一种第二前桥转向装置及双前桥汽车转向系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种第二前桥转向装置及双前桥汽车转向系统，前者包括由横拉杆、前桥工字梁和两个转向梯形臂构成的转向梯形机构，第二前桥独立转向装置还包括压力传动系统和方向盘转角传感器，方向盘转角传感器输出的转角信号输入至压力传动系统的控制单元中，压力传动系统的压力缸安装在前桥工字梁上，压力缸的活塞杆与其中一个转向梯形臂连接。本实用新型装置因取消了原有连接于第一前桥转向装置与第二前桥之间的所有传动臂和连杆，所以具有装配工艺简单、易于控制整车重量、避免发生干涉的优点；另外，又由于第二前桥转向装置由单独的液压传动系统提供动力，而无需通过第一前桥转向装置传递动力，因此还具有转向轻便的优点。
【专利说明】一种第二前桥转向装置及双前桥汽车转向系统
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及汽车【技术领域】，尤其涉及一种第二前桥转向装置及双前桥汽车转 向系统。
【背景技术】
[0002] 现有双前桥汽车转向系统通常包括第一前桥转向装置和第二前桥转向装置，如图 1所示，第一前桥转向装置包括转向器A4、第一转向垂臂A1、第一前桥直拉杆A2和第一前 桥A3,其中，第一转向垂臂A1与转向器A4的输出轴固定连接，第一前桥直拉杆A2的一端 与第一转向垂臂A1铰接，另一端与第一前桥A3的转向节臂连接；第二前桥转向装置包括转 向器A4、第一转向垂臂A1、第一过渡拉杆A5、过渡摇臂A7、第二过渡拉杆A8、第二转向垂臂 A10和第二前桥直拉杆A13,其中，过渡摇臂A7与固定安装在大梁上的过渡摇臂支架A6铰 接，第一过渡拉杆A5的两端分别与第一转向垂臂A1和第一过渡摇臂A7铰接，第二过渡拉 杆A8的两端分别与过渡摇臂A7和第二转向垂臂A10铰接，而第二转向垂臂A10与固定安 装在大梁上的第二转向垂臂支架A9铰接，第二前桥直拉杆A13的一端与第二转向垂臂A10 铰接，另一端与第二前桥的转向节臂连接。该种双前桥汽车转向系统的工作原理为：转向器 A4为转向系统提供扭矩，控制第一转向垂臂A1前后摆动，第一转向垂臂A1拉动第一前桥 直拉杆A2从而控制第一前桥A3转向；同时，第一过渡拉杆A8跟随第一转向垂臂A1的摆动 而前后运动，进而带动第二过渡拉杆A8前后运动，最终使第二前桥直拉杆A13前后运动而 拉动第二前桥A14实现转向功能。由此可见，第一前桥A3与第二前桥A14之间通过一系列 拉杆和摇臂之间的机械连接实现联动，从而保证第一前桥A3和第二前桥A14之间的运动协 调。该种双前桥汽车转向系统存在的缺陷为：1、第一前桥和第二前桥之间的联动装置零部 件较多，存在结构复杂、装配工艺复杂及不利于控制整车重量的问题；2、由于第一前桥和第 二前桥之间空间有限，因此，在转向过程中，第一过渡拉杆容易和第一前桥轮胎干涉，第二 过渡拉杆容易与第一前桥轮胎和减震器干涉，第二前桥直拉杆容易和第二前桥轮胎干涉， 而过渡摇臂和第二转向垂臂在摆动过程中也可能与消声器和排气管等零部件干涉；3、第一 前桥和第二前桥均由转向器提供扭矩，存在转向笨重的问题。
[0003] 另外还有一种取消中间过渡摇臂结构的双前桥汽车转向系统，而由一根连接拉杆 直接连接第一转向垂臂和第二转向垂臂。该种双前桥汽车转向系统虽然一定程度上解决了 上述缺陷1和2,但是仍然存在上述缺陷3,而且由于该种前桥汽车转向系统采用一根连接 拉杆的连接结构，因此还存在结构强度较差的问题。 实用新型内容
[0004] 本实用新型实施例的目的在于克服现有双前桥汽车转向系统存在的缺陷，提供一 种可供本领域技术人员实现第二前桥的独立控制的第二前桥转向装置。
[0005] 为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种第二前桥转向装置，包括由 横拉杆、前桥工字梁和两个转向梯形臂构成的转向梯形机构，所述第二前桥独立转向装置 还包括压力传动系统和方向盘转角传感器，所述压力传动系统的压力缸安装在所述前桥工 字梁上，所述压力缸的活塞杆与其中一个转向梯形臂连接，所述方向盘转角传感器输出的 转角信号输入至所述压力传动系统的控制单元中。
[0006] 优选的是，所述压力缸的活塞杆上安装有用于检测活塞杆位置的行程传感器，所 述行程传感器将检测到的位置信号反馈至所述控制单元。
[0007] 优选的是，所述压力传动系统包括连接在所述压力缸的循环管路上的流量控制 阀。
[0008] 优选的是，所述压力传动系统为液压传动系统。
[0009] 优选的是，所述压力缸的活塞杆与所述转向梯形臂的内侧面连接。
