專利名稱：汽車轉向自動伸縮減振橫拉桿裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及汽車和輪式拖拉機的前輪轉向機構，尤其指一種車輛轉向梯形傳動機構的橫拉桿裝置。
背景技術：
現有汽車和輪式拖拉機的前輪轉向機構主要采用轉向梯形傳動機構，為保證車輛轉向時無側滑，減少阻力和磨損，理論上要求前輪和后輪都繞一個點為中心并按圓弧切線方向運動，其函數公式表現為ctgα-ctgβ＝M/Lα是外轉向輪偏轉角，β是內轉向輪偏轉角，M是前輪輪距，L是前后輪軸距為減少側滑現象，眾多車輛研發人員相繼設計了多種防側滑裝置，以期消除轉向時側滑的產生，其設計原理表現為通過該裝置，使左前輪轉向時的每一偏轉角，對應地產生某一橫拉桿長度值，即左前輪偏轉角的變化，橫拉桿長度也隨之變化，而且存在有一一對應關系，從而控制右前輪的偏轉角也隨左前輪按阿克曼公式變化，使兩前輪的偏轉角滿足無側滑要求。典型的如2003年1月8日公開的公告號為CN2529808Y，名稱為“自校正轉向傳動裝置”實用新型專利，它通過包括校正凸輪、滾輪總成、前和后下導向體組成的校正裝置，來保證實際轉向線與理論無側滑轉向線的重合。該產品主要由校正凸輪的外廓線方程保證兩前輪偏轉角度變化，滿足無側滑要求，即對于某一偏轉角，通過校正凸輪外廓線的連接，使橫拉桿產生一個固定的長度值，而這個長度值可以使兩偏轉角滿足阿克曼公式的要求。但是，由于凸輪加工精度、機構安裝精度等影響，前述防側滑裝置只能保證兩側車輪偏轉角的關系大體上、近似地接近于上述阿克曼公式，實際轉向時仍存在有側滑形象，無法根除。另外，由于左右前輪與橫拉桿之間的連接是采用球型鉸接頭，必然存在有一定的間隙，而該間隙又隨著磨損的產生而增大，導致右前輪有一定的自由度。這樣在車輛高速直行或轉向時，該右前輪很容易產生左右搖擺的角振動，對車輛的正常行駛產生安全隱患，同時也加劇了輪胎的磨損。右前輪角振動時，又通過橫拉桿傳遞給左前輪，使左前輪也產生角振動；同樣左前輪的角振動也通過橫拉桿傳遞給右前輪，嚴重影響安全行駛。為此人們期盼設計一種既可保證前輪有一定的自由度，又可對左右前輪的角振動產生阻尼作用，使角振動大大減小且長度自動伸縮調整的橫拉桿裝置。
發明內容
本發明要解決的技術問題是克服車輛行駛時，左右前輪的角振動易通過梯形傳動機構的橫拉桿而互相傳遞，使車輛擺頭形成安全隱患以及加劇輪胎磨損的缺陷和不足，向社會提供一種利用液壓阻尼原理來減小左右前輪角振動的傳遞，且長度可自動伸縮調整的轉向用橫拉桿裝置，保證車輛前輪的純滾動，減少輪胎磨損。
本發明解決其技術問題所采用的技術方案是汽車轉向自動伸縮減振橫拉桿裝置包括左右連接桿和液壓伸縮裝置，左右連接桿一端分別連接于橫拉桿，右連接桿的另一端設具環形凸緣的活塞桿，將液壓伸縮裝置內腔分隔為左右二個液壓室；左右液壓室分別設有接頭，連接有油管和電磁閥。
所述液壓伸縮裝置殼體連接于左連接桿的另一端，隨其同步左右移動。
汽車轉向自動伸縮減振橫拉桿裝置包括左右連接桿和液壓伸縮裝置，左右連接桿一端分別連接于橫拉桿，左右連接桿的另一端設具環形凸緣的活塞桿，將液壓伸縮裝置內腔分隔為左、中、右三個液壓室；左右液壓室連接有油管，中液壓室設有補償孔與貯液缸相通。
