如果要满足上述第一个条件，则需要更改转向器的安装位置，甚至需 要重新设计转向器，以改变转向器输入轴的安装角度，这轻则会引起转向梯形等转向特性 的变化而影响汽车操纵的稳定性，重则可能会导致底盘布置结构变化而使得既定的车型无 法实现，并因此需要进行整车的重新设计，从而导致开发成本和时间的巨大浪费。因此，在汽车转向操纵机构受到整车布置空间的限制而不能满足上述转向传动的 等速性条件时，如何能够在不改变既有整车布置结构的前提下实现良好的转向传动等速 性，这在现有技术中是一个技术难题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种汽车转向操纵机构，该汽车转向操纵机构 能够在转向管柱的轴线和转向传动轴的轴线之间的夹角与转向传动轴的轴线和转向器输入轴的轴线的夹角不相等的情形下实现良好的转向传动的等速性。此外，本发明还要提供一种汽车转向操纵机构的转向传动等速性的改善方法以及 包括上述汽车转向操纵机构的汽车。为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供一种汽车转向操纵机 构，该汽车转向操纵机构包括依次连接的方向盘、转向管柱、第一万向节、转向传动轴、第 二万向节以及转向器输入轴，所述第一万向节和所述第二万向节为十字轴式万向节，其中， 所述第一万向节的从动叉十字轴轴线与所述第二万向节的主动叉十字轴轴线之间形成有 夹角，该夹角的值满足以下关系式
权利要求
1.一种汽车转向操纵机构，该汽车转向操纵机构包括依次连接的方向盘(1)、转向管 柱O)、第一万向节( )、转向传动轴(3)、第二万向节(Xi)以及转向器输入轴(17)，其中 所述第一万向节06)和所述第二万向节(XT)为十字轴式万向节，其特征在于，所述第一万向节06)的从动叉十字轴轴线OO)与所述第二万向节(XT)的主动叉十 字轴轴线02)之间形成有夹角(θ )，该夹角(θ )的值满足以下关系式 COS O^7
2.根据权利要求1所述的汽车转向操纵机构，其特征在于，所述第一万向节的从动叉 十字轴轴线00)与所述第二万向节的主动叉十字轴轴线0 之间的所述夹角(Θ)的值 满足如下关系式
3.一种汽车转向操纵机构的转向传动等速性的改善方法，该转向传动等速性的改善方 法包括将方向盘(1)、转向管柱0)、十字轴式第一万向节(26)、转向传动轴(3)、十字轴式 第二万向节(XT)以及转向器输入轴(17)依次地连接，其特征在于，在连接所述第一万向节06)和所述第二万向节(XT)时，使得所述第一万向节的从动 叉十字轴轴线00)与所述第二万向节的主动叉十字轴轴线02)之间形成有夹角(Θ)，并 使得该夹角(θ )的值满足如下关系式
4.根据权利要求3所述的转向传动等速性的改善方法，其特征在于，在连接所述第 一万向节06)和所述第二万向节(XT)时，使得所述第一万向节的从动叉十字轴轴线00) 与所述第二万向节的主动叉十字轴轴线02)之间的所述夹角(Θ)的值满足如下关系式
5.根据权利要求3或4所述的转向传动等速性的改善方法，其特征在于，所述转向管柱 的转角(Φ)和与该转向管柱的转角(Φ)相对应的所述转向传动轴的转角(Φ2)的值通 过下述公式计算得到
6.根据权利要求5所述的转向传动等速性的改善方法，其特征在于，在确定所述第 一万向节的从动叉十字轴轴线00)与所述第二万向节的主动叉十字轴轴线0 之间的所 述夹角(Θ)的值时，通过计算机并采用机械系统动力学自动分析软件或CAE分析软件进行 计算分析。
7.一种汽车，其特征在于，该汽车包括权利要求1或2所述的汽车转向操纵机构。
全文摘要
本发明公开了一种汽车转向操纵机构，其包括依次连接的方向盘(1)、转向管柱(2)、第一万向节(26)、转向传动轴(3)、第二万向节(27)以及转向器输入轴(17)，其中第一万向节(26)的从动叉十字轴轴线与第二万向节的主动叉十字轴轴线之间形成有夹角，该夹角的值严格满足本发明的计算关系式。通过本发明的技术方案，能够在所述汽车转向操纵机构不满足转向传动等速性的公知条件的情形下，使得双十字轴式万向节的不等速性相互抵消，从而显著改善了转向传动的等速性，使得驾驶员对方向盘的操纵准确、及时、平稳地传递到转向轮上，并使得方向盘的手感更加平稳。此外，本发明还公开了一种转向操纵机构的转向传动等速性的改善方法、以及包括所述转向操纵机构的汽车。
文档编号B62D7/18GK102050146SQ20091023682
公开日2011年5月11日 申请日期2009年10月30日 优先权日2009年10月30日
发明者刘丽娟, 张子金, 张永明, 李书涵, 王可峰, 黄志新 申请人:北汽福田汽车股份有限公司