[发明专利]基于超磁致伸缩的转向机构间隙调节装置及其方法

说明书

本发明公开了一种基于超磁致伸缩的转向机构间隙调节装置及其方法，装置包括转向器壳体、齿轮齿条组件以及支撑轭，转向器壳体设有与齿条对应的间隙调节腔，支撑轭活动安装于间隙调节腔并抵靠齿条背面，转向机构间隙调节装置还包括磁致伸缩激励器总成以及弹性预载组件，磁致伸缩激励器总成包括激励线圈、磁致伸缩棒，间隙调节腔的下口部安装有调节螺塞，弹性预载组件对磁致伸缩棒施加预载力。本发明根据路面和车体振动情况，改变激励线圈内通入的电流，从而改变磁场强度，利用超磁致伸缩材料在不同强度磁场下伸长长度不同的特性，实现了弹性体预载力与齿轮齿条间隙的实时调整。

技术领域

本发明属于汽车零部件技术领域，尤其涉及转向机构。

背景技术

转向器是转向系统中的减速传动装置，一般有1-2级减速传动副；根据传动副的结构形式不同，转向器可以分为很多种类，目前在汽车上广泛采用的有齿轮齿条式、循环球—齿条齿扇式以及循环球—曲柄指销式等几种。其中，齿轮齿条式转向器是最常见的转向器类型；齿轮齿条式转向器中作为传动副主动件的转向齿轮安装在壳体中，与水平布置的转向齿条啮合。弹簧通过压块将齿条压靠在转向齿轮上，以保证无间隙啮合。工作时，转向齿条的中部与转向拉杆托架联接，转向左、右横拉杆与转向节臂相连。当转动转向盘时时，转向齿轮转运，使与之啮合的转向齿条沿轴向移动，从而使左右横拉杆带动大左右转向节转运，使转向轮偏转，实现汽车转向。

目前齿轮齿条转向器所采用的消隙装置主要用于消除齿轮和齿条磨损后产生的间隙，其基本原理是通过弹簧预载力压紧齿条，从而保证齿轮和齿条的间隙恒定。弹簧压紧装置有效解决了齿轮齿条磨损后间隙增大的问题；但是，车辆在实际行驶时路面情况复杂，而当前消隙机构所产生的弹簧预载力又无法在车辆行驶过程中实时调节，偏大的预载力会加速转向系统的磨损，并导致转向沉重；偏小的预载力又会导致车辆在粗糙路面上行驶时的异响问题。随着车辆噪声控制要求的提升，当前的转向机构间隙调节装置已经无法满足需要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种基于超磁致伸缩的转向机构间隙调节装置，有效补偿由于齿轮和齿条正常工作磨损而造成的间隙的同时，可以在车辆行驶过程中实时调节预载力。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：基于超磁致伸缩的转向机构间隙调节装置，包括转向器壳体、齿轮齿条组件以及支撑轭，所述齿轮齿条组件包括齿轮以及与齿轮啮合的齿条，所述转向器壳体设有与齿条对应的间隙调节腔，所述支撑轭活动安装于间隙调节腔并抵靠齿条背面，所述转向机构间隙调节装置还包括磁致伸缩激励器总成以及弹性预载组件，所述磁致伸缩激励器总成包括激励器壳体、位于激励器壳体内的激励线圈、内套于激励线圈中的磁致伸缩棒，所述磁致伸缩棒的上端与支撑轭抵接，下端与激励器壳体底部抵接，所述间隙调节腔的下口部安装有调节螺塞，所述弹性预载组件的上端与激励器壳体抵接，下端与调节螺塞抵接，所述弹性预载组件经激励器壳体对磁致伸缩棒施加预载力。

优选的，所述支撑轭设有与齿条背面弧形部对应的弧形槽，所述弧形槽表面设有减磨缓震层。

优选的，所述支撑轭的下部设有支撑槽，所述磁致伸缩棒上端伸入支撑槽并与支撑槽顶壁相抵。

优选的，所述支撑轭的外圆柱面上安装有至少一个与间隙调节腔内壁配合的密封圈。

优选的，所述弹性预载组件为碟簧组件。

优选的，所述碟簧组件包括两组碟簧，每组碟簧由两片叠合并联的碟簧组成，两组碟簧以对合串联的方式相连。

优选的，所述磁致伸缩激励器总成还包括封闭激励器壳体开口的激励器顶盖以及活动嵌套于磁致伸缩棒外的线圈骨架，所述激励线圈绕制在线圈骨架，且装配在激励器壳体内部并由激励器顶盖压紧。

优选的，所述激励器壳体的底部设有凸柱，所述调节螺塞设有滑动孔，所述碟簧组件的内孔嵌套于凸柱，所述凸柱滑动伸入滑动孔。

优选的，所述激励器壳体的外圆柱面上安装有至少一个密封圈。