所述液壓伸縮裝置固定于車輛前橋上，左右連接桿伸入液壓伸縮裝置的兩端連接有聯動裝置；所述左連接桿與聯動裝置固定連接，右連接桿與聯動裝置活動連接；所述聯動裝置的連接套在右部分周壁的軸向開啟有長腰形槽。
本發明汽車轉向自動伸縮減振橫拉桿裝置，利用液壓阻尼原理來減小左右前輪角振動的傳遞，并使橫拉桿長度可自動得到調整的裝置，實現前輪純滾動和減少輪胎的磨損，消除車輛擺頭的安全隱患。根據本專利申請人的實際使用和測算，一般200毫米左右長度的梯形臂，橫拉桿長度改變3.5毫米，就能使右前輪偏轉1度左右，而右前輪第偏轉1度，相應的側滑就能改變約17.5m/Km，如活塞的左右行程為7mm，就可以使±35m/Km以內的側滑自動消除，防側滑效果相當理想。本產品結構簡單、適用性廣，既可廣泛用于車輛制造廠的新車生產，也可用于對現有出廠車輛的改造，對于提高車輛行駛時的穩定性、減少磨損和阻力有明顯效果。
圖1是車輛前輪主銷安裝結構示意圖。
圖2是本發明結構示意圖。
圖3是本發明另一實施例結構示意圖。
具體實施例方式
如圖2所示，本發明包括左右連接桿1、11和液壓伸縮裝置5，左右連接桿一端12、13分別連接于橫拉桿，右連接桿11的另一端設具環形凸緣6的活塞桿，將液壓伸縮裝置5內腔分隔為左右二個液壓室A、B；左右液壓室A、B分別設有接頭4、7，接頭4、7均采用細小孔導通，以使液壓油流經時產生阻尼作用。接頭4、7分別連接一油管，并由一電磁閥控制左右液壓室A、B之間的互相導通或關閉。為防止液壓油從右連接桿11的軸向動密封面滲出，液壓伸縮裝置5的內腔兩側各設密封圈2、9。
如圖3所示，本發明也可以包括左右連接桿1、11和液壓伸縮裝置5，左右連接桿一端12、13分別連接于橫拉桿，右連接桿11的另一端設具環形凸緣6的活塞桿，環形凸緣6設有小孔22，左連接桿1的另一端設具環形凸緣3的活塞桿，將液壓伸縮裝置5內腔分隔為左、中、右三個液壓室A、B、C；左右液壓室A、B連接有油管8，中液壓室C設有補償孔17與貯液缸相通。液壓伸縮裝置5固定于車輛前橋上，左右連接桿1、11伸入液壓伸縮裝置5的兩端連接有聯動裝置18，左連接桿1由螺絲19與聯動裝置18固定連接，聯動裝置18右部分周壁的軸向開啟有長腰形槽20，使設于右連接桿11左端頭的螺絲21可沿長腰形槽20壁移動，實現與聯動裝置18的活動連接。
如圖1所示，普通車輛的前輪15主銷軸線14多呈后傾，直線行駛時前輪兩側無側滑推力。當轉向產生側滑推力時，路面16與前輪15的接觸點會對前輪產生反作用力F，這個反作用力F與主銷軸線14離開有距離X，從而產生使車輪回正的力矩FX。不管前行還是轉向，路面16與前輪15的接觸點始終位于主銷軸線14后面，可以產生回正力矩FX。但在車輛倒車時，由于路面16與前輪15的接觸點位于主銷軸線14前面，反而會加大前輪的偏轉，使輪子呈180度后轉趨勢，所以倒車時橫位桿必須鎖定而不可具伸縮性。
