CN104943730A - 汽车爆胎瞬间有暂时性锁止功能的转向装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车爆胎瞬间有暂时性锁止功能的转向装置，该装置主要包括汽车转向***、主动齿轮、从动齿轮、锁止机构等。其特征在于：锁止机构安装在汽车转向***中的转向轴上，汽车前轮发生爆胎瞬间转向轴会产生一很大惯性力矩，该惯性力矩使得自锁机构的加重摆杆克服其限位弹簧而转动碰触到锁止凸轮，锁止凸轮动作并带动锁止棘块锁止棘轮组，从而锁止转向系，锁止完成后，加重摆杆和锁止凸轮在各自限位弹簧作用力下复位，锁止解除，这时驾驶员可以自由控制转向系。该防爆胎汽车转向装置结构简单，可靠性好，汽车爆胎时可瞬间暂时性锁止转向系，保持汽车行驶方向不变，给驾驶员留出应急反应时间。

Description

汽车爆胎瞬间有暂时性锁止功能的转向装置

技术领域

本发明涉及一种汽车爆胎瞬间有暂时性锁止功能的转向装置，适用于车辆工程技术领域。

背景技术

汽车高速行驶时，若前轮发生爆胎，车身会发生倾斜、颤动，方向盘在受到瞬间极大力矩作用下会向爆胎一侧偏转，致使汽车失控，造成严重后果。据《爆胎与高速公路交通事故的相关性分析》专项调查报告表明：在高速公路交通事故中，因爆胎引发的交通事故占全部交通事故的34.14％，人员死伤率占22.55％。车速超过100km/h时速发生爆胎，人员死亡率趋向于100％。当汽车轮胎爆胎时，转向装置难以控制前轮保持直行，且爆胎发生在0.1秒瞬间，驾驶员对方向偏航反应滞后，极易引发交通事故。

目前，国内外市场上己出现许多防爆胎技术并逐渐发展应用到高端汽车市场中，诸如宝马RSC轮胎，丰田轮胎气压监测***和米其林YAX轮胎***等，虽然轮胎安全日益受到大众的重视,但目前相关安全产品大都是从预防爆胎方面出发,并未有成熟产品能对爆胎后汽车转向系的稳定性进行控制，汽车电子稳定性控制***虽对车辆稳定性控制作用非常明显，但在设计时并未考虑爆胎等突发情况，在控制爆胎汽车稳定性方面并不是很理想。

发明内容

为了解决上述问题，本发明设计了一种结构简单，可靠性优良的汽车转向装置，使得汽车爆胎时可瞬间暂时性锁止转向系，保持汽车行使方向不变，给驾驶员留出应急反应时间。

其技术方案是，汽车爆胎瞬间有暂时性锁止功能的转向装置，主要由汽车右前轮、转向轴、转向盘、万向节、从动齿轮、锁止机构、主动齿轮、汽车左前轮、转向直拉杆、转向器、安装机架、锁止机构安装支座、梯形臂、转向横拉杆、锁止机构安装轴组成；其中锁止机构主要由棘轮组、左加重摆杆、左加重摆杆限位弹簧、左固定连接杆、左触发凸轮、左锁止棘块、棘块固定架、右固定连接杆、右触发凸轮限位弹簧、右触发凸轮、右锁止棘块、右加重摆杆、右加重摆杆限位弹簧、左触发凸轮限位弹簧组成；所述棘轮组主要包括左加重摆杆限位弹簧固定座、左加重摆杆圆柱销、左锁止棘轮、右锁止棘轮、右加重摆杆限位弹簧固定座、右加重摆杆圆柱销。

主动齿轮安装在转向轴上，与安装在锁止机构安装轴上的从动齿轮啮合，锁止机构安装轴安装在锁止机构安装支座上，锁止机构安装支座安装在安装机架上。

锁止机构中的棘轮组安装在锁止机构安装轴，左加重摆杆呈阵列分布安装在左加重摆杆圆柱销处，其一端与左加重摆杆限位弹簧一端连接，左加重摆杆限位弹簧另一端固定在左加重摆杆限位弹簧固定座，右加重摆杆呈阵列分布安装在右加重摆杆圆柱销处，其一端与右加重摆杆限位弹簧一端连接，右加重摆杆限位弹簧另一端固定在右加重摆杆限位弹簧固定座。

