转向梯形调整装置及具有该转向梯形调整装置的汽车

技术领域

本实用新型涉及车辆转向控制技术领域，特别是涉及转向梯形调整装置及具有该转向梯形调整装置的汽车。

背景技术

转向梯形是汽车转向传动机构中非常关键的传动机构。通过转向梯形，能够使汽车在转弯行驶时内侧车轮转角与外侧车轮转角保持一定程度的理想关系，以致所有车轮尽可能绕同一个瞬时转向中心，从而尽可能使得各个车轮在不同圆周上做纯滚动。也就是说，通过转向梯形，能够尽可能使得车轮实现纯滚动，从而，一方面能够使车辆顺畅转弯，另一方面也能够降低轮胎磨损。

转向梯形具有一个重要的性能参数阿克曼率。阿克曼率能够表达车轮实际转角与阿克曼理论转角之间的差异大小。阿克曼率的大小影响着车轮转动时接近纯滚动的程度，从而影响车辆转弯的操纵和轮胎磨损程度。

车辆行驶过程中以不同的工况(例如不同速度)转向时，车轮的实际转角会发生变化。然而，传统的转向梯形无法调节，则阿克曼理论转角无法调节，从而导致车辆行驶过程中以不同的工况转向时，不能满足比较理想的阿克曼率值，进而容易导致车辆转弯时不方便操纵和轮胎严重磨损。

实用新型内容

基于此，有必要针对车辆行驶过程中以不同的工况转向时，传统的转向梯形机构的转向梯形无法调节，容易导致车辆转弯时不方便操纵和轮胎严重磨损的技术问题，提供一种在车辆行驶过程中方便调节转向梯形的转向梯形调整装置及具有该转向梯形调整装置的汽车。

本申请实施例提供一种转向梯形调整装置，包括：

转向器；

第一横拉杆，与所述转向器的一端连接；

第一梯形臂，与所述第一横拉杆远离所述转向器的一端连接；

第二横拉杆，与所述转向器的另一端连接，且所述第二横拉杆与所述第一横拉杆位于所述转向器的不同侧；以及

第二梯形臂，与所述第二横拉杆远离所述转向器的一端连接；

其中，所述第一横拉杆和所述第二横拉杆中的至少一个为可调节式横拉杆，所述可调节式横拉杆包括：

内拉杆，一端用于与所述转向器连接；

轴套，套设于所述内拉杆的另一端并与所述内拉杆转动连接；

外拉杆，所述轴套套设于所述外拉杆的一端并与所述外拉杆螺旋传动；及

驱动装置，安装于所述内拉杆并且用于驱动所述轴套转动。

上述的转向梯形调整装置，第一横拉杆和第二横拉杆中的至少一个为可调节式横拉杆。可调节式横拉杆包括：内拉杆、轴套、外拉杆以及驱动装置。当驱动装置驱动轴套转动时，能够带动外拉杆做靠近或远离内拉杆的直线运动，从而可调节式横拉杆的总长度能够发生变化。也就是说，第一横拉杆和第二横拉杆中的至少一个的总长度为可调节的，从而转向梯形的阿克曼理论转角是可调节的。因此，在汽车行驶过程中以不同的工况转向时，可通过调节第一横拉杆的总长度和/或第二横拉杆的总长度来调节该转向梯形的阿克曼理论转角，从而调节阿克曼率的值，使得汽车在以不同的工况转向时均能够达到较为理想的阿克曼率值，进而使得汽车在以不同的工况转向时方便操纵并且能够改善轮胎磨损的状况。

在一实施例中，所述驱动装置包括电机，所述电机的输出轴的轴线与所述轴套的轴线平行，所述电机的输出轴用于带动所述轴套转动。

在一实施例中，所述的转向梯形调整装置还包括主动齿轮，与所述电机的输出轴连接；所述主动齿轮与所述轴套啮合传动；所述电机的输出轴转动时能够带动所述主动齿轮转动，所述主动齿轮转动时能够带动所述轴套转动。

