專利名稱：一種輔助回正及極限阻尼式轉(zhuǎn)向器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，具體涉及一種汽車輔助回正及極限阻尼消聲機(jī)構(gòu)齒條
轉(zhuǎn)向器。
背景技術(shù)：
目前，每年市場(chǎng)上都有新車型不斷推出，對(duì)于同一個(gè)汽車設(shè)計(jì)制造廠來(lái)說(shuō)，一些同級(jí)別車型的底盤基本上都是通用，只有其他系統(tǒng)或底盤的某些參數(shù)上作適量調(diào)整，其間很多新車在研發(fā)中均會(huì)遇到由于整車的配置、軸荷、軸距或發(fā)動(dòng)機(jī)等的變動(dòng)而造成整車其中的某項(xiàng)性能或多或少的改變。 試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示轉(zhuǎn)向輪定位參數(shù)、軸荷、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)配置都會(huì)較大的影響整車的回正性，因?yàn)槭艿皆O(shè)計(jì)、驗(yàn)證、改動(dòng)成本等外部條件的限制，在整車做小改動(dòng)的情況下，回正性能會(huì)在一定的范圍內(nèi)損失。如果分為助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)兩種配置，在整車設(shè)計(jì)中就必須兼顧兩種配置來(lái)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向器的參數(shù)，通用性差。 在齒輪齒條液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，由于其回正時(shí)轉(zhuǎn)向液的流動(dòng)，使系統(tǒng)的阻尼加大，摩擦加劇也存在轉(zhuǎn)向回正性能較無(wú)助力系統(tǒng)差的特性。 在電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，通過(guò)電機(jī)控制策略，可以使回正性能得到一定的補(bǔ)償。但
是由于轉(zhuǎn)向器可靠性能的高要求，使得內(nèi)部機(jī)構(gòu)間運(yùn)動(dòng)副的摩擦力控制要求提高。 同時(shí)由于各個(gè)車型方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)的總?cè)?shù)都不一樣，所以在操作過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)齒
條在極限位置時(shí)的金屬?zèng)_擊，產(chǎn)生噪音，影響整車的舒適性。特別對(duì)于機(jī)械轉(zhuǎn)向器而言，嚴(yán)
重時(shí)會(huì)影響轉(zhuǎn)向器的使用壽命。 圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)的齒輪齒條轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)，包括齒條11、限位塊12、齒條襯套13、轉(zhuǎn)向器殼體14、內(nèi)球頭總成15，齒條防塵罩16。這種轉(zhuǎn)向器就是通過(guò)齒條和小齒輪來(lái)傳遞扭矩，正向傳遞是駕駛者將屬于給轉(zhuǎn)向盤的扭矩通過(guò)傳動(dòng)從小齒輪輸入，經(jīng)過(guò)齒輪齒條的嚙合，轉(zhuǎn)化為齒條的軸向移動(dòng)輸出，起到傳遞扭矩的功能；其在反向傳動(dòng)時(shí)，即整車回正時(shí)，則通過(guò)齒條輸入帶動(dòng)小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)；這種轉(zhuǎn)向器對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的阻尼影響是通過(guò)各運(yùn)動(dòng)副的摩擦力來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如齒條和齒條支撐座間的滑動(dòng)摩擦力、小齒輪和齒條間的嚙合阻力、齒條和齒條襯套的滑動(dòng)摩擦力等。這些結(jié)構(gòu)一旦確定就不易改變，且間隙調(diào)節(jié)范圍非常有限，另外一致性難以控制。所以，可以說(shuō)現(xiàn)有技術(shù)齒輪齒條轉(zhuǎn)向器基本不具備進(jìn)行轉(zhuǎn)向輔助回正的功能，同時(shí)極限位置的金屬撞擊聲，同樣不可避免。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種輔助回正及極限阻尼式轉(zhuǎn)向器，該轉(zhuǎn)向器