安装在左固定连接杆的左锁止棘块和左触发凸轮以弧线移动副配合，左触发凸轮与左触发凸轮限位弹簧一端连接，左触发凸轮限位弹簧另一端固定在左固定连接杆，所述左固定连接杆一端固定在棘块固定架上，另一端固定在车身上。

安装在右固定接杆的右锁止棘块和右触发凸轮以弧线移动副配合，右触发凸轮与右触发凸轮限位弹簧一端连接，右触发凸轮限位弹簧另一端固定在右固定接杆，所述右固定接杆一端固定在棘块固定架上，另一端固定在车身上。

主动齿轮与从动齿轮啮合传动为增速传动，便于转向轴在转动较小角度情况下，锁止机构安装轴上的锁止机构可转动较大角度，使得左加重摆杆能够及时碰触左触发凸轮或右加重摆杆能够及时碰触右触发凸轮，保证锁止的及时性。

本发明提供了汽车爆胎瞬间有暂时性锁止功能的转向装置，当汽车左前轮发生爆胎时，汽车瞬间有向左偏斜的趋势，该趋势对转向轴产生很大惯性力矩，并通过主动齿轮、从动齿轮将惯性力矩传递给锁止机构安装轴，使得锁止机构安装轴上的锁止机构产生很大惯性力矩，致使左加重摆杆在瞬间离心力作用下，克服左加重摆杆限位弹簧的弹簧力，触碰左触发凸轮，则左触发凸轮带动左锁止棘块锁止左锁止棘轮，从而实现转向轴的锁止，爆胎过后，左加重摆杆在左加重摆杆限位弹簧作用力下复位，同时左触发凸轮在左触发凸轮限位弹簧作用力下复位，解除锁止；而当汽车右前轮发生爆胎时，汽车瞬间向右偏斜，该趋势对转向轴同样产生很大惯性力矩，该力矩通过主动齿轮、从动齿轮将惯性力矩传递给锁止机构安装轴，使得锁止机构安装轴上的锁止机构产生很大惯性力矩，致使右加重摆杆在瞬间离心力作用下，克服右加重摆杆限位弹簧的弹簧力，触碰右触发凸轮，则右触发凸轮带动右锁止棘块锁止右锁止棘轮，从而实现转向轴的锁止，爆胎过后，右加重摆杆在右加重摆杆限位弹簧作用力下复位，同时右触发凸轮在右触发凸轮限位弹簧作用力下回到原位，解除锁止，上述两锁止动作均在瞬间执行，所以可以瞬间锁止转向盘，保持汽车行使方向不变，同时在左加重摆杆限位弹簧、右加重摆杆限位弹簧、左触发凸轮限位弹簧、右触发凸轮限位弹簧弹簧作用力下解除锁止，保证驾驶员应急过后自由操控转向盘；当汽车正常行驶或应急避让时，驾驶员操控转向盘对转向轴产生的惯性力矩太小，不足以触发锁止机构。

