一種基于液壓系統(tǒng)的汽車可變傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于線控系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，且傳動(dòng)比可變，屬于汽車轉(zhuǎn)向技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]電子控制的線控轉(zhuǎn)向具有控制精準(zhǔn)，反應(yīng)靈敏，響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)，可以有效改善駕駛特性，提高操縱穩(wěn)定性，增加汽車的安全性能。但是由于無(wú)機(jī)械輸入的限制，使得手力反饋需要外加電機(jī)的模擬。因此對(duì)路感的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確模擬成為了線控轉(zhuǎn)向發(fā)展的一大難點(diǎn)。
[0003]本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種基于液壓系統(tǒng)的可變傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，通過(guò)機(jī)械系統(tǒng)與液壓裝置相結(jié)合，獲得精確及時(shí)而豐富的地面反饋，彌補(bǔ)現(xiàn)有電子線控轉(zhuǎn)向的不足。通過(guò)電子控制單元通過(guò)對(duì)液壓油路油量的控制實(shí)現(xiàn)獨(dú)立而精準(zhǔn)的行程控制，以發(fā)揮線控轉(zhuǎn)向之優(yōu)勢(shì)。該裝置中的液壓動(dòng)力系統(tǒng)具有尺寸小、結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量小的特點(diǎn)，油液的阻尼作用可以吸收路面沖擊，提高使用壽命。由于液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)已經(jīng)得到普及并使用廣泛，相關(guān)的生產(chǎn)工藝及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較為完備，因而本發(fā)明具有較高的市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是通過(guò)如下措施來(lái)完成新型的可變傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向的實(shí)現(xiàn)。即充分利用線控轉(zhuǎn)向可以自由設(shè)計(jì)汽車轉(zhuǎn)向的力傳遞特性及角傳遞特性的優(yōu)越性，并結(jié)合液壓傳動(dòng)穩(wěn)定，可得手力反饋的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)電磁分流裝置控制行程以實(shí)現(xiàn)兩轉(zhuǎn)向輪在任意工況下轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角的最優(yōu)化，同時(shí)獲得合適的力反饋。通過(guò)此裝置可減少轉(zhuǎn)向時(shí)的磨損，降低阻力，最終提高駕駛的操縱穩(wěn)定性。
[0005]該基于液壓系統(tǒng)的可變傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其組成包括方向盤(1)、轉(zhuǎn)向軸(2)、機(jī)械驅(qū)動(dòng)輸入模塊(5)、液壓回路模塊(20)、電磁分流裝置總成(13)、油路管道(17)、轉(zhuǎn)向油栗(19)、油壓傳感器(22)、電磁流量控制閥(21)、轉(zhuǎn)向執(zhí)行模塊(15)、車輪轉(zhuǎn)角傳感器(16)電子控制單元(10)、齒輪軸(4)、齒條(23)、轉(zhuǎn)閥(3)、左動(dòng)力缸(18)、右動(dòng)力缸(6)、左二級(jí)油缸(14)、右二級(jí)油缸(9)、電磁控制裝置(11)、分流壺(12)、轉(zhuǎn)向橫拉桿(8)、活塞(7)構(gòu)成；其中，方向盤(1)，轉(zhuǎn)向軸(2)與機(jī)械驅(qū)動(dòng)輸入模塊(5)通過(guò)花鍵進(jìn)行軸連接，液壓回路模塊(20)通過(guò)油路管道與機(jī)械驅(qū)動(dòng)輸入模塊(5)連接；轉(zhuǎn)向執(zhí)行模塊(15)的一端通過(guò)螺栓固定在車架上，轉(zhuǎn)向油栗(19)與液壓回路串聯(lián)，通過(guò)螺栓固定在車架上；電磁分流裝置總成(13)中的活塞連桿通過(guò)螺紋與轉(zhuǎn)向執(zhí)行模塊(15)連接，并通過(guò)螺紋緊固膠進(jìn)行防松，通過(guò)兩根油路管道(17)與機(jī)械驅(qū)動(dòng)輸入模塊(5)連接。
[0006]在一些實(shí)施方式中，其中機(jī)械驅(qū)動(dòng)輸入模塊(5)中，通過(guò)花鍵將轉(zhuǎn)向軸(2)與齒輪軸(4)相連接，其中齒條(23)與齒輪(4)嚙合，并通過(guò)過(guò)盈配合將齒條(23)與活塞(7)進(jìn)行連接；裝置有左動(dòng)力缸(18)及右動(dòng)力缸(6)，油壓活塞裝配于動(dòng)力缸之中，并設(shè)計(jì)成特定形狀及尺寸；油路管道(17)與左、右動(dòng)力缸(18) (6)連接并通過(guò)油管固定夾固定。
[0007]在一些實(shí)施方式中，其中液壓回路模塊(20)由7根油路管道即油管1至油管7組成，其中3根構(gòu)成完整閉合回路；閉合回路連接路線為:轉(zhuǎn)向油栗(19)、油壓傳感器(22)、轉(zhuǎn)閥⑶、轉(zhuǎn)向油栗(19)。從轉(zhuǎn)閥(3)中接兩根油管分別與左動(dòng)力缸(18)及右動(dòng)力缸(6)連接；從左動(dòng)力缸(18)及右動(dòng)力缸(6)另接兩個(gè)油管分別與左、右兩側(cè)的轉(zhuǎn)向執(zhí)行模塊(15)相連接；所有油路連接均通過(guò)固定夾固定；油路供油為常流狀態(tài)。該系統(tǒng)以轉(zhuǎn)向油栗(19)作為系統(tǒng)助力的供能裝置，通過(guò)電機(jī)將輸入的電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，使液壓回路模塊(20)中的油循環(huán)流動(dòng)。通過(guò)方向盤(1)轉(zhuǎn)動(dòng)控制轉(zhuǎn)閥，實(shí)現(xiàn)對(duì)油路開(kāi)閉的控制，使油路中產(chǎn)生壓力，推動(dòng)活塞(7)運(yùn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)助力轉(zhuǎn)向的作用。通過(guò)電子控制模塊(10)控制電磁流量控制閥(21)的開(kāi)度，以控制油路中供油的流量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)助力大小的控制，以獲取優(yōu)異的力傳遞特性
