一種汽車電子轉(zhuǎn)向助力裝置的發(fā)明

□ 于洪兵

一、技術(shù)背景

汽車轉(zhuǎn)向系通常由轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，可分為機(jī)械轉(zhuǎn)向系和動(dòng)力轉(zhuǎn)向系。機(jī)械轉(zhuǎn)向系的操縱能量由人體產(chǎn)生，動(dòng)力轉(zhuǎn)向系則兼用人體和發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力作為轉(zhuǎn)向能源。為了操縱輕便、轉(zhuǎn)向靈敏和提高行車安全，目前高級(jí)乘用車、豪華客車和重型貨車廣泛采用了動(dòng)力轉(zhuǎn)向系。動(dòng)力轉(zhuǎn)向系一般是在機(jī)械轉(zhuǎn)向系的基礎(chǔ)上加裝轉(zhuǎn)向助力裝置，常用的助力裝置是液壓式，主要由轉(zhuǎn)向泵、動(dòng)力油缸、控制閥、轉(zhuǎn)向油罐和油管等組成。

液壓轉(zhuǎn)向助力裝置依靠發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)液壓泵提供動(dòng)力。由于液壓油在管路中經(jīng)轉(zhuǎn)向閥不斷地循環(huán)，油壓產(chǎn)品以油作為動(dòng)力傳遞介質(zhì)，在運(yùn)作過(guò)程中會(huì)有漏油現(xiàn)象發(fā)生而污染產(chǎn)品及環(huán)境，也會(huì)逐漸影響其動(dòng)力的傳遞品質(zhì)。為解決此問(wèn)題，現(xiàn)發(fā)明一種汽車電子轉(zhuǎn)向助力裝置，因該發(fā)明不包含液壓部分，可免除漏油的污染，達(dá)到環(huán)保的目的。

圖1 工作原理圖

二、發(fā)明內(nèi)容

該裝置包括轉(zhuǎn)向連接機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向齒輪機(jī)構(gòu)、電機(jī)、控制器、扭力檢測(cè)傳感器和減速器，轉(zhuǎn)向連接機(jī)構(gòu)與汽車方向盤連接，轉(zhuǎn)向連接機(jī)構(gòu)包括輸入軸與輸出軸，輸入軸與輸出軸由扭桿連接，輸出軸通過(guò)轉(zhuǎn)向接頭與轉(zhuǎn)向齒輪機(jī)構(gòu)連接，電機(jī)安裝在輸入軸與輸出軸之間，并通過(guò)螺桿與扭桿連動(dòng)，其是由電池供電以產(chǎn)生扭矩;控制器分別與電機(jī)和扭力檢測(cè)器連接，控制器可控制電機(jī)的電流大小及轉(zhuǎn)向，扭力檢測(cè)傳感器可將轉(zhuǎn)向連接機(jī)構(gòu)輸出力的大小轉(zhuǎn)換成信號(hào)送至控制器，可將扭力傳到輸出軸的減速器安裝在轉(zhuǎn)向連接機(jī)構(gòu)上，并與電機(jī)所聯(lián)動(dòng)。本發(fā)明可以包括車速檢測(cè)器，車速檢測(cè)器與控制器相連接，可以為電機(jī)依據(jù)不同車速產(chǎn)生適當(dāng)?shù)妮o助動(dòng)力。本發(fā)明不含液壓部分，可免除漏油的污染，達(dá)到環(huán)保的目的。

圖2 結(jié)構(gòu)示意圖

三、技術(shù)實(shí)施方案

如圖1、2所示，本發(fā)明是一種電子轉(zhuǎn)向助力裝置，包括轉(zhuǎn)向連接機(jī)構(gòu)10、轉(zhuǎn)向齒輪機(jī)構(gòu)11、電機(jī)40、控制器21、扭力檢測(cè)傳感器44和減速器46，轉(zhuǎn)向連接機(jī)構(gòu)10直接受汽車方向盤15所帶動(dòng)，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)10包括輸入軸30與輸出軸31，輸入軸30與輸出軸31由扭桿32連接，輸出軸31通過(guò)轉(zhuǎn)向接頭33與轉(zhuǎn)向齒輪機(jī)構(gòu)11連動(dòng)、聯(lián)動(dòng)，其是由電池供電以產(chǎn)生扭矩;控制器21分別與電機(jī)40和扭力檢測(cè)傳感器44連接，控制器21可控制電機(jī)40的電流大小及轉(zhuǎn)向，該控制器21包含“停止與運(yùn)行”與“空轉(zhuǎn)與運(yùn)行”兩種模式;扭力檢測(cè)傳感器44可將轉(zhuǎn)向連接機(jī)構(gòu)10出力的大小轉(zhuǎn)換成信號(hào)送至控制其21，本發(fā)明還可包含車速檢測(cè)器45，車速檢測(cè)器45與控制器21連接，將檢測(cè)到的車速傳給控制器21，車速檢測(cè)器45提供電機(jī)40依不同車速產(chǎn)生一種適當(dāng)?shù)妮o助動(dòng)力;可將扭力傳到輸出軸31的減速器46安裝在轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)10上，并與電機(jī)40所連動(dòng)，其可降低轉(zhuǎn)速并將提高的扭力傳到外接的輸出軸31。

四、預(yù)期效果

由于該裝置不涉及液壓部分，因此在其運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中不會(huì)有漏油現(xiàn)象發(fā)生而污染產(chǎn)品及環(huán)境，也不會(huì)因泄露或污染而影響轉(zhuǎn)向動(dòng)力傳遞，是一種新型、有效的汽車轉(zhuǎn)向裝置，經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證后，如符要求可大力推廣使用。

［1］朱品昌．基于整車的自卸車舉升機(jī)構(gòu)優(yōu)化沒(méi)計(jì)平臺(tái)開發(fā)［D］．武漢理工大學(xué)，2008

［2］朱品昌，馬力，顏伏伍等．基于自卸車整車模型中的舉升機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)仿真分析［J］．專用汽車，2006

［3］Durstewitz，M．，Kiefner，B．，Virtual collaboration environment for aircraft design［A］．Information Visualisation of Sixth International Conference［C］，2002

［4］袁名松，遲毅林，張淼．虛擬設(shè)計(jì)發(fā)展現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展方向［J］．昆明理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2002

［5］席俊杰．虛擬樣機(jī)技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用［J］．制造業(yè)自動(dòng)化，2006

［6］姜士湖，閆相楨．虛擬樣機(jī)技術(shù)及其在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用前景［J］．機(jī)械，2003

［7］魏鐵華，花廣如．虛擬制造［J］．水利電力機(jī)械，2000

［8］Li，Q．，Zhang，W．J．Design for control-a concurrent engineering approach for mechatronic systems design［J］．IEEE/ASME Transactions，2001，6(2):161～169

［9］C．Gertosio，et al．，Modeling and simulation of the control framework on a flexible manufacturing system［J］．Production E-conomics，2000

［10］Manseur R．Virtual reality in science and engineering education［A］．Conference of IEEE［C］，2008

［11］Durstewitz，M．，Kiefner，B．Virtual collaboration environment for aircraft design［A］．Information Visualisation of Sixth International Conference［C］，2002