本发明结构简单，可靠性好，汽车爆胎时可瞬间暂时性锁止转向系，保持汽车行使方向不变，给驾驶员留出应急反应时间。

附图说明

附图1是本发明整体外部结构示意图；

附图2是本发明结构布局示意图；

附图3是锁止机构布局示意图一；

附图4是锁止机构布局示意图二；

附图5是棘轮组介绍示意图；

附图中标记：1、汽车右前轮，2、转向轴，3、转向盘，4、万向节，5、从动齿轮，6、锁止机构，7、主动齿轮，8、汽车左前轮，9、转向直拉杆，10、转向器，11、安装机架，12、锁止机构安装支座，13、梯形臂，14、转向横拉杆，15、锁止机构安装轴，6.1、棘轮组，6.2、左加重摆杆，6.3、左加重摆杆限位弹簧，6.4、左固定连接杆，6.5、左触发凸轮，6.6、左锁止棘块，6.7、棘块固定架，6.8、右固定连接杆，6.9、右触发凸轮限位弹簧，6.10、右触发凸轮，6.11、右锁止棘块，6.12、右加重摆杆，6.13、右加重摆杆限位弹簧，6.14、左触发凸轮限位弹簧，6.1.1、左加重摆杆限位弹簧固定座，6.1.2、左加重摆杆圆柱销，6.1.3、左锁止棘轮，6.1.4、右锁止棘轮，6.1.5、右加重摆杆限位弹簧固定座，6.1.6、右加重摆杆圆柱销。

具体实施方式

结合附图1-5，对本发明作进一步的描述。

本发明主要由汽车右前轮1、转向轴2、转向盘3、万向节4、从动齿轮5、锁止机构6、主动齿轮7、汽车左前轮8、转向直拉杆9、转向器10、安装机架11、锁止机构安装支座12、梯形臂13、转向横拉杆14、锁止机构安装轴15组成；其中锁止机构主要由棘轮组6.1、左加重摆杆6.2、左加重摆杆限位弹簧6.3、左固定连接杆6.4、左触发凸轮6.5、左锁止棘块6.6、棘块固定架6.7、右固定连接杆6.8、右触发凸轮限位弹簧6.9、右触发凸轮6.10、右锁止棘块6.11、右加重摆杆6.12、右加重摆杆限位弹簧6.13、左触发凸轮限位弹簧6.14；所述棘轮组6.1主要包括左加重摆杆限位弹簧固定座6.1.1、左加重摆杆圆柱销6.1.2、左锁止棘轮6.1.3、右锁止棘轮6.1.4、右加重摆杆限位弹簧固定座6.1.5、右加重摆杆圆柱销6.1.6。

主动齿轮7安装在转向轴2上，其与安装在锁止机构安装轴15从动齿轮5啮合，锁止机构安装轴15安装在锁止机构安装支座12上，锁止机构安装支座12安装在安装机架11上。

锁止机构6中的棘轮组6.1安装在锁止机构安装轴15，左加重摆杆6.2呈阵列分布安装在左加重摆杆圆柱销6.1.2处，其一端与左加重摆杆限位弹簧6.3一端连接，左加重摆杆限位弹簧6.3另一端固定在左加重摆杆限位弹簧固定座6.1.1，右加重摆杆6.12呈阵列分布安装在右加重摆杆圆柱销6.1.6处，其一端与右加重摆杆限位弹簧6.13一端连接，右加重摆杆限位弹簧6.13另一端固定在右加重摆杆限位弹簧固定座6.1.5。

所述左锁止棘块6.6安装在左固定连接杆6.4上，与左触发凸轮6.5以弧线移动副配合，左触发凸轮6.5与左触发凸轮限位弹簧6.14一端连接，左触发凸轮限位弹簧6.14另一端固定在左固定连接杆6.4，所述左固定连接杆6.4一端固定在棘块固定架6.7上，另一端固定在车身上。

所述右锁止棘块6.11安装在右固定接杆6.8上，与右触发凸轮6.10以弧线移动副配合，右触发凸轮6.10与右触发凸轮限位弹簧6.9一端连接，右触发凸轮限位弹簧6.9另一端固定在右固定接杆6.8，所述右固定接杆6.8一端固定在棘块固定架6.7上，另一端固定在车身上。

主动齿轮7与从动齿轮5啮合传动为增速传动，便于转向轴2在转动较小角度情况下，锁止机构安装轴15上的锁止机构6可转动较大角度，使得左加重摆杆6.2能够及时碰触左触发凸轮6.5或右加重摆杆6.12能够及时碰触右触发凸轮6.10，保证锁止的及时性。

