[实用新型]一种商用重卡车用的纯电动助力转向器

说明书

本实用新型属于汽车制造技术领域,一种商用重卡车用的纯电动助力转向器，包括壳体、输入轴、扭杆、扭矩转角传感器、第一电机、第二电机、螺杆、螺杆外螺母、直齿条、扇齿轮、摇臂轴，扭矩转角传感器感应驾驶员转向力度与角度，电机通过蜗轮蜗杆、螺杆通过行星滚柱丝杠、螺杆外螺母通过齿轮齿条三级减速增扭机构后将助力扭矩送至摇臂轴；本实用新型在不改变整车转向安装和整体结构的基础上，实现了重卡的纯电动转向，由于本实用新型的双电机动力模式，可有效分担转向功率，实现常规转向电机的转向功能，有效消除了电机功率不足问题、蜗轮蜗杆强度不足问题、滚珠丝杠强度不足的问题。

技术领域

本实用新型属于汽车制造技术领域，一种商用重卡车用的纯电动助力转向器。

背景技术

商用车电动助力转向技术正逐渐兴起，目前商用车主流结构仍为纯液压循环球结构，同时近几年兴起的可实现高级功能的电动机械循环球结构、电动液压循环球结构。电动机械循环球转向器主要用于轻卡，因其机械强度及电机功率等问题，无法应用于中重卡。中重卡在电动转向方面，开发了传统液压转向器和电动单元结合的电液转向方式，主流厂家均认同此为过渡方案。新的大扭矩纯电转向也成为行业焦点。各厂家均在中重卡电动转向上持续发力。

现有的纯液压转向器、电动机械循环球转向器、电动液压转向器均存在有不同的缺陷，具体如下：

纯液压转向器：使用传统液压作为转向助力，由发动机提供动力，产品在转向和不转向时，均需要持续消耗发动机动力，且存在噪音大、漏油风险等问题，目前在纯电动的商用车上还需要增加电动泵来满足转向助力要求，增加整车成本。

电动机械循环球转向器：电动机械循环球转向器是新开发的纯电动转向器，循环球转向器的动力较大，承载力的部件为纯机械结构，滚珠丝杠因其低的摩擦力伴随着流动性，钢球点接触，造成其承载能力差，目前只能用于输出1500N.m以下，只能小规模应用在轻卡上，无法满足中卡、重卡等的重载要求，因其承载力的局限性，制约了商用车转向器纯电动化的发展。

电动液压转向器：电动液压转向器是为了满足中重卡的电控转向需求，同时保证了产品机械强度的一个折中方案，其保留了液压转向器的助力特性，同时增加了电动转向的控制部分，但因其属于两套系统集成方案，其成本较原液压转向器高近一倍，同时保留了液压转向器的特性，如噪音大，功耗高、漏油等问题，无法真正在商用车上进行推广。

如何能够实现中重卡商用车转向纯电动化，成为当下商用车转向的迫切需求。研究大扭矩、高承载力的纯电动转向器，是商用车转向电动化发展的必经之路。因此，急需一种新的纯电动助力转向装置，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型解决技术问题所采取的技术方案是：一种商用重卡车用的纯电动助力转向器，包括：壳体、输入轴、扭杆、扭矩转角传感器、第一电机、第二电机、螺杆、螺杆外螺母、直齿条、扇齿轮、摇臂轴；

输入轴的一端伸入壳体内，输入轴位于壳体外的一端与整车转向管柱相连并同步转动，输入轴位于壳体内的一端同轴固定连接扭杆的上端，扭杆的下端同轴固定连接螺杆的上端，螺杆外套设螺杆外螺母，螺杆外螺母的外圆周上竖直设有直齿条，直齿条啮合扇齿轮，扇齿轮的旋转轴处设有同轴同步转动的摇臂轴，摇臂轴的输出端伸出壳体外，摇臂轴的输出端用于助力驱动车辆转向；

第一电机、第二电机分别通过第一蜗杆、第二蜗杆将电机动力减速增扭传递至第一蜗轮、第二蜗轮，第一蜗轮、第二蜗轮分别套设固定在螺杆的外圆周上使得蜗轮为螺杆提供扭矩；两套电机驱动，其输出功率实现叠加，保证了重卡的输出力要求，满足重卡纯电动转向需求；同时，两套电机配备两套控制系统，采用TAS传感器为4+2冗余传感器，上下两套电机控制器总成，可实现冗余控制，如果出现单电机失效，另一个电机全扭矩输出可保证50％输出力，满足GB17675要求，保证整车行驶安全；