專利名稱：一種輔助回正及極限阻尼式轉(zhuǎn)向器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，具體涉及一種汽車輔助回正及極限阻尼消聲機構(gòu)齒條
轉(zhuǎn)向器。
背景技術(shù)：
目前，每年市場上都有新車型不斷推出，對于同一個汽車設(shè)計制造廠來說，一些同級別車型的底盤基本上都是通用，只有其他系統(tǒng)或底盤的某些參數(shù)上作適量調(diào)整，其間很多新車在研發(fā)中均會遇到由于整車的配置、軸荷、軸距或發(fā)動機等的變動而造成整車其中的某項性能或多或少的改變。 試驗數(shù)據(jù)顯示轉(zhuǎn)向輪定位參數(shù)、軸荷、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)配置都會較大的影響整車的回正性，因為受到設(shè)計、驗證、改動成本等外部條件的限制，在整車做小改動的情況下，回正性能會在一定的范圍內(nèi)損失。如果分為助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)兩種配置，在整車設(shè)計中就必須兼顧兩種配置來設(shè)計轉(zhuǎn)向器的參數(shù)，通用性差。 在齒輪齒條液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，由于其回正時轉(zhuǎn)向液的流動，使系統(tǒng)的阻尼加大，摩擦加劇也存在轉(zhuǎn)向回正性能較無助力系統(tǒng)差的特性。 在電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，通過電機控制策略，可以使回正性能得到一定的補償。但
是由于轉(zhuǎn)向器可靠性能的高要求，使得內(nèi)部機構(gòu)間運動副的摩擦力控制要求提高。 同時由于各個車型方向盤轉(zhuǎn)動的總?cè)?shù)都不一樣，所以在操作過程中，會出現(xiàn)齒
條在極限位置時的金屬沖擊，產(chǎn)生噪音，影響整車的舒適性。特別對于機械轉(zhuǎn)向器而言，嚴
重時會影響轉(zhuǎn)向器的使用壽命。 圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)的齒輪齒條轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)，包括齒條11、限位塊12、齒條襯套13、轉(zhuǎn)向器殼體14、內(nèi)球頭總成15，齒條防塵罩16。這種轉(zhuǎn)向器就是通過齒條和小齒輪來傳遞扭矩，正向傳遞是駕駛者將屬于給轉(zhuǎn)向盤的扭矩通過傳動從小齒輪輸入，經(jīng)過齒輪齒條的嚙合，轉(zhuǎn)化為齒條的軸向移動輸出，起到傳遞扭矩的功能；其在反向傳動時，即整車回正時，則通過齒條輸入帶動小齒輪轉(zhuǎn)動；這種轉(zhuǎn)向器對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的阻尼影響是通過各運動副的摩擦力來實現(xiàn)，例如齒條和齒條支撐座間的滑動摩擦力、小齒輪和齒條間的嚙合阻力、齒條和齒條襯套的滑動摩擦力等。這些結(jié)構(gòu)一旦確定就不易改變，且間隙調(diào)節(jié)范圍非常有限，另外一致性難以控制。所以，可以說現(xiàn)有技術(shù)齒輪齒條轉(zhuǎn)向器基本不具備進行轉(zhuǎn)向輔助回正的功能，同時極限位置的金屬撞擊聲，同樣不可避免。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種輔助回正及極限阻尼式轉(zhuǎn)向器，該轉(zhuǎn)向器
具備增加整車轉(zhuǎn)向回正時的回正力、對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)阻尼進行適時調(diào)節(jié)的功能。 本發(fā)明公開了一種輔助回正及極限阻尼式轉(zhuǎn)向器，包括齒條、限位塊、齒條襯套、
轉(zhuǎn)向器殼體、內(nèi)球頭總成以及齒條防塵罩，齒條裝于殼體中，部分齒條伸出殼體，限位塊與