本发明提供了汽车爆胎瞬间有暂时性锁止功能的转向装置，当汽车左前轮8发生爆胎时，汽车瞬间有向左偏斜的趋势，该趋势对转向轴2产生很大惯性力矩，并通过主动齿轮7、从动齿轮5将惯性力矩传递给锁止机构安装轴15，使得锁止机构安装轴15上的锁止机构6产生很大惯性力矩，致使左加重摆杆6.2在瞬间离心力作用下，克服左加重摆杆限位弹簧6.3的弹簧力，触碰左触发凸轮6.5，则左触发凸轮6.5带动左锁止棘块6.6锁止左锁止棘轮6.1.3，从而实现转向轴的锁止，爆胎过后，左加重摆杆6.2在左加重摆杆限位弹簧6.3作用力下复位，同时左触发凸轮6.5在左触发凸轮限位弹簧6.14作用力下复位，解除锁止；而当汽车右前轮1发生爆胎时，汽车瞬间向右偏斜，该趋势对转向轴2同样产生很大惯性力矩，该力矩通过主动齿轮7、从动齿轮5将惯性力矩传递给锁止机构安装轴15，使得锁止机构安装轴15上的锁止机构6产生很大惯性力矩，致使右加重摆杆6.12在瞬间离心力作用下，克服右加重摆杆限位弹簧6.13的弹簧力，触碰右触发凸轮6.10，则右触发凸轮6.10带动右锁止棘块6.11锁止右锁止棘轮6.1.4，从而实现转向轴的锁止，爆胎过后，右加重摆杆6.12在右加重摆杆限位弹簧6.13作用力下复位，同时右触发凸轮6.10在右触发凸轮限位弹簧6.9作用力下回到原位，解除锁止，上述两锁止动作均在瞬间执行，所以可以瞬间锁止转向盘3，保持汽车行使方向不变，同时在左加重摆杆限位弹簧6.3、右加重摆杆限位弹簧6.13、左触发凸轮限位弹簧6.14、右触发凸轮限位弹簧6.9弹簧作用力下解除锁止，保证驾驶员应急过后自由操控转向盘3；当汽车正常行驶或应急避让时，驾驶员操控转向盘3对转向轴2产生的惯性力矩太小，不足以触发锁止机构6。

Claims (4)

1.一种汽车爆胎瞬间有暂时性锁止功能的转向装置，其特征在于：主要由汽车右前轮(1)，转向轴(2)，转向盘(3)，万向节(4)，从动齿轮(5)，锁止机构(6)，主动齿轮(7)，汽车左前轮(8)，转向直拉杆(9)，转向器(10)，安装机架(11)，锁止机构安装支座(12)，梯形臂(13)，转向横拉杆(14)，锁止机构安装轴(15)组成；其中主动齿轮(7)安装在转向轴(2)上，与安装在锁止机构安装轴(15)上的从动齿轮(5)啮合，锁止机构安装轴(15)安装在锁止机构安装支座(12)上，锁止机构安装支座(12)安装在安装机架(11)上。

2.基于权利要求1中汽车爆胎瞬间有暂时性锁止功能的转向装置，其特征在于：前述锁止机构(6)主要由棘轮组(6.1)、左加重摆杆(6.2)、左加重摆杆限位弹簧(6.3)、左固定连接杆(6.4)、左触发凸轮(6.5)、左锁止棘块(6.6)、棘块固定架(6.7)、右固定连接杆(6.8)、右触发凸轮限位弹簧(6.9)、右触发凸轮(6.10)、右锁止棘块(6.11)、右加重摆杆(6.12)、右加重摆杆限位弹簧(6.13)、左触发凸轮限位弹簧(6.14)组成；所述棘轮组(6.1)包括左加重摆杆限位弹簧固定座(6.1.1)、左加重摆杆圆柱销(6.1.2)、左锁止棘轮(6.1.3)、右锁止棘轮(6.1.4)、右加重摆杆限位弹簧固定座(6.1.5)、右加重摆杆圆柱销(6.1.6)；棘轮组(6.1)安装在锁止机构安装轴(15)上，左加重摆杆(6.2)呈阵列分布安装在左加重摆杆圆柱销(6.1.2)处，其一端与左加重摆杆限位弹簧(6.3)一端连接，左加重摆杆限位弹簧(6.3)另一端与左加重摆杆限位弹簧固定座(6.1.1)相连，右加重摆杆(6.12)呈阵列分布安装在右加重摆杆圆柱销(6.1.6)处，其一端与右加重摆杆限位弹簧(6.13)一端连接，右加重摆杆限位弹簧(6.13)另一端固定在右加重摆杆限位弹簧固定座(6.1.5)相连；所述左锁止棘块(6.6)安装在左固定连接杆(6.4)上，与左触发凸轮(6.5)以弧线移动副配合，左触发凸轮(6.5)与左触发凸轮限位弹簧(6.14)一端相连，左触发凸轮限位弹簧(6.14)另一端固定在左固定连接杆(6.4)上，所述左固定连接杆(6.4)一端固定在棘块固定架(6.7)上，另一端固定在车身上；右锁止棘块(6.11)安装在右固定接杆(6.8)上，与右触发凸轮(6.10)以弧线移动副配合，右触发凸轮(6.10)与右触发凸轮限位弹簧(6.9)一端连接，右触发凸轮限位弹簧(6.9)另一端固定在右固定接杆(6.8)，所述右固定接杆(6.8)一端固定在棘块固定架(6.7)上，另一端固定在车身上。