具備增加整車轉(zhuǎn)向回正時(shí)的回正力、對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)阻尼進(jìn)行適時(shí)調(diào)節(jié)的功能。 本發(fā)明公開(kāi)了一種輔助回正及極限阻尼式轉(zhuǎn)向器，包括齒條、限位塊、齒條襯套、
轉(zhuǎn)向器殼體、內(nèi)球頭總成以及齒條防塵罩，齒條裝于殼體中，部分齒條伸出殼體，限位塊與
殼體前端內(nèi)螺紋孔螺紋連接配合，齒條襯套與限位塊相鄰且與殼體內(nèi)孔過(guò)盈配合，齒條襯套同齒條氣密性配合，內(nèi)球頭總成前端與齒條內(nèi)孔螺紋連接，其特征在于，還包括彈簧座和螺旋彈簧，彈簧座過(guò)盈壓裝入殼體內(nèi)，彈簧座與齒條間隙配合，螺旋彈簧位于內(nèi)球頭總成的內(nèi)球頭座與彈簧座之間。內(nèi)球頭座和螺旋彈簧座之間形成一個(gè)密封腔體，通過(guò)齒條上的通孔進(jìn)行左右腔體內(nèi)的氣體交換。 進(jìn)一步，所述彈簧座具有彈簧安裝槽和齒條行程限位面，齒條行程限位面對(duì)內(nèi)球頭座進(jìn)行限位，控制齒條的運(yùn)動(dòng)行程。齒條行程限位面上具有細(xì)小的波紋，以減少齒條行程限位面與內(nèi)球頭座的接觸面積。所述彈簧座為塑料材質(zhì)。 采用上述結(jié)構(gòu)，一方面可以增加整車轉(zhuǎn)向回正時(shí)的回正力，彌補(bǔ)由于齒條軸向力增加造成的轉(zhuǎn)向器總成齒條移動(dòng)力；另一方面改善了轉(zhuǎn)向極限位置的手感，在轉(zhuǎn)向極限位置進(jìn)行緩沖，可以消除極限位置的發(fā)出的金屬碰撞聲。


圖1 :現(xiàn)有的齒輪齒條轉(zhuǎn)向器右側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2 :本發(fā)明轉(zhuǎn)向器右側(cè)橫拉桿處的結(jié)構(gòu)示意3:本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖；圖4:彈簧座結(jié)構(gòu)視圖。圖中l(wèi)、ll-齒條；2、 12-限位塊;3、13-齒條襯套；4、14-轉(zhuǎn)向器殼體；5、 15-內(nèi)球頭總成；6、16-齒條防塵罩；7_彈簧座;8_螺旋彈簧；9_通孔；10-密封腔體；17-彈簧安裝槽；18-齒條行程限位面。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體描述。 轉(zhuǎn)向器在左右兩側(cè)的橫拉桿處結(jié)構(gòu)對(duì)稱，圖2示出了轉(zhuǎn)向器右側(cè)橫拉桿處的結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)向器具體包括齒條1、限位塊2、齒條襯套3、轉(zhuǎn)向器殼體4、內(nèi)球頭總成5、齒條防塵罩6、彈簧座7以及螺旋彈簧8。齒條1裝于殼體4中，部分齒條伸出殼體，限位塊2與殼體4前端內(nèi)螺紋孔螺紋連接配合，齒條襯套3與限位塊2相鄰且與殼體4內(nèi)孔過(guò)盈配合，齒條襯套4同齒條1氣密性配合，內(nèi)球頭總成5前端與齒條1內(nèi)孔螺紋連接。彈簧座7過(guò)盈壓裝入殼體4內(nèi)，彈簧座7與齒條1間隙配合，螺旋彈簧8位于內(nèi)球頭總成5的內(nèi)球頭座與彈簧座7之間。轉(zhuǎn)向器左右兩個(gè)內(nèi)球頭座和左右兩個(gè)螺旋彈簧座7分別套裝有左、右螺旋彈簧8，這樣左右形成兩個(gè)密封腔體IO，通過(guò)齒條上的通孔9進(jìn)行左右腔體內(nèi)的氣體交換。
在轉(zhuǎn)向盤沒(méi)有轉(zhuǎn)角輸入時(shí)，齒條處于中間平衡位置，參見(jiàn)圖3，此時(shí)活塞所受左右 彈簧力相等，實(shí)現(xiàn)平衡；當(dāng)有方向盤轉(zhuǎn)角輸入時(shí)，轉(zhuǎn)向器小齒輪通過(guò)齒輪齒條的嚙合，使齒 條產(chǎn)生相應(yīng)的軸向移動(dòng)，這樣同齒條連接的活塞一旦偏離平衡位置，左右的彈簧將產(chǎn)生不 等的作用力，假設(shè)活塞移動(dòng)X，則活塞受到的彈簧力為(沿齒條軸向)