在一实施例中，所述的转向梯形调整装置还包括：轴承，位于所述轴套与所述内拉杆之间，所述轴承的内圈安装于所述内拉杆，所述轴承的外圈安装于所述轴套。

在一实施例中，所述可调节式横拉杆还包括：控制模块，所述控制模块用于控制所述驱动装置的动作。

在一实施例中，所述控制模块为微处理器、控制器或单片机。

在一实施例中，所述第一横拉杆为所述可调节式横拉杆，所述第一横拉杆的所述外拉杆远离所述内拉杆的一端与所述第一梯形臂连接；和/或，

所述第二横拉杆为所述可调节式横拉杆，所述第二横拉杆的所述外拉杆远离所述内拉杆的一端与所述第二梯形臂连接。

在一实施例中，所述的转向梯形调整装置还包括：第一球头销和第二球头销，所述第一横拉杆与所述第一梯形臂通过所述第一球头销连接；所述第二横拉杆与所述第二梯形臂通过所述第二球头销连接。

在一实施例中，所述的转向梯形调整装置还包括：

第一转向节，所述第一梯形臂远离所述第一横拉杆的一端与所述第一转向节连接；和

第二转向节，所述第二梯形臂远离所述第二横拉杆的一端与所述第二转向节连接。

本申请另一实施例还提供一种汽车，包括上述任一项所述的转向梯形调整装置。

附图说明

图1为一实施例的汽车的结构示意图；

图2为图1中可调节式横拉杆的结构示意图。

附图标号说明：

10、汽车；

100、转向梯形调整装置；110、转向器；

121、内拉杆；122、轴套；123、外拉杆；124、驱动装置；1241、输出轴；125、轴承；

120a、第一横拉杆；121a、内拉杆；122a、轴套；123a、外拉杆；124a、驱动装置；

120b、第二横拉杆；121b、内拉杆；122b、轴套；123b、外拉杆；124b、驱动装置；

131、第一车轮；132、第二车轮。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

请参考图1，本申请实施例提供一种转向梯形调整装置100。转向梯形调整装置100包括：转向器110、第一横拉杆120a、第一梯形臂(未示出)、第二横拉杆120b以及第二梯形臂(未示出)。

具体地，在本实施例中，转向器110为齿轮齿条式转向器。当然，转向器110还可以是蜗杆曲柄销式转向器或循环球式转向器等。

第一横拉杆120a与转向器110的一端连接。第二横拉杆120b与转向器110的另一端连接。并且，第二横拉杆120b与第一横拉杆120a位于转向器110的不同侧(在图1中分别为左侧和右侧)。第一横拉杆120a远离转向器110的一端与第一梯形臂连接。第二横拉杆120b远离转向器110的一端与第二梯形臂连接。

在本实施例中，转向梯形调整装置100还包括：第一球头销(未示出)和第二球头销(未示出)。第一横拉杆120a与第一梯形臂通过第一球头销连接。

第二横拉杆120b与第二梯形臂通过第二球头销连接。

在本实施例中，转向梯形调整装置100还包括：第一转向节(未示出)和第二转向节(未示出)。第一梯形臂远离第一横拉杆120a的一端与第一转向节连接。第二梯形臂远离第二横拉杆120b的一端与第二转向节连接。

如图1所示，转向梯形调整装置100应用于汽车10上。汽车10包括第一车轮131和第二车轮132。在本实施例中，第一车轮131为左前轮，第二车轮132为右前轮。第一梯形臂通过第一转向节与第一车轮131的轮轴连接。第二梯形臂通过第二转向节与第二车轮132的轮轴连接。其中，第一车轮131的轮轴的轴线和第二车轮132的轮轴的轴线、第一横拉杆120a、第二横拉杆120b、第一梯形臂以及第二梯形臂共同构成转向梯形，通过该转向梯形则能够计算出阿克曼理论转角。

汽车10需要转向时，驾驶员转动方向盘，汽车的液压系统推动转向器110的齿轮转动，齿轮则带动与之啮合的齿条运动，从而能够使得第一横拉杆120a带动第一梯形臂运动，第二横拉杆120b带动第二梯形臂运动，进而实现第一车轮131和第二车轮132的转向。

