專利名稱：一種輔助回正及極限阻尼式轉向器的制作方法
技術領域：
本發明涉及汽車轉向系統，具體涉及一種汽車輔助回正及極限阻尼消聲機構齒條
轉向器。
背景技術：
目前，每年市場上都有新車型不斷推出，對于同一個汽車設計制造廠來說，一些同級別車型的底盤基本上都是通用，只有其他系統或底盤的某些參數上作適量調整，其間很多新車在研發中均會遇到由于整車的配置、軸荷、軸距或發動機等的變動而造成整車其中的某項性能或多或少的改變。 試驗數據顯示轉向輪定位參數、軸荷、轉向系統配置都會較大的影響整車的回正性，因為受到設計、驗證、改動成本等外部條件的限制，在整車做小改動的情況下，回正性能會在一定的范圍內損失。如果分為助力轉向系統和機械轉向系統兩種配置，在整車設計中就必須兼顧兩種配置來設計轉向器的參數，通用性差。 在齒輪齒條液壓助力轉向系統中，由于其回正時轉向液的流動，使系統的阻尼加大，摩擦加劇也存在轉向回正性能較無助力系統差的特性。 在電動助力轉向系統中，通過電機控制策略，可以使回正性能得到一定的補償。但
是由于轉向器可靠性能的高要求，使得內部機構間運動副的摩擦力控制要求提高。 同時由于各個車型方向盤轉動的總圈數都不一樣，所以在操作過程中，會出現齒
條在極限位置時的金屬沖擊，產生噪音，影響整車的舒適性。特別對于機械轉向器而言，嚴
重時會影響轉向器的使用壽命。 圖1所示的現有技術的齒輪齒條轉向器結構，包括齒條11、限位塊12、齒條襯套13、轉向器殼體14、內球頭總成15，齒條防塵罩16。這種轉向器就是通過齒條和小齒輪來傳遞扭矩，正向傳遞是駕駛者將屬于給轉向盤的扭矩通過傳動從小齒輪輸入，經過齒輪齒條的嚙合，轉化為齒條的軸向移動輸出，起到傳遞扭矩的功能；其在反向傳動時，即整車回正時，則通過齒條輸入帶動小齒輪轉動；這種轉向器對轉向系統的阻尼影響是通過各運動副的摩擦力來實現，例如齒條和齒條支撐座間的滑動摩擦力、小齒輪和齒條間的嚙合阻力、齒條和齒條襯套的滑動摩擦力等。這些結構一旦確定就不易改變，且間隙調節范圍非常有限，另外一致性難以控制。所以，可以說現有技術齒輪齒條轉向器基本不具備進行轉向輔助回正的功能，同時極限位置的金屬撞擊聲，同樣不可避免。
發明內容
針對現有技術的不足，本發明提供一種輔助回正及極限阻尼式轉向器，該轉向器
具備增加整車轉向回正時的回正力、對轉向系統阻尼進行適時調節的功能。 本發明公開了一種輔助回正及極限阻尼式轉向器，包括齒條、限位塊、齒條襯套、
轉向器殼體、內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
殼體前端內螺紋孔螺紋連接配合，齒條襯套與限位塊相鄰且與殼體內孔過盈配合，齒條襯套同齒條氣密性配合，內球頭總成前端與齒條內孔螺紋連接，其特征在于，還包括彈簧座和螺旋彈簧，彈簧座過盈壓裝入殼體內，彈簧座與齒條間隙配合，螺旋彈簧位于內球頭總成的內球頭座與彈簧座之間。內球頭座和螺旋彈簧座之間形成一個密封腔體，通過齒條上的通孔進行左右腔體內的氣體交換。 進一步，所述彈簧座具有彈簧安裝槽和齒條行程限位面，齒條行程限位面對內球頭座進行限位，控制齒條的運動行程。齒條行程限位面上具有細小的波紋，以減少齒條行程限位面與內球頭座的接觸面積。所述彈簧座為塑料材質。 采用上述結構，一方面可以增加整車轉向回正時的回正力，彌補由于齒條軸向力增加造成的轉向器總成齒條移動力；另一方面改善了轉向極限位置的手感，在轉向極限位置進行緩沖，可以消除極限位置的發出的金屬碰撞聲。
圖1 :現有的齒輪齒條轉向器右側結構示意圖；圖2 :本發明轉向器右側橫拉桿處的結構示意3:本發明的結構原理圖；圖4:彈簧座結構視圖。圖中l、ll-齒條；2、 12-限位塊;3、13-齒條襯套；4、14-轉向器殼體；5、 15-內球頭總成；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。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明進行具體描述。 轉向器在左右兩側的橫拉桿處結構對稱，圖2示出了轉向器右側橫拉桿處的結構，轉向器具體包括齒條1、限位塊2、齒條襯套3、轉向器殼體4、內球頭總成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內孔過盈配合，齒條襯套4同齒條1氣密性配合，內球頭總成5前端與齒條1內孔螺紋連接。彈簧座7過盈壓裝入殼體4內，彈簧座7與齒條1間隙配合，螺旋彈簧8位于內球頭總成5的內球頭座與彈簧座7之間。轉向器左右兩個內球頭座和左右兩個螺旋彈簧座7分別套裝有左、右螺旋彈簧8，這樣左右形成兩個密封腔體IO，通過齒條上的通孔9進行左右腔體內的氣體交換。
