[发明专利]一种车辆转向器

说明书

技术领域

本发明涉及一种车辆转向系统，特别涉及一种车辆转向器。

背景技术

汽车转向器把方向盘的旋转运动转换成横拉杆的直线运动，然后横拉杆又把直线运动换回主销轴的旋转运动使转向轮转向。驾驶员通过操纵转向系统使汽车保持在直线或转弯运动状态，或者是使两种运动状态的相互转换。上世纪70年代以来，汽车上普遍采用转向梯形机构以减小汽车转向半径，但在转向过程中无法保持让内、外转向轮转角的关系始终满足自然滚动或阿克曼转向原理，只是在小转角范围内比较接近。

发明内容

本发明提供一种新型结构的车辆转向器。该转向器可以使转向轮近似满足自然滚动或阿克曼转向原理，特别是大角度转向时增大内、外转向轮的角度差，使车辆转向时车轮最大限度作纯滚动，减小轮胎的额外磨损，延长轮胎的使用寿命。另外，本新型结构的车辆转向器在体积、零件数等不变的前提下，通过改变某些零件的设计参数可以实现近似反阿克曼转向，以应用在高速赛车上。

汽车直线行驶四轮均作直线运动，而当转向时由于瞬时转向中心的出现且连续变化，使内、外转向轮转角差也会连续发生改变。根据三角形中线理论(如图1)汽车瞬时转向中心O与转向轮距中心点P的连线将阿克曼角近似平分，也就是将OP线作为阿克曼角的平分线，内转向轮实际转角约等于γ+(α-β)/2，外转向轮实际转角约等于γ-(α-β)/2。这是本发明的核心思想。

本发明采用如下技术方案：

一种车辆转向器，包括左转向横拉杆，右转向横拉杆，转向主轴，所述转向主轴从中心到左侧分别设有左侧螺旋齿条、左侧螺旋齿条导向槽、左侧传动螺纹，所述转向主轴从中心到右侧分别设有右侧螺旋齿条、右侧螺旋齿条导向槽、右侧传动螺纹，左、右侧螺旋齿条，左、右侧螺旋齿条导向槽，左、右侧传动螺纹以转向主轴中心为对称点左右对称，且转向主轴中心左、右侧螺旋齿条呈“人”字型分布，转向主轴中心左、右侧螺旋齿条导向槽也呈“人”字型 分布。

还包括一左推杆，所述左推杆设有内传动螺纹外径为椭圆，与所述转向主轴左侧传动螺纹相配合，一端与所述左转向横拉杆铰接；一右推杆，所述右推杆设有内传动螺纹外径为椭圆，与所述转向主轴右侧传动螺纹相配合，一端与所述右转向横拉杆铰接。

基于上述特征还包括一转向器壳体，所诉转向器壳体左侧内径呈椭圆形与所诉转向器左推杆相配合，转向器壳体右侧内径呈椭圆形与所诉转向器右推杆相配合；所诉转向器壳体中心设有传动齿轮与所述转向主轴螺旋齿条啮合；所诉转向器壳体中心还设有导向定位销嵌入所述转向主轴螺旋齿条导向槽内。

基于上述技术特征所述转向主轴螺旋齿条为可变距螺旋，相应地所述螺旋齿条导向槽也为可变距螺旋。

基于上述技术特征所述导向定位销接触面呈圆或圆弧。

基于上述技术特征所述转向主轴至少设有一条或若干条所述螺旋齿条导向槽和相应的所述导向定位销。

优选的，所诉左推杆内传动螺纹与所述转向主轴左侧传动螺纹之间置放有滚珠，并使用保持架将滚珠均匀地固定于所述转向主轴左传动螺纹上，所诉右推杆内传动螺纹与所述转向主轴右侧传动螺纹之间置放有滚珠，并使用保持架将滚珠均匀地固定于所述转向主轴右传动螺纹上。

优选的，所诉左推杆与左转向横拉杆之间通过球头铰接，所诉右推杆与右转向横拉杆之间通过球头铰接。

本新型结构的车辆转向器类型为：中间输入两端输出式。传动齿轮左右转动使所述转向主轴平移旋转。平移产生角γ(如图1)，旋转使所述左推杆、右推杆产生近似角(α-β)/2。内转向轮转角约等于γ+(α-β)/2，外转向轮转角约等于γ-(α-β)/2实现转向轮近似满足自然滚动或阿克曼转向原理，特别是大角度转向时增大内、外转向轮的角度差，使车辆转向时车轮最大限度作纯滚动，减小轮胎的额外磨损，延长轮胎的使用寿命。

另外，通过改变所述转向主轴左侧传动螺纹、左推杆内传动螺纹方向；右侧传动螺纹、右推杆内传动螺纹方向，使内转向轮转角等于γ-(α-β)/2，外转向轮转角等于γ+(α-β)/2实现转向轮近似反阿克曼转向，以应用在高速赛车上。

附图说明

图1是本发明车辆转向原理结构示意图

图2是本发明实施例结构示意图

图3是本发明实施例转向主轴示意图

图4是本发明实施例左推杆或右推杆剖面图

图5是本发明实施例左推杆或右推杆横截面示意图

图6是本发明实施例优选例滚珠，保持架，固定销示意图