F = Fl-Fr = k* ( A X+x) _k* ( A X+x) = 2kx 其中Fl表示左彈簧力，F(xiàn)r表示右彈簧力，k表示彈性系數(shù)。即一旦活塞偏離平衡 位置xmm，彈簧將產(chǎn)生2kx的回正力，回正力在轉(zhuǎn)向完成后會(huì)促使齒條回到中間平衡位置， 利用此特性可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向器輔助回正功能。同時(shí)，在整車轉(zhuǎn)向輪受到路面的突然沖擊或者側(cè) 向力作用時(shí)，齒條會(huì)產(chǎn)生左右的小移動(dòng)，本發(fā)明由于上述增加的左右彈簧的作用，對(duì)于出現(xiàn) 的齒條小位移可以起到很好的抑制作用。 本發(fā)明中，對(duì)彈簧座結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，具體如圖4所示。 彈簧座具有彈簧安裝槽17和齒條行程限位面18，一方面齒條行程限位面18對(duì)內(nèi) 球頭座5進(jìn)行限位，從而控制齒條11的運(yùn)動(dòng)行程，滿足整車轉(zhuǎn)向要求；另一方面，齒條行程 限位面18上具有細(xì)小的波紋，能夠在結(jié)構(gòu)上減少了與內(nèi)球頭座5的接觸面積，同時(shí)有彈簧 對(duì)系統(tǒng)的阻尼作用；進(jìn)一步用塑料材質(zhì)替代金屬材質(zhì)，可以有效避免齒條在極限位置沖擊 產(chǎn)生的金屬噪音，提高了駕駛的舒適性。 螺旋彈簧的設(shè)計(jì)，是本發(fā)明的關(guān)鍵件，其可控制回正力矩大小，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向時(shí)儲(chǔ)存能 量，回正時(shí)釋放能量。
權(quán)利要求
一種輔助回正及極限阻尼式轉(zhuǎn)向器，包括齒條(1)、限位塊(2)、齒條襯套(3)、轉(zhuǎn)向器殼體(4)、內(nèi)球頭總成(5)以及齒條防塵罩(6)，齒條(1)裝于殼體(4)中，部分齒條伸出殼體，限位塊(2)與殼體(4)前端內(nèi)螺紋孔螺紋連接配合，齒條襯套(3)與限位塊(2)相鄰且與殼體(4)內(nèi)孔過(guò)盈配合，齒條襯套(4)同齒條(1)氣密性配合，內(nèi)球頭總成(5)前端與齒條(1)內(nèi)孔螺紋連接，其特征在于，還包括彈簧座(7)和螺旋彈簧(8)，彈簧座(7)過(guò)盈壓裝入殼體(4)內(nèi)，彈簧座(7)與齒條(1)間隙配合，螺旋彈簧(8)位于內(nèi)球頭總成(5)的內(nèi)球頭座與彈簧座(7)之間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的輔助回正及極限阻尼式轉(zhuǎn)向器，其特征在于內(nèi)球頭座和螺 旋彈簧座(7)之間形成一個(gè)密封腔體(IO)，通過(guò)齒條上的通孔(9)進(jìn)行左右腔體內(nèi)的氣體 交換。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的輔助回正及極限阻尼式轉(zhuǎn)向器，其特征在于所述彈簧 座(7)具有彈簧安裝槽(17)和齒條行程限位面(18)，齒條行程限位面(18)對(duì)內(nèi)球頭座進(jìn) 行限位，控制齒條(11)的運(yùn)動(dòng)行程。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的輔助回正及極限阻尼式轉(zhuǎn)向器，其特征在于齒條 行程限位面(18)上具有細(xì)小的波紋，以減少齒條行程限位面與內(nèi)球頭座的接觸面積。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l-4任一項(xiàng)所述的輔助回正及極限阻尼式轉(zhuǎn)向器，其特征在于所述 彈簧座(7)為塑料材質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種輔助回正及極限阻尼式轉(zhuǎn)向器，包括齒條、限位塊、齒條襯套、轉(zhuǎn)向器殼體、內(nèi)球頭總成以及齒條防塵罩，齒條裝于殼體中，部分齒條伸出殼體，限位塊與殼體前端內(nèi)螺紋孔螺紋連接配合，齒條襯套與限位塊相鄰且與殼體內(nèi)孔過(guò)盈配合，齒條襯套同齒條氣密性配合，內(nèi)球頭總成前端與齒條內(nèi)孔螺紋連接，還包括彈簧座和螺旋彈簧，彈簧座過(guò)盈壓裝入殼體內(nèi)，彈簧座與齒條間隙配合，螺旋彈簧位于內(nèi)球頭總成的內(nèi)球頭座與彈簧座之間。本發(fā)明的轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)一方面可以增加整車轉(zhuǎn)向回正時(shí)的回正力，避免了齒條軸向力增加造成的轉(zhuǎn)向回正不完全，回正響應(yīng)遲滯的缺陷；另一方面改善了轉(zhuǎn)向極限位置的手感，在轉(zhuǎn)向極限位置進(jìn)行緩沖，可以消除極限位置發(fā)出的金屬碰撞聲。
文檔編號(hào)B62D3/00GK101698416SQ20091020744
公開(kāi)日2010年4月28日 申請(qǐng)日期2009年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月3日
發(fā)明者岳伯陶, 路小明, 高家兵 申請(qǐng)人:奇瑞汽車股份有限公司