在轉向盤沒有轉角輸入時，齒條處于中間平衡位置，參見圖3，此時活塞所受左右 彈簧力相等，實現平衡；當有方向盤轉角輸入時，轉向器小齒輪通過齒輪齒條的嚙合，使齒 條產生相應的軸向移動，這樣同齒條連接的活塞一旦偏離平衡位置，左右的彈簧將產生不 等的作用力，假設活塞移動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，Fr表示右彈簧力，k表示彈性系數。即一旦活塞偏離平衡 位置xmm，彈簧將產生2kx的回正力，回正力在轉向完成后會促使齒條回到中間平衡位置， 利用此特性可實現轉向器輔助回正功能。同時，在整車轉向輪受到路面的突然沖擊或者側 向力作用時，齒條會產生左右的小移動，本發明由于上述增加的左右彈簧的作用，對于出現 的齒條小位移可以起到很好的抑制作用。 本發明中，對彈簧座結構進行了優化，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對內 球頭座5進行限位，從而控制齒條11的運動行程，滿足整車轉向要求；另一方面，齒條行程 限位面18上具有細小的波紋，能夠在結構上減少了與內球頭座5的接觸面積，同時有彈簧 對系統的阻尼作用；進一步用塑料材質替代金屬材質，可以有效避免齒條在極限位置沖擊 產生的金屬噪音，提高了駕駛的舒適性。 螺旋彈簧的設計，是本發明的關鍵件，其可控制回正力矩大小，實現轉向時儲存能 量，回正時釋放能量。
權利要求
一種輔助回正及極限阻尼式轉向器，包括齒條(1)、限位塊(2)、齒條襯套(3)、轉向器殼體(4)、內球頭總成(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)內孔過盈配合，齒條襯套(4)同齒條(1)氣密性配合，內球頭總成(5)前端與齒條(1)內孔螺紋連接，其特征在于，還包括彈簧座(7)和螺旋彈簧(8)，彈簧座(7)過盈壓裝入殼體(4)內，彈簧座(7)與齒條(1)間隙配合，螺旋彈簧(8)位于內球頭總成(5)的內球頭座與彈簧座(7)之間。
2. 根據權利要求1所述的輔助回正及極限阻尼式轉向器，其特征在于內球頭座和螺 旋彈簧座(7)之間形成一個密封腔體(IO)，通過齒條上的通孔(9)進行左右腔體內的氣體 交換。
3. 根據權利要求1或2所述的輔助回正及極限阻尼式轉向器，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)對內球頭座進 行限位，控制齒條(11)的運動行程。
4. 根據權利要求1-3任一項所述的輔助回正及極限阻尼式轉向器，其特征在于齒條 行程限位面(18)上具有細小的波紋，以減少齒條行程限位面與內球頭座的接觸面積。
5. 根據權利要求l-4任一項所述的輔助回正及極限阻尼式轉向器，其特征在于所述 彈簧座(7)為塑料材質。
全文摘要
本發明公開了一種輔助回正及極限阻尼式轉向器，包括齒條、限位塊、齒條襯套、轉向器殼體、內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螺紋孔螺紋連接配合，齒條襯套與限位塊相鄰且與殼體內孔過盈配合，齒條襯套同齒條氣密性配合，內球頭總成前端與齒條內孔螺紋連接，還包括彈簧座和螺旋彈簧，彈簧座過盈壓裝入殼體內，彈簧座與齒條間隙配合，螺旋彈簧位于內球頭總成的內球頭座與彈簧座之間。本發明的轉向器結構一方面可以增加整車轉向回正時的回正力，避免了齒條軸向力增加造成的轉向回正不完全，回正響應遲滯的缺陷；另一方面改善了轉向極限位置的手感，在轉向極限位置進行緩沖，可以消除極限位置發出的金屬碰撞聲。
文檔編號B62D3/00GK101698416SQ20091020744
公開日2010年4月28日 申請日期2009年11月3日 優先權日2009年11月3日
發明者岳伯陶, 路小明, 高家兵 申請人:奇瑞汽車股份有限公司