結合圖2，簡述本發明第一種實施例的工作原理。車輛前行或轉向時，左液壓室A和右液壓室B內液壓油經接頭4和接頭7相導通，環形凸緣6可以沿外殼5內腔軸線左右移動，使左液壓室A和右液壓室B內液壓油互相流動，但由于液壓油流經接頭4和接頭7通孔時產生的阻尼作用，可減緩環形凸緣6的左右移動速度，從而使左連接桿1與右連接桿11之間的伸縮動作減緩，起到減振作用，有效減少了車頭的擺動。當任一前輪的偏轉角不正確，產生側滑時，路面16與前輪15的接觸點會對前輪產生回正力矩FX同時，該反作用力F也作用于橫拉桿，使其受拉伸或受壓縮，并傳遞給右連接桿11，相對于左連接桿1產生位移，受壓的一側液壓室內液壓油流向另一液壓室，使右連接桿11右端螺紋接頭12與左連接桿1左端螺紋接頭13之間的距離產生變化，實現整個橫拉桿長度的伸縮調整。當橫拉桿的長度調整至使兩前輪的偏轉角滿足阿克曼公式后，反作用力F消失，左液壓室A和右液壓室B壓力平衡。車輛倒車時，通過電磁閥使左液壓室A和右液壓室B之間油路斷開。所述電磁閥可以與倒車燈開關相連接，以實現同步運作。左液壓室A和右液壓室B之間油路斷開后，環形凸緣6不能再沿外殼5內腔軸線左右移動，螺紋接頭12與13之間的距離固定，整個橫拉桿不能伸縮，呈剛體特性，從而保證倒車時兩前輪的正確偏轉角。
結合圖3，簡述本發明第二種實施例的工作原理。車輛左轉時，左連接桿1向右移動，左液壓室A壓力下降，中液壓室C壓力上升，推動右連接桿11右移，右液壓室B油壓上升，液壓油經油管8流向左液壓室A。如果此時車輛為停止狀態，則右前輪無回正力矩FX，右連接桿11的行程由于中液壓室C的液壓油經補償孔17回流至貯液缸而小于左連接桿1的行程。如果是車輛前進時左轉，右前輪的回正力矩FX使其轉至無側滑位置，即右側橫拉桿帶動右連接桿11至合適的位置，此時右連接桿11的行程小于左連接桿1的行程，中液壓室C的液壓油經環形凸緣6的小孔22至右液壓室B，再經油管8流向左液壓室A，直到中液壓室C和右液壓室B的壓力平衡，右連接桿11不受力。若此時右連接桿11的行程大于左連接桿1的行程，右液壓室B中的液壓油經環形凸緣6的小孔22流至中液壓室C，直到中液壓室C和右液壓室B的壓力平衡，右連接桿11不受力。
車輛右轉時，左橫拉桿帶動左連接桿1向左移動，中液壓室C壓力下降，左液壓室A壓力上升，液壓油經油管8流向右液壓室B，右液壓室B的液壓推動右連接桿11左移。如果此時車輛為停止狀態，則右前輪無回正力矩FX，右連接桿11的行程由于右液壓室B的液壓油流至中液壓室C而小于左連接桿1的行程。如果是車輛前進時右轉，右前輪的回正力矩FX使其轉至無側滑位置，即右側橫拉桿帶動右連接桿11至合適的位置，此時右連接桿11的行程小于左連接桿1的行程，液壓油經左液壓室A、油管8流向右液壓室B，經小孔22至中液壓室C，直到中液壓室C和右液壓室B液壓達到平衡，右連接桿11不受力。若此時右連接桿11的行程大于左連接桿1的行程，中液壓室C的液壓油經小孔22流至右液壓室B中，直到中液壓室C和右液壓室B的壓力平衡，右連接桿11不受力。
車輛行駛時，右前輪若偶遇外力產生角振動，可以通過右橫拉桿使右連接桿11左右移動，中液壓室C和右液壓室B中的液壓油經小孔22而流來流去，液壓油流經小孔22受到阻尼作用，從而使角振動減緩。若外力使左前輪產生角振動，左橫拉桿使左連接桿1左右移動，左液壓室A中的液壓油經油管8、右液壓室B和小孔22，到達中液壓室C，形成液壓油在左液壓室A和中液壓室C之間流來流去，受到阻尼作用，從而使角振動減緩。