第一横拉杆120a和第二横拉杆120b中的至少一个为可调节式横拉杆。如图2所示，可调节式横拉杆包括：内拉杆121、轴套122、外拉杆123以及驱动装置124。内拉杆121一端用于与转向器110连接。轴套122套设于内拉杆121的另一端并与内拉杆121转动连接。轴套122套设于外拉杆123的一端并与外拉杆123螺旋传动。驱动装置124安装于内拉杆121并且用于驱动轴套122转动。

具体地，如图2所示，在本实施例中，驱动装置124包括电机。可通过电机安装支架(未示出)将电机固定在内拉杆121上。在本实施例中，电机安装于内拉杆121径向上的一侧。轴套122套设于内拉杆121并且能够相对于内拉杆121转动。轴套122具有内螺纹(未示出)。外拉杆123具有外螺纹(未示出)。轴套122的内螺纹与外拉杆123的外螺纹配合，从而二者能够螺纹配合。当驱动装置124驱动轴套122转动时，则轴套122相对于内拉杆121转动。并且，由于轴套122与外拉杆123螺旋传动，因此，轴套122转动时能够带动外拉杆123做靠近或远离内拉杆121的直线运动，从而导致可调节式横拉杆的总长度发生变化。也就是说，可调节式横拉杆的总长度是可调节的。

在本实施例中，第一横拉杆120a为可调节式横拉杆，并具有上述的可调节式横拉杆的结构。第二横拉杆120b为可调节式横拉杆，并具有上述的可调节式横拉杆的结构。请参考图1，第一横拉杆120a包括内拉杆121a、轴套122a、外拉杆123a以及驱动装置124a。第一横拉杆120a的内拉杆121a远离外拉杆123a的一端与转向器110连接。第二横拉杆120b包括内拉杆121b、轴套122b、外拉杆123b以及驱动装置124b。第二横拉杆120b的内拉杆121b远离外拉杆123b的一端与转向器110连接。第一横拉杆120a与第二横拉杆120b的区别在于：第一横拉杆120a的外拉杆123a远离内拉杆121a的一端与第一梯形臂连接，第二横拉杆120b的外拉杆123b远离内拉杆121b的一端与第二梯形臂连接。

由于可调节式横拉杆的总长度是可调节的，则在本实施例中，第一横拉杆120a的总长度是可调节的，第二横拉杆120b的总长度是可调节的。如前所述，第一车轮131的轮轴的轴线和第二车轮132的轮轴的轴线、第一横拉杆120a、第二横拉杆120b、第一梯形臂以及第二梯形臂共同构成转向梯形，通过该转向梯形则能够计算出阿克曼理论转角。由于第一横拉杆120a的总长度是可调节的，第二横拉杆120b的总长度是可调节的，从而能够调节该转向梯形的阿克曼理论转角。因此，在汽车10行驶过程中以不同的工况转向时，可通过调节第一横拉杆120a的总长度和第二横拉杆120b的总长度来调节该转向梯形的阿克曼理论转角，从而调节阿克曼率的值，使得汽车10在以不同的工况转向时均能够达到较为理想的阿克曼率值，进而使得汽车10在以不同的工况转向时均能够方便操纵并且能够改善轮胎磨损的状况。

可以理解的是，在其他实施例中，第一横拉杆120a和第二横拉杆120b中也可以仅有一个为可调节式横拉杆，则同样能够调节该转向梯形的阿克曼理论转角。

上述的转向梯形调整装置100，第一横拉杆120a和第二横拉杆120b中的至少一个为可调节式横拉杆。可调节式横拉杆包括：内拉杆121、轴套122、外拉杆123以及驱动装置124。当驱动装置124驱动轴套122转动时，能够带动外拉杆123做靠近或远离内拉杆121的直线运动，从而可调节式横拉杆的总长度能够发生变化。也就是说，第一横拉杆120a和第二横拉杆120b中的至少一个的总长度为可调节的，从而转向梯形的阿克曼理论转角是可调节的。因此，在汽车10行驶过程中以不同的工况转向时，可通过调节第一横拉杆120a的总长度和/或第二横拉杆120b的总长度来调节该转向梯形的阿克曼理论转角，从而调节阿克曼率的值，使得汽车10在以不同的工况转向时均能够达到较为理想的阿克曼率值，进而使得汽车10在以不同的工况转向时均能够方便操纵并且能够改善轮胎磨损的状况。

