转向系统和车辆的制作方法

本申请涉及转向，尤其涉及一种转向系统和车辆。

背景技术：

1、齿轮齿条式转向器通常包括齿轮和齿条，齿轮的其中一端与转向轴连接，将驾驶员的转向操纵力输入，另一端与齿条相互啮合，并通过齿条传动以带动横拉杆运动，便可以使得车轮实现转向。

2、然而针对重量级车辆，车轮承受的压力较大，利用齿轮齿条式转向器给车轮提供转向力时，齿条所需提供的齿条力较大，对转向器的承载能力要求较高，容易影响转向器的使用寿命。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本申请提供了一种转向系统，通过针对性优化转向器与车轮之间的连接结构，延长转向器与车轮主销之间的转向力臂，利用杠杆原理实现了省力的效果，从而降低齿条力，降低对转向器的承载能力的要求，提高转向器的使用寿命。此外，本申请还提供了搭载有该转向系统的车辆，具体包括如下方案：

2、第一方面，本申请提供了一种转向系统，该转向系统连接于车架和车轮之间，并包括：

3、转向器，固定于车架，并具有朝向车轮伸缩的推杆；

4、第一连杆，一端与车架转动连接，另一端与推杆的端部转动连接；

5、第二连杆，一端与第一连杆的中段转动连接，另一端通过转向节与车轮的轮毂转动连接；

6、转向器用于驱动推杆伸缩，以带动第一连杆相对于车架摆动，第一连杆驱动第二连杆推动车轮相对于车架偏转。

7、本申请的转向系统通过设置转向器用于给车轮提供转向力。具体的，将转向器固定于车架上，并设置推杆，其中推杆作为转向力的输出机构可以朝向车轮伸缩，以驱动其他功能性结构件带动车轮相对车架偏转，实现转向功能。本申请还通过设置第一连杆，并使得第一连杆的一端与车架转动连接，另一端与推杆的端部转动连接，以确保第一连杆能够与车架和推杆连接固定的同时，还能够相对车架和推杆具有旋转自由度，从而使得第一连杆靠近车架的一端能够以车架作为支点，并使得第一连杆在推杆的驱动下可以相对于车架也即该支点摆动。进一步的，本申请还通过设置第二连杆，并使得第二连杆的一端与第一连杆的中段转动连接，另一端通过转向节与车轮的轮毂转动连接，以将第一连杆的摆动驱动下推动车轮相对于车架偏转。

8、可以理解的，现有技术中的转向系统通常只设置推杆通过转向节与车轮转动连接，利用推杆的伸缩运动实现带动车轮偏转。现有技术中的转向系统推杆至车轮的转向力臂较短，对于重量级的车辆其所需的转向力较大，对推杆的承载能力要求较高。而本申请的转向系统通过设置了第一连杆和第二连杆共同配合形成铰链，利用第一连杆将固定支点引出至转向节外，也即引出至车架上，然后再利用第二连杆转动连接第一连杆的中段和转向节，第一连杆和第二连杆在连接推杆和车轮的同时还将推杆与车轮之间的转向力臂延长，从而可以达到省力的效果。当第一连杆在推杆的驱动下相对车架摆动时，第二连杆便在第一连杆的驱动下推动车轮相对车架偏转。

9、在一种实施例中，推杆沿车轮的轴向延伸，第一连杆的轴线与推杆的轴线相交。

10、在本实施例中，通过设置推杆沿车轮的轴向延伸，同时设置第一连杆的轴线与推杆的轴线相交，以确保推杆沿车轮的轴向伸缩能够带动第一连杆相对车架做摆动运动。

11、在一种实施例中，沿车轮的轴向，第一连杆与车架的连接端位于第二连杆远离车轮一侧。

12、在本实施例中，在初始状态时，也即在车轮处于正向行驶时，通过设置沿车轮的轴向，第一连杆与车架的连接端位于第二连杆远离车轮一侧，可以确保第一连杆和第二连杆在推杆伸缩的作用下能够带动车轮左右偏转。

13、在一种实施例中，第二连杆与第一连杆的连接端相对于第一连杆与推杆的连接端更靠近第一连杆与车架的连接端。

14、在本实施例中，通过设置第二连杆与第一连杆的连接端相对于第一连杆与推杆的连接端更靠近第一连杆与车架的连接端，也即设置第二连杆与第一连杆的连接点更靠近车架(固定支点)一端，利用杠杆原理，从而能够使得推杆能够更容易驱动第二连杆推动车轮偏转，使得驱动过程更省力。

15、在一种实施例中，沿车轮的径向，推杆与车轮的轴心之间的距离大于车轮的半径。

16、在本实施例中，基于推杆沿车轮的轴向延伸，通过设置推杆与车轮的轴心之间的距离大于车轮的半径，以将推杆远离车轮的轮心设置，一方面可以使得避免推杆与车轮之间的运动干涉，确保车轮能够大幅度偏转，增加推杆的设计自由度；另一方面可以优化空间布局，增加本申请转向系统中的其他功能性零部件的布局空间，例如可以增加驱动总成的布置空间，从而有利于增大驱动总成的功率，提高车辆的动力性能。