3.基于权利要求1中汽车爆胎瞬间有暂时性锁止功能的转向装置，其特征在于：主动齿轮(7)与从动齿轮(5)啮合传动为增速传动，便于转向轴(2)在转动较小角度下，锁止机构安装轴(15)上的锁止机构(6)可转动较大角度，使得左加重摆杆(6.2)能够及时碰触左触发凸轮(6.5)或右加重摆杆(6.12)能够及时碰触右触发凸轮(6.10)，保证锁止的及时性。

4.根据权利要求1-3中汽车爆胎瞬间有暂时性锁止功能的转向装置，其特征在于：当汽车左前轮(8)发生爆胎时，汽车瞬间有向左偏斜的趋势，该趋势对转向轴(2)产生很大转矩，并通过主动齿轮(7)、从动齿轮(5)将转矩传递给锁止机构安装轴(15)，使得锁止机构安装轴(15)上的锁止机构(6)产生很大转矩，致使左加重摆杆(6.2)在瞬间离心力作用下，克服左加重摆杆限位弹簧(6.3)的弹簧力，触碰左触发凸轮(6.5)，则左触发凸轮(6.5)带动左锁止棘块(6.6)锁止左锁止棘轮(6.1.3)，从而实现转向轴的锁止，爆胎过后，左加重摆杆(6.2)在左加重摆杆限位弹簧(6.3)作用力下复位，同时左触发凸轮(6.5)在左触发凸轮限位弹簧(6.14)作用力下复位，解除锁止；而当汽车右前轮(1)发生爆胎时，汽车瞬间有向右偏斜的趋势，该趋势对转向轴(2)同样产生很大转矩，该力矩通过主动齿轮(7)、从动齿轮(5)将转矩传递给锁止机构安装轴(15)，使得锁止机构安装轴(15)上的锁止机构(6)产生很大转矩，致使右加重摆杆(6.12)在瞬间离心力作用下，克服右加重摆杆限位弹簧(6.13)的弹簧力，触碰右触发凸轮(6.10)，则右触发凸轮(6.10)带动右锁止棘块(6.11)锁止右锁止棘轮(6.1.4)，从而实现转向轴的锁止，爆胎过后，右加重摆杆(6.12)在右加重摆杆限位弹簧(6.13)作用力下复位，同时右触发凸轮(6.10)在右触发凸轮限位弹簧(6.9)作用力下复位，解除锁止，前述两个锁止动作均在瞬间执行，所以可以瞬间锁止转向盘(3)，保持汽车行使方向不变，同时在左加重摆杆限位弹簧(6.3)、右加重摆杆限位弹簧(6.13)、左触发凸轮限位弹簧(6.14)、右触发凸轮限位弹簧(6.9)弹簧作用力下解除锁止，保证驾驶员应急过后自由操控转向盘(3)；当汽车正常行驶或应急避让时，驾驶员操控转向盘(3)对转向轴(2)产生的转矩太小，不足以触发锁止机构(6)。