在一实施例中，驱动装置124还包括主动齿轮(未示出)。电机的输出轴1241与主动齿轮连接并用于带动主动齿轮转动。主动齿轮转动时能够带动轴套122转动。

具体地，主动齿轮与电机的输出轴1241同轴连接，从而电机的输出轴1241转动时能够带动主动齿轮转动。主动齿轮可安装于电机的输出轴1241，也可以与电机的输出轴1241一体成型。

在本实施例中，轴套122的外周面为齿轮面，即轴套122的外周面具有多个沿周向依次排布的齿，从而轴套122的外周面能够与主动齿轮啮合，进而输出轴1241带动主动齿轮转动时，主动齿轮能够带动轴套122转动。

在其他实施例中，驱动装置还可以包括从动齿轮。从动齿轮套设并安装于轴套122。通过将主动齿轮与从动齿轮啮合，则主动齿轮能够带动从动齿轮转动，从动齿轮能够带动轴套122转动，进而也能够带动外拉杆123运动。

请参考图2，在一实施例中，转向梯形调整装置100还包括轴承125。轴承125位于轴套122与内拉杆121之间。轴承125的内圈安装于内拉杆121，轴承125的外圈安装于轴套122。

具体地，轴承125包括内圈、保持架、安装于保持架的滚珠以及外圈。保持架和滚珠位于内圈与外圈之间。在本实施例中，轴承125的内圈套设并安装于内拉杆121，轴承125的外圈安装于轴套122内，从而使得轴套122能够通过轴承125相对于内拉杆121转动。

在一实施例中，可调节式横拉杆还包括：控制模块(未示出)。控制模块用于控制驱动装置124的动作。

具体地，在本实施例中，控制模块可以是微处理器、控制器或单片机。在汽车10行驶的过程中，可通过控制模块控制驱动装置124的动作，从而使得驱动装置124驱动轴套122转动。

汽车10具有主控模块，其主控模块的具体结构为现有技术，在此不再赘述。可通过汽车10的主控模块向控制模块发送控制信号，从而控制驱动装置124动作。

在汽车10完成转向需要直行时，可通过控制模块控制驱动装置124动作，驱动装置124带动轴套122转动，轴套122带动外拉杆123运动，从而使得可调节式横拉杆保持合适的长度，进而第一横拉杆120a和第二横拉杆120b能够保持合适的长度，以保证汽车10能够正常直行。

在一实施例中，外拉杆123套设于内拉杆121并与内拉杆121适配。

具体地，可在内拉杆121靠近外拉杆123的一端开设一导向孔(未示出)，并将外拉杆123靠近内拉杆121的一端插入该导向孔。并且，外拉杆123靠近内拉杆121的一端与该导向孔适配，从而外拉杆123相对于内拉杆121运动时，能够沿该导向孔做直线运动，进而该导向孔能够限定外拉杆123沿径向的位置，以致外拉杆123不易沿径向倾斜，有利于保证外拉杆123的运动过程稳定且角度稳定。

在其他实施例中，也可以在外拉杆123靠近内拉杆121的一端开设导向孔，并将内拉杆121靠近外拉杆123的一端插入该导向孔并与该导向孔适配，则同样能够起到对外拉杆123导向和限位的作用。

当然，在本实施例中，外拉杆123与内拉杆121也可以是断开的，不直接连接的。如图2所示，外拉杆123与内拉杆121之间具有间隙，二者不直接接触，这样的话，外拉杆123做靠近或远离内拉杆121的运动时，不易被内拉杆121阻碍，也不会与内拉杆121之间产生摩擦力，运动阻力小。

请参考图1，本申请另一实施例还提供一种汽车10。汽车10包括上述任一项的转向梯形调整装置100。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。