[发明专利]一种主动式电动助力循环球式转向系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种循环球式转向系统，特别涉及一种应用于中、轻型客车和载重汽车的主动式电动助力循环球式转向系统。

背景技术

具有固定传动比的助力转向系统的汽车，虽然能提高转向的轻便性，但仍存在以下问题：在低速行驶以及泊车时，驾驶员需要较大幅度地转动转向盘才能使汽车按照预想的方向行驶，操作较为繁琐，驾驶员容易疲劳；在高速行驶时，转向盘小角度的输入也会使汽车产生较大的横摆角速度，因此需要驾驶员缓慢、小角度地转动转向盘才能使汽车平稳地转向、变道，此时驾驶员处于一种较为紧张的状态，也容易产生疲劳。

为了解决固定传动比转向系统在高低速下的矛盾，不少厂家都已研制出不同形式的主动式助力转向系统，这些转向系统能根据车速来实时改变转向系传动比，在低速时采用较小的传动比，以减少转动转向盘的圈数；在高速时采用较大的传动比，增加驾驶员转动转向盘的角度，使驾驶感变得稳重。同时，主动式助力转向系统还能够在危险工况下进行主动转向干预，保持汽车的操纵稳定性。然而，现今量产的主动式助力转向系统都只使用在轿车上，在客车以及载重汽车上的应用还近乎空白，原因主要为：

第一，客车以及载重汽车的转向系统承受的负荷较大，若采用现有轿车上的主动式助力转向系统的结构形式，则会使体积、质量增加较多。

第二，客车以及载重汽车对安全性的要求较高，现有轿车上的主动式助力转向系统的结构形式在重负荷下存在一定安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提出一种主动式电动助力循环球式转向系统。所要解决的技术问题在于：提高主动式电动助力转向系统的安全性，缩减其尺寸，减轻其质量，使其能够应用于客车和载重汽车，实现助力转向、随车速实时改变转向系传动比以及在危险工况下进行主动转向干预的功能。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案，结合附图说明如下：

一种主动式电动助力循环球式转向系统，包括转向柱管总成、螺杆移动装置、循环球式转向器、电动助力装置和自动控制模块，所述转向柱管总成包括转向盘1、转向柱管24、转角传感器2和转矩传感器3，转向柱管24上端与转向盘1固定连接，转角传感器2与转矩传感器3分别集成于转向柱管24内，转向柱管24下端与循环球式转向器6的螺杆29通过滑动花键连接，螺杆移动装置5套装在螺杆29的上部，螺杆29下部与电动助力装置通过滑动花键连接，循环球式转向器6的齿扇35通过转动转向摇臂7，推动转向直拉杆9并转动转向节臂12，使转向梯形10运动，最终转动两个前轮11。

所述螺杆移动装置5包括移动螺柱25、螺母齿轮26、主动齿轮40和螺杆移动控制电机4，移动螺柱25为套筒状，其外表面与螺母齿轮26内孔采用梯形螺纹配合，形成传动螺纹副；移动螺柱25内表面设有凸缘，通过两个角接触球轴承39夹紧固定在螺杆29上，并通过这两个轴承对螺杆29进行轴向定位；所述螺母齿轮26两端面通过一对推力球轴承27支承于上盖41和中间盖28之间，螺母轮齿26与主动齿轮40相啮合；主动齿轮40压装在螺杆移动控制电机4的输出轴上，螺杆移动控制电机4安装在上盖41上；上盖41与中间盖28之间、中间盖28与壳体36之间固定连接。

所述循环球式转向器6的螺杆29采用长螺杆，其两端为外花键，上端的外花键与转向柱管24下端的内花键滑动配合，螺杆具有绕其轴线转动和沿其轴线移动这两个自由度，螺杆29的两端为光轴，其上各套有铜制螺杆轴套37，螺杆轴套37定位于深沟球轴承38的内圈，深沟球轴承38的外圈固定于壳体36内；中间位螺纹段，螺杆29与转向螺母31的螺旋形球道内装有多个钢球30，形成螺旋传动副；转向螺母31外部一侧加工有与齿扇35相啮合的齿条，齿扇35的轴端与转向摇臂7相连，从而对外输出力矩。

所述电动助力装置包括蜗轮8、蜗杆34、助力电机13、下盖33，蜗轮8中心孔为内花键，与螺杆29下端的外花键滑动配合，蜗轮8的两端面分别通过一对圆锥滚子轴承32支承于壳体36与下盖33之间，蜗轮8的轮齿与位于一端的蜗杆34相啮合，形成蜗轮蜗杆传动副，蜗杆34压装于助力电机13的输出轴上，助力电机13通过螺栓固定于壳体36上，壳体36与下盖33通过螺栓连接。