[0010] 优选的是，所述压力缸的活塞杆与两个转向梯形臂中的左转向梯形臂铰接。
[0011] 优选的是，所述压力缸与所述前桥工字梁之间通过球销副连接。
[0012] 优选的是，所述压力缸的活塞杆与其中一个转向梯形臂之间通过球销副连接。 [0013]为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种双前桥汽车转向系统，包括 第一前桥转向装置和第二前桥转向装置，所述第二前桥转向装置为上述任一种所述的第二 前桥转向装置。
[0014] 优选的是，所述压力传动系统经流量分配阀同时为第一前桥转向装置的转向器和 第二前桥转向装置的压力缸提供动力转向介质。
[0015] 本实用新型的有益效果在于，本实用新型的第二前桥转向装置及双前桥汽车转向 系统因取消了原有连接于第一前桥转向装置的第一转向垂臂与第二前桥之间的所有传动 臂和连杆，所以具有装配工艺简单、易于控制整车重量、避免发生干涉的优点；另外，又由于 本实用新型的第二前桥转向装置由单独的液压传动系统提供动力，而无需通过第一前桥转 向装置传递动力，因此还具有转向轻便的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 图1示出了一种现有双前桥转向系统的结构示意图；
[0017] 图2示出了根据本实用新型所述第二前桥转向装置的一种实施方式的结构示意 图；
[0018] 图3示出了根据本实用新型所述双前桥汽车转向系统的液压传动系统的一种实 施方式的方框原理图，其中，图中的粗实线为管路，细实线为电路。
【具体实施方式】
[0019] 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，而不能解释为对本实用新型的 限制。
[0020] 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，而不能解释为对本实用新型的 限制。
[0021] 如图2和图3所示，本实用新型的第二前桥转向装置包括现有技术的第二前桥部 分，第二前桥包括由横拉杆3、前桥工字梁2、左转向梯形臂la和右转向梯形臂lb构成的转 向梯形机构，其中，左转向梯形臂la和右转向梯形臂lb分别与左转向节和右转向节固定连 接。本实用新型的第二前桥独立转向装置取消原有连接于第一前桥转向装置的第一转向垂 臂与第二前桥之间的所有传动臂和连杆，取而代之地包括压力传动系统、用于检测方向盘 的转角信号的方向盘转角传感器7和控制单元9,该方向盘转角传感器7安装于转向管柱， 其输出的转角信号包括转角方向及转角大小，该压力传动系统包括作为动力元件的动转泵 81，作为执行元件的压力缸6,控制和调节介质的压力、流量和流动方向的控制调节元件，包 括连接管路和动力转向介质源（简称动转介质源）82(如动力转向介质为液压油则动力转 向介质源为动力转向油壶，如动力转向介质为气体则动力转向介质源为动力转向气源箱） 在内的辅助元件，及用于传递能量的动力转向介质。该压力传动系统的压力缸6例如是通 过压力缸支架5安装在前桥工字梁2上，压力缸6的活塞杆与其中一个转向梯形臂连接，例 如与转向梯形臂的内侧面连接，图2中与左转向梯形臂la连接，控制单元9可根据方向盘 转角传感器7输出的转角信号控制压力传动系统动作，在此，由于实际中该方向盘转角传 感器7输出的转角信号是直接输出至电子控制单元（ECU)，因此，也可以设计为电子控制单 元将接收到的转角信号输出给第二前桥转向装置的控制单元9。
[0022] 以压力缸6的活塞杆与左转向梯形臂la连接为例，说明本实用新型的第二前桥转 向装置的工作原理为：当第一前桥右转向时，第二前桥转向装置将根据方向盘转角传感器 输出的转角信号使压力缸的活塞杆收缩，从而拉动左转向梯形臂la向右运动，进而拉动左 轮右转向，同时左转向梯形臂la推动横拉杆3控制右转向梯形臂lb右转，从而使右轮向右 转动；当第一前桥左转向时，第二前桥转向装置将根据方向盘转角传感器输出的转角信号 使压力缸的活塞杆伸出，进而使左右轮均向左运动。这样，即可保证第一、第二前桥运动协 调。
[0023] 本实用新型的第二前桥转向装置因取消了原有连接于第一前桥转向装置的第一 转向垂臂与第二前桥之间的所有传动臂和连杆，所以具有装配工艺简单、易于控制整车重 量、避免发生干涉的优点；另外，又由于本实用新型的第二前桥转向装置由单独的液压传动 系统提供动力，而无需通过第一前桥转向装置传递动力，因此还具有转向轻便的优点。