殼體前端內(nèi)螺紋孔螺紋連接配合，齒條襯套與限位塊相鄰且與殼體內(nèi)孔過盈配合，齒條襯套同齒條氣密性配合，內(nèi)球頭總成前端與齒條內(nèi)孔螺紋連接，其特征在于，還包括彈簧座和螺旋彈簧，彈簧座過盈壓裝入殼體內(nèi)，彈簧座與齒條間隙配合，螺旋彈簧位于內(nèi)球頭總成的內(nèi)球頭座與彈簧座之間。內(nèi)球頭座和螺旋彈簧座之間形成一個密封腔體，通過齒條上的通孔進行左右腔體內(nèi)的氣體交換。 進一步，所述彈簧座具有彈簧安裝槽和齒條行程限位面，齒條行程限位面對內(nèi)球頭座進行限位，控制齒條的運動行程。齒條行程限位面上具有細小的波紋，以減少齒條行程限位面與內(nèi)球頭座的接觸面積。所述彈簧座為塑料材質(zhì)。 采用上述結(jié)構(gòu)，一方面可以增加整車轉(zhuǎn)向回正時的回正力，彌補由于齒條軸向力增加造成的轉(zhuǎn)向器總成齒條移動力；另一方面改善了轉(zhuǎn)向極限位置的手感，在轉(zhuǎn)向極限位置進行緩沖，可以消除極限位置的發(fā)出的金屬碰撞聲。


圖1 :現(xiàn)有的齒輪齒條轉(zhuǎn)向器右側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2 :本發(fā)明轉(zhuǎn)向器右側(cè)橫拉桿處的結(jié)構(gòu)示意3:本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖；圖4:彈簧座結(jié)構(gòu)視圖。圖中l(wèi)、ll-齒條；2、 12-限位塊;3、13-齒條襯套；4、14-轉(zhuǎn)向器殼體；5、 15-內(nèi)球頭總成；6、16-齒條防塵罩；7_彈簧座;8_螺旋彈簧；9_通孔；10-密封腔體；17-彈簧安裝槽；18-齒條行程限位面。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行具體描述。 轉(zhuǎn)向器在左右兩側(cè)的橫拉桿處結(jié)構(gòu)對稱，圖2示出了轉(zhuǎn)向器右側(cè)橫拉桿處的結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)向器具體包括齒條1、限位塊2、齒條襯套3、轉(zhuǎn)向器殼體4、內(nèi)球頭總成5、齒條防塵罩6、彈簧座7以及螺旋彈簧8。齒條1裝于殼體4中，部分齒條伸出殼體，限位塊2與殼體4前端內(nèi)螺紋孔螺紋連接配合，齒條襯套3與限位塊2相鄰且與殼體4內(nèi)孔過盈配合，齒條襯套4同齒條1氣密性配合，內(nèi)球頭總成5前端與齒條1內(nèi)孔螺紋連接。彈簧座7過盈壓裝入殼體4內(nèi)，彈簧座7與齒條1間隙配合，螺旋彈簧8位于內(nèi)球頭總成5的內(nèi)球頭座與彈簧座7之間。轉(zhuǎn)向器左右兩個內(nèi)球頭座和左右兩個螺旋彈簧座7分別套裝有左、右螺旋彈簧8，這樣左右形成兩個密封腔體IO，通過齒條上的通孔9進行左右腔體內(nèi)的氣體交換。
在轉(zhuǎn)向盤沒有轉(zhuǎn)角輸入時，齒條處于中間平衡位置，參見圖3，此時活塞所受左右 彈簧力相等，實現(xiàn)平衡；當(dāng)有方向盤轉(zhuǎn)角輸入時，轉(zhuǎn)向器小齒輪通過齒輪齒條的嚙合，使齒 條產(chǎn)生相應(yīng)的軸向移動，這樣同齒條連接的活塞一旦偏離平衡位置，左右的彈簧將產(chǎn)生不 等的作用力，假設(shè)活塞移動X，則活塞受到的彈簧力為(沿齒條軸向)
F = Fl-Fr = k* ( A X+x) _k* ( A X+x) = 2kx 其中Fl表示左彈簧力，F(xiàn)r表示右彈簧力，k表示彈性系數(shù)。即一旦活塞偏離平衡 位置xmm，彈簧將產(chǎn)生2kx的回正力，回正力在轉(zhuǎn)向完成后會促使齒條回到中間平衡位置， 利用此特性可實現(xiàn)轉(zhuǎn)向器輔助回正功能。同時，在整車轉(zhuǎn)向輪受到路面的突然沖擊或者側(cè) 向力作用時，齒條會產(chǎn)生左右的小移動，本發(fā)明由于上述增加的左右彈簧的作用，對于出現(xiàn) 的齒條小位移可以起到很好的抑制作用。 