17、在一种实施例中，沿车轮的径向，第一连杆和第二连杆与推杆之间的最大距离均小于推杆与车轮的轴心之间的距离。

18、在本实施例中，通过在车轮的径向方向上，设置第一连杆和第二连杆与推杆之间的最大距离均小于推杆与车轮的轴心之间的距离，也即设计推杆、第一连杆和第二连杆均处于车轮轴截面的同一侧，一方面可以避免推杆、第一连杆和第二连杆与本申请转向系统中的其他功能性零部件产生运动干涉；另一方面简化本申请转向系统的结构设计。

19、在一种实施例中，第一连杆与推杆和车架铰接。

20、在一种实施例中，第二连杆与第一连杆和转向节铰接。

21、在一种实施例中，转向器包括齿条和齿轮，齿条一端与推杆远离第一连杆的一端固定连接，齿轮与齿条啮合并用于驱动齿条运动以推动推杆伸缩。

22、在本实施例中，基于齿轮和齿条结构简单、紧凑，且质量较小，传动效率高，振动较小，设置齿轮驱动齿条运动以推动或拉扯推杆伸缩，可以提高转向的平稳性，可以使得转向过程更加流畅，降低成本、降低噪音等。

23、在一种实施例中，转向节包括轴承和固定于轴承外周面的支撑臂，轴承套设于车轮的轮轴外围并与轮轴转动连接，支撑臂与第二连杆转动连接。

24、在本实施例中，设置轴承和支撑臂，以确保转向节能够在第二连杆的带动下实现车轮的偏转，并且保证车轮能够正常行驶。

25、第二方面，本申请提供了一种车辆，该车辆包括车轮、车架以及如上述任一实施例中的转向系统。其中，转向系统连接于车轮和车架之间，并用于驱动车轮相对于车架偏转。

26、可以理解的，本申请第二方面所提供的车辆，由于采用了本申请第一方面所提供的转向系统，因而也具备了本申请第一方面所提供的任一实施例中所有可能具备的有益效果。

技术特征：

1.一种转向系统，连接于车架和车轮之间，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的转向系统，其特征在于，所述推杆沿所述车轮的轴向延伸，所述第一连杆的轴线与所述推杆的轴线相交。

3.根据权利要求2所述的转向系统，其特征在于，沿所述车轮的轴向，所述第一连杆与所述车架的连接端位于所述第二连杆远离所述车轮一侧。

4.根据权利要求3所述的转向系统，其特征在于，所述第二连杆与所述第一连杆的连接端相对于所述第一连杆与所述推杆的连接端更靠近所述第一连杆与所述车架的连接端。

5.根据权利要求3所述的转向系统，其特征在于，沿所述车轮的径向，所述推杆与所述车轮的轴心之间的距离大于所述车轮的半径。

6.根据权利要求5所述的转向系统，其特征在于，沿所述车轮的径向，所述第一连杆和所述第二连杆与所述推杆之间的最大距离均小于所述推杆与所述车轮的轴心之间的距离。

7.根据权利要求1-6任一项所述的转向系统，其特征在于，所述第一连杆与所述推杆和所述车架铰接；和/或，

8.根据权利要求1-6任一项所述的转向系统，其特征在于，所述转向器包括齿条和齿轮，所述齿条一端与所述推杆远离所述第一连杆的一端固定连接，所述齿轮与所述齿条啮合并用于驱动所述齿条运动以推动所述推杆伸缩。

9.根据权利要求1-6任一项所述的转向系统，其特征在于，所述转向节包括轴承和固定于所述轴承外周面的支撑臂，所述轴承套设于所述车轮的轮轴外围并与所述轮轴转动连接，所述支撑臂与所述第二连杆转动连接。

10.一种车辆，其特征在于，包括车轮、车架和如权利要求1-9任一项所述的转向系统，所述转向系统连接于所述车轮和所述车架之间，并用于驱动所述车轮相对于所述车架偏转。

技术总结本申请涉及一种转向系统和车辆，该转向系统连接于车架和车轮之间，并包括：转向器，固定于车架，并具有朝向车轮伸缩的推杆；第一连杆，一端与车架转动连接，另一端与推杆的端部转动连接；第二连杆，一端与第一连杆的中段转动连接，另一端通过转向节与车轮的轮毂转动连接；转向器用于驱动推杆伸缩，以带动第一连杆相对于车架摆动，第一连杆驱动第二连杆推动车轮相对于车架偏转。本申请通过第一连杆和第二连杆共同配合形成铰链，利用第一连杆将固定支点引出至转向节外，然后再利用第二连杆转动连接第一连杆的中段和转向节，第一连杆和第二连杆在连接推杆和车轮传递力矩的同时还将推杆与车轮之间的转向力臂延长，从而可以达到省力的效果。技术研发人员：牛金亮,孙宪猛,林元辉,张勋,章峰受保护的技术使用者：比亚迪股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/4