[0024] 为了使本领域技术人员在上述结构的基础上，通过控制单元根据转角信号准确地 控制压力缸6的活塞杆的运动行程，可在压力缸6的活塞杆上安装用于检测活塞杆位置的 行程传感器，行程传感器将检测到的位置信号反馈至控制单元9,以在控制单元9根据方向 盘转角传感器输出的转角信号控制压力传动系统动作时，使压力缸6的活塞杆运动至与转 角信号相对应的位置上。在此，本领域技术人员可以根据方向盘转角与第一前桥转向装置 的转向梯形臂转角之间的对应关系，计算第二前桥转向装置的转向梯形臂在使第一前桥和 第二前桥具有相同的瞬时转动中心的约束条件下所需的转角，进而可以计算出压力缸6的 活塞杆所需的运动行程，该种控制方式可以减小车辆转弯半径，避免轮胎磨损。
[0025] 如图3所示，本实用新型的压力传动系统根据动作要求可包括与压力缸的两个腔 连接的换向阀83,以供控制单元9控制压力缸6的活塞杆的运动方向，其中，换向阀83的 进油（气）口与动转泵81连接，回油（气）口与介质源82连通。另外，为了使控制单元9 可以控制活塞杆的运动速度及运动行程，可在压力缸6的循环管路上设置用于控制介质的 流动速度及流量的流量控制阀84,该循环管路包括压力缸6的进油（气）路和回油（气） 路，该流量控制阀84通常设置在压力缸6的与动转泵81连接的进油（气）路上。
[0026] 由于液压具有较大的工作压力，所以大部分汽车转向系统，尤其是重型汽车的转 向系统均采用液压控制，对于采用液压控制的转向系统，上述压力传动系统即为液压传动 系统，而压力缸即为液压缸。
[0027] 在汽车转向领域中，上述压力缸6与前桥工字梁2之间通常通过球销副连接；而压 力缸6的活塞杆与其中一个转向梯形臂之间也可通常通过球销副连接。
[0028] 本实用新型的双前桥汽车转向系统包括现有的第一前桥转向装置和本实用新型 的第二前桥转向装置，因此，本实用新型的双前桥汽车转向系统具有装配工艺简单、易于控 制整车重量、避免发生干涉及转向轻便的优点。
[0029] 如图3所示，本实用新型的第一前桥转向装置和第二前桥转向装置可共用相同的 转向泵81和介质源82,因此，上述压力传动系统的转向泵81可经流量分配阀85同时为第 一前桥转向装置的转向器A4和第二前桥转向装置的压力缸6提供动力转向介质。
[0030] 以上依据图式所示的实施例详细说明了本实用新型的构造、特征及作用效果，以 上所述仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型不以图面所示限定实施范围，凡是依 照本实用新型的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图 示所涵盖的精神时，均应在本实用新型的保护范围内。
【权利要求】
1. 一种第二前桥转向装置，包括由横拉杆、前桥工字梁和两个转向梯形臂构成的转向 梯形机构，其特征在于，所述第二前桥独立转向装置还包括压力传动系统和方向盘转角传 感器，所述压力传动系统的压力缸安装在所述前桥工字梁上，所述压力缸的活塞杆与其中 一个转向梯形臂连接，所述方向盘转角传感器输出的转角信号输入至所述压力传动系统的 控制单元中。
2. 根据权利要求1所述的第二前桥转向装置，其特征在于，所述压力缸的活塞杆上安 装有用于检测活塞杆位置的行程传感器，所述行程传感器将检测到的位置信号反馈至所述 控制单元。
3. 根据权利要求1或2所述的第二前桥转向装置，其特征在于，所述压力传动系统包括 连接在所述压力缸的循环管路上的流量控制阀。
4. 根据权利要求1或2所述的第二前桥转向装置，其特征在于，所述压力传动系统为液 压传动系统。
5. 根据权利要求1或2所述的第二前桥转向装置，其特征在于，所述压力缸的活塞杆与 所述转向梯形臂的内侧面连接。
6. 根据权利要求1或2所述的第二前桥转向装置，其特征在于，所述压力缸的活塞杆与 两个转向梯形臂中的左转向梯形臂铰接。
7. 根据权利要求1或2所述的第二前桥转向装置，其特征在于，所述压力缸与所述前桥 工字梁之间通过球销副连接。
8. 根据权利要求1或2所述的第二前桥转向装置，其特征在于，所述压力缸的活塞杆与 其中一个转向梯形臂之间通过球销副连接。
9. 一种双前桥汽车转向系统，包括第一前桥转向装置和第二前桥转向装置，其特征在 于，所述第二前桥转向装置为权利要求1至8中任一项所述的第二前桥转向装置。
10. 根据权利要求9所述的双前桥汽车转向系统，其特征在于，所述压力传动系统经流 量分配阀同时为第一前桥转向装置的转向器和第二前桥转向装置的压力缸提供动力转向 介质。
【文档编号】B62D5/06GK203832550SQ201420257105
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年5月19日 优先权日:2014年5月19日
【发明者】郑文林, 王定华, 李刚 申请人:安徽江淮汽车股份有限公司