本發(fā)明中，對彈簧座結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化，具體如圖4所示。 彈簧座具有彈簧安裝槽17和齒條行程限位面18，一方面齒條行程限位面18對內(nèi) 球頭座5進行限位，從而控制齒條11的運動行程，滿足整車轉(zhuǎn)向要求；另一方面，齒條行程 限位面18上具有細小的波紋，能夠在結(jié)構(gòu)上減少了與內(nèi)球頭座5的接觸面積，同時有彈簧 對系統(tǒng)的阻尼作用；進一步用塑料材質(zhì)替代金屬材質(zhì)，可以有效避免齒條在極限位置沖擊 產(chǎn)生的金屬噪音，提高了駕駛的舒適性。 螺旋彈簧的設(shè)計，是本發(fā)明的關(guān)鍵件，其可控制回正力矩大小，實現(xiàn)轉(zhuǎn)向時儲存能 量，回正時釋放能量。
權(quán)利要求
一種輔助回正及極限阻尼式轉(zhuǎn)向器，包括齒條(1)、限位塊(2)、齒條襯套(3)、轉(zhuǎn)向器殼體(4)、內(nèi)球頭總成(5)以及齒條防塵罩(6)，齒條(1)裝于殼體(4)中，部分齒條伸出殼體，限位塊(2)與殼體(4)前端內(nèi)螺紋孔螺紋連接配合，齒條襯套(3)與限位塊(2)相鄰且與殼體(4)內(nèi)孔過盈配合，齒條襯套(4)同齒條(1)氣密性配合，內(nèi)球頭總成(5)前端與齒條(1)內(nèi)孔螺紋連接，其特征在于，還包括彈簧座(7)和螺旋彈簧(8)，彈簧座(7)過盈壓裝入殼體(4)內(nèi)，彈簧座(7)與齒條(1)間隙配合，螺旋彈簧(8)位于內(nèi)球頭總成(5)的內(nèi)球頭座與彈簧座(7)之間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的輔助回正及極限阻尼式轉(zhuǎn)向器，其特征在于內(nèi)球頭座和螺 旋彈簧座(7)之間形成一個密封腔體(IO)，通過齒條上的通孔(9)進行左右腔體內(nèi)的氣體 交換。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的輔助回正及極限阻尼式轉(zhuǎn)向器，其特征在于所述彈簧 座(7)具有彈簧安裝槽(17)和齒條行程限位面(18)，齒條行程限位面(18)對內(nèi)球頭座進 行限位，控制齒條(11)的運動行程。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的輔助回正及極限阻尼式轉(zhuǎn)向器，其特征在于齒條 行程限位面(18)上具有細小的波紋，以減少齒條行程限位面與內(nèi)球頭座的接觸面積。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l-4任一項所述的輔助回正及極限阻尼式轉(zhuǎn)向器，其特征在于所述 彈簧座(7)為塑料材質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種輔助回正及極限阻尼式轉(zhuǎn)向器，包括齒條、限位塊、齒條襯套、轉(zhuǎn)向器殼體、內(nèi)球頭總成以及齒條防塵罩，齒條裝于殼體中，部分齒條伸出殼體，限位塊與殼體前端內(nèi)螺紋孔螺紋連接配合，齒條襯套與限位塊相鄰且與殼體內(nèi)孔過盈配合，齒條襯套同齒條氣密性配合，內(nèi)球頭總成前端與齒條內(nèi)孔螺紋連接，還包括彈簧座和螺旋彈簧，彈簧座過盈壓裝入殼體內(nèi)，彈簧座與齒條間隙配合，螺旋彈簧位于內(nèi)球頭總成的內(nèi)球頭座與彈簧座之間。本發(fā)明的轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)一方面可以增加整車轉(zhuǎn)向回正時的回正力，避免了齒條軸向力增加造成的轉(zhuǎn)向回正不完全，回正響應(yīng)遲滯的缺陷；另一方面改善了轉(zhuǎn)向極限位置的手感，在轉(zhuǎn)向極限位置進行緩沖，可以消除極限位置發(fā)出的金屬碰撞聲。
文檔編號B62D3/00GK101698416SQ20091020744
公開日2010年4月28日 申請日期2009年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月3日
發(fā)明者岳伯陶, 路小明, 高家兵 申請人:奇瑞汽車股份有限公司