[0008]在一些實(shí)施方式中，其中電磁分流裝置總成(13)由電磁控制裝置(11)、分流壺(12)、二級(jí)油缸(9) (14)、活塞組成，通過(guò)電子控制單元(10)控制，電子控制單元(10)通過(guò)對(duì)有關(guān)傳感器(車輪轉(zhuǎn)角傳感器(16)、油壓傳感器(22)等)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，確定得到電磁分流裝置分流量的大小，控制行程大小，以最終實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)傳動(dòng)比可變及車輪轉(zhuǎn)角的精確控制。當(dāng)該裝置不發(fā)生作用時(shí)，機(jī)械驅(qū)動(dòng)輸入模塊(5)中的活塞在左，右兩動(dòng)力缸的行程相同，因而一側(cè)的二級(jí)油缸(14)中的活塞伸張，同時(shí)另一側(cè)二級(jí)油缸(9)中的活塞以相同的位移收縮。該過(guò)程中，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以駕駛員的意志完成主要的轉(zhuǎn)向功能。常壓油路中的液壓油可以流入電磁分流裝置總成(13)中。裝置接受電子控制單元(10)傳來(lái)的控制信號(hào)，通過(guò)電磁控制裝置(11)改變分流壺(12)體積，從而對(duì)二級(jí)油缸中的液壓油供油量進(jìn)行調(diào)節(jié)，即調(diào)節(jié)缸中的活塞的行程
[0009]在一些實(shí)施方式中，其中轉(zhuǎn)向執(zhí)行模塊(15)采用二級(jí)油缸推動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，其中二級(jí)油缸作為電磁分流裝置總成(13)的一部分；二級(jí)油缸與車輪通過(guò)轉(zhuǎn)向橫拉桿(8)連接，兩處接頭使用球鉸及塞打螺栓配合連接行程的改變使橫拉桿的位移改變，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)兩輪轉(zhuǎn)向角的獨(dú)立控制。該裝置配合電磁分流裝置進(jìn)行的二次調(diào)節(jié)使汽車轉(zhuǎn)向過(guò)程中獲得最佳的內(nèi)外輪轉(zhuǎn)角關(guān)系，使轉(zhuǎn)向平順，以提高車輛行駛的操縱穩(wěn)定性。由于擺脫了機(jī)械結(jié)構(gòu)的限制，因而單側(cè)輪的轉(zhuǎn)角可達(dá)到±70度。車輛轉(zhuǎn)向更為靈活
【附圖說(shuō)明】
[0010]附圖給出了一種基于液壓系統(tǒng)的汽車可變傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖
[0011]圖1是本發(fā)明基于液壓系統(tǒng)的汽車可變傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的總體示意圖
[0012]圖2是本發(fā)明基于液壓系統(tǒng)的汽車可變傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的機(jī)械驅(qū)動(dòng)輸入模塊的局部剖視圖
[0013]圖3是本發(fā)明基于液壓系統(tǒng)的汽車可變傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的液壓回路模塊三維視圖
[0014]圖4是本發(fā)明基于液壓系統(tǒng)的汽車可變傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的液壓回路模塊示意圖
[0015]圖5是本發(fā)明基于液壓系統(tǒng)的汽車可變傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的電磁分流裝置的局部剖視圖
[0016]圖6是本發(fā)明基于液壓系統(tǒng)的汽車可變傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向執(zhí)行模塊三維視圖，其以不等長(zhǎng)雙橫臂懸架為例
[0017]圖7是本發(fā)明基于液壓系統(tǒng)的汽車可變傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的動(dòng)力傳遞路線示意圖
[0018]圖8是本發(fā)明基于液壓系統(tǒng)的汽車可變傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的電子控制系統(tǒng)控制路線圖
【具體實(shí)施方式】
[0019]參照附圖1所示，本發(fā)明為基于液壓系統(tǒng)的汽車可變傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。該裝置有以下部分組成:方向盤⑴、轉(zhuǎn)向軸⑵、機(jī)械驅(qū)動(dòng)輸入模塊(5)、液壓回路模塊(20)、電磁分流裝置總成(13)、油路管道(17)、轉(zhuǎn)向油栗(19)、油壓傳感器(22)、電磁流量控制閥(21)、轉(zhuǎn)向執(zhí)行模塊(15)、車輪轉(zhuǎn)角傳感器(16)電子控制單元(10)、齒輪軸(4)、齒條(23)、轉(zhuǎn)閥
(3)、左動(dòng)力缸(18)、右動(dòng)力缸(6)、左二級(jí)油缸(14)、右二級(jí)油缸(9)、電磁控制裝置(11)、分流壺(12)、轉(zhuǎn)向橫拉桿(8)、活塞(7)構(gòu)成。其中方向盤，轉(zhuǎn)向油栗及相關(guān)傳感器可以在市場(chǎng)上采購(gòu)。
[0020]參照附圖2所示，機(jī)械驅(qū)動(dòng)輸入模塊(5)由齒輪軸⑷，齒條(23)，左動(dòng)力缸(18)，右動(dòng)力缸(6)，活塞(7)組成。駕駛員通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤，將轉(zhuǎn)矩通過(guò)轉(zhuǎn)向軸(2)輸入