倒車時，關閉補償孔17，左液壓室A、中液壓室C和右液壓室B的液壓油總容積不變，左連接桿1和右連接桿11的行程相等，保證左右前輪的轉角。另外，為了防止右前輪的自由度過大而使車輛失控，左右連接桿1、11伸入液壓伸縮裝置5的兩端連接有聯動裝置18，聯動裝置18右部分周壁的軸向開啟有長腰形槽20，使設于右連接桿11左端頭的螺絲21可沿長腰形槽20壁移動，實現與聯動裝置18的活動連接，該長腰形槽20的長度，就是右前輪的自由度，超過后即成剛性連接，不再存在伸縮。
如圖2所示，本發明汽車轉向自動伸縮減振橫拉桿裝置可將原車輛橫拉桿切除與本產品等長尺寸后，安裝于前輪球型鉸接裝置與橫拉桿之間。如圖3所示，是將本裝置固定于車輛前橋上，左右連接桿分別用短的橫拉桿與左右轉向梯形臂連接，其伸縮調整橫拉桿的基本原理相同，同樣屬于本發明的權利要求保護范圍。
權利要求
1.一種汽車轉向自動伸縮減振橫拉桿裝置，包括左右連接桿和液壓伸縮裝置，左右連接桿一端分別連接于橫拉桿，右連接桿的另一端設具環形凸緣的活塞桿，將液壓伸縮裝置內腔分隔為左右二個液壓室；左右液壓室分別設有接頭，連接有油管和電磁閥。
2.一種汽車轉向自動伸縮減振橫拉桿裝置，包括左右連接桿和液壓伸縮裝置，左右連接桿一端分別連接于橫拉桿，左右連接桿的另一端設具環形凸緣的活塞桿，將液壓伸縮裝置內腔分隔為左、中、右三個液壓室；左右液壓室連接有油管，中液壓室設有補償孔與貯液缸相通。
3.如權利要求1所述的汽車轉向自動伸縮減振橫拉桿裝置，所述液壓伸縮裝置殼體連接于左連接桿的另一端，隨其同步左右移動。
4.如權利要求2所述的汽車轉向自動伸縮減振橫拉桿裝置，所述液壓伸縮裝置固定于車輛前橋上，左右連接桿伸入液壓伸縮裝置的兩端連接有聯動裝置。
5.如權利要求1或2所述的汽車轉向自動伸縮減振橫拉桿裝置，所述液壓伸縮裝置的內腔兩側各設密封圈。
6.如權利要求1或3所述的汽車轉向自動伸縮減振橫拉桿裝置，所述接頭為細小孔導通。
7.如權利要求4所述的汽車轉向自動伸縮減振橫拉桿裝置，所述左連接桿與聯動裝置固定連接，右連接桿與聯動裝置活動連接。
8.如權利要求7所述的汽車轉向自動伸縮減振橫拉桿裝置，所述聯動裝置的連接套在右部分周壁的軸向開啟有長腰形槽。
全文摘要
本發明公開了一種汽車轉向自動伸縮減振橫拉桿裝置，克服了車輛左右前輪的角振動易通過梯形傳動機構橫拉桿而互相傳遞的缺陷。包括左右連接桿和液壓伸縮裝置，左右連接桿一端分別連接于橫拉桿，右連接桿的另一端設具環形凸緣的活塞桿，將液壓伸縮裝置內腔分隔為左右二個液壓室；左右液壓室分別設有接頭，連接有油管和電磁閥。也可以包括左右連接桿和液壓伸縮裝置，左右連接桿一端分別連接于橫拉桿，左右連接桿的另一端設具環形凸緣的活塞桿，將液壓伸縮裝置內腔分隔為左、中、右三個液壓室；左右液壓室連接有油管，中液壓室設有補償孔與貯液缸相通。本產品利用液壓阻尼原理來減小左右前輪角振動的傳遞，可提高車輛行駛時的穩定性，減少磨損。
文檔編號B62D7/20GK1482035SQ0314166
公開日2004年3月17日 申請日期2003年7月14日 優先權日2003年7月14日
發明者焦永溢 申請人:焦永溢