[发明专利]汽车的纯滚动转向装置

说明书

一、技术领域：本发明涉及汽车的转向装置，尤其与汽车的纯滚动转向有关。

二、背景技术：

公知的汽车转向梯形，只能近似地满足转向关系式，无法保证转向轮绕转向中心作纯滚动转向，转向角度越大，误差越明显。因此汽车在低速行驶时，转向操作特别沉重费力，但在高速行驶时，转向操作却感觉漂浮发摆。转向梯形的这种转向误差，不但会加剧转向轮的磨损及增加转向阻力，更重要的是会造成车辆的侧滑，使行车的稳定性下降，严重时甚至会导致事故的发生。

三、发明内容：

本发明的任务是提供一种能使汽车转向轮绕转向中心作纯滚动转向的转向装置。

为了完成上述任务，本发明的解决方案是：在左右两个转向节上，同时朝向转向桥的前面或后面，分别固定安装一条转向滑杆，该两条转向滑杆又分别与转向节上的转向轮的内侧轮面成一相同大小的夹角(虽然，此两只夹角的大小不相等时，也可以实施本发明，但由于其两边不对称，会给设计和制造带来许多的不便，而且由于其工作原理相同，可以按照两个夹角相等时的例子进行类推，因此，本发明仅对两个夹角相等时的情形进行讨论)，并安装在与车辆底盘平行的平面上，使得在车辆直线前行时，两条转向滑杆相交于一点，此时，如果让两个转向轮作纯滚动转向，那么两条转向滑杆原来所成的交点，势必离开原来的位置而产生移动，留下一段交点的移动轨迹(本发明称该交点的移动轨迹为纯滚动转向轨迹)。显然，这个交点移动的纯滚动转向轨迹与转向轮的纯滚动转向是相互对应的，因为这个纯滚动转向轨迹本身是在两个转向轮作纯滚动转向时作出的。因此要实现转向轮的纯滚动转向，只要先作出两条转向滑杆的交点移动的纯滚动转向轨迹，再制造出相应的轨迹机构，使得两条转向滑杆的交点始终落在该纯滚动转向轨迹上即可。本发明将这个能使两条转向滑杆的交点始终落在纯滚动转向轨迹上的机构，称为纯滚动转向轨迹的轨迹执行机构，也可以简称为轨迹执行机构。轨迹执行机构还可以因纯滚动转向轨迹的类型不同而有不同的称谓，如椭圆轨迹执行机构和直线轨迹执行机构，就是指纯滚动转向轨迹分别为椭圆和直线的两种轨迹执行机构。

在了解了本发明的工作原理以后，对于上述的纯滚动转向轨迹的描绘，便是众所周知的技术：除了建立坐标，按照两个转向轮的纯滚动转向关系式求得两条转向滑杆交点移动的轨迹方程，再描点或借助信息技术得到图像外，尚可用最原始的放实样或缩小的实样的方法，即先依据两个转向轮的纯滚动转向关系式，计算出若干组转向轮作纯滚动转向时，两条转向滑杆的对应角度，再用实样得到各组的交点，然后连成图像等。

经过实际计算，上述的纯滚动转向轨迹是人们熟知的二次曲线，曲线的图像，会因转向轮内侧轮面与转向滑杆之间的夹角大小的变化，而有多种不同的变化(前面已说过，本发明这里只讨论左右转向轮与转向滑杆之间所成两只夹角大小相等的情况，因此这里的“大小变化”是指两只夹角同时变大或变小，而两只夹角仍是相等的)。由于二次曲线的类型较多，本发明无法尽举，只选取了其中的椭圆和一条平行于X轴的直线(退缩圆锥曲线)。