一种重型循环球式双模电动动力转向系统的制作方法

本发明涉及汽车转向，具体涉及一种重型循环球式双模电动动力转向系统。

背景技术：

1、用来改变或保持汽车行驶或倒退的一系列装置称为汽车转向系统，汽车转向系统的功能就是按照驾驶员的意愿控制汽车的行驶方向。汽车转向系统通常分为两大类：机械转向系统和动力转向系统，由于机械转向系统以驾驶员的体力作为转向能源，其中所有传力件都是机械的，过于耗费驾驶员的体力，因此多采用动力转向系统。

2、随着燃油车辆数量的不断增长，车辆排放对环境的污染越来越严重，同时石油作为不可再生的能源也面临着枯竭的危机，因此作为低排放或零排放的电动车辆、混合动力车辆因其具有节能、环保等优点已经成为政府和社会关注的热点，成为当今轮式车技术的核心发展主题。其中电动动力转向技术(eps)由于其集成度高、节能、免维护等显著优势已在国内汽车领域得到广泛应用。

3、目前，电动动力转向技术已经在小型乘用车领域成熟应用，且在结构形式上，绝大多数为齿轮齿条式转向装置或转向管柱式转向装置，而在大吨位、重型车辆上还未使用，大吨位和重型车辆的车辆转向系统基本采用液压助力转向系统，执行机构为循环球式液压助力转向器，因此适用于电动客车、重型卡车、特种车辆等的大吨位电动动力转向技术仍处于空白状态，市场需求迫切、前景广阔。

4、由于重型车辆转向桥载荷大(一般超过4吨)及动力转向装置的布置位置一般位于动力舱内，因此存在机电匹配难度大的问题，在一定的空间范围约束及供电品质约束条件下，尽量减小电机体积，有效利用电机功率特性，匹配大传动比结构，实现小功率需求，大转矩输出的特性是重型车辆电动动力转向技术的技术瓶颈；其次采用齿轮齿条式转向装置或转向管柱式转向装置无法满足重型车辆的要求，必须采用整体结构强度高、抗冲击能力强的循环球式结构，而目前的循环球式转向结构只存在于重型液压助力向器中，并没有在电动动力转向系统中应用。因此亟需提供一种重型循环球式双模电动动力转向系统来解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明主要目的在于提供一种重型循环球式双模电动动力转向系统，以解决现有技术存在的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明采取了如下技术方案：

3、一种重型循环球式双模电动动力转向系统，包括电控装置和转向装置；

4、所述转向装置包括：

5、壳体，所述壳体采用球墨铸铁材料，所述壳体的内部设有空腔，所述空腔的一端设有开口；

6、输入轴与螺杆总成，所述输入轴与螺杆总成的一端转动设置于所述空腔的封闭端，另一端通过所述开口延伸至所述空腔的外部；

7、齿扇轴总成，所述齿扇轴总成设置于所述壳体的空腔内，啮合连接于所述输入轴与螺杆总成的下方，用于输出转矩；

8、润滑机构，所述润滑机构设置于所述齿扇轴总成上，用于对所述输入轴与螺杆总成、齿扇轴总成的啮合处进行润滑；

9、支撑座总成，所述支撑座总成套设于所述输入轴与螺杆总成的外侧，用于对所述输入轴与螺杆总成限位；

10、传动机构，所述传动机构用于将电机的转矩传递至所述输入轴与螺杆总成，并驱动所述输入轴与螺杆总成转动，所述传动机构包括位于所述壳体内部的蜗轮和蜗杆，所述蜗杆一端与电机的输出端连接，另一端与所述蜗轮啮合；

11、内端盖，所述内端盖套设于所述输入轴与螺杆总成的外侧，并抵接于所述蜗轮靠近所述开口的一侧；

12、外端盖，所述外端盖套设于所述输入轴与螺杆总成的外侧，并安装于所述壳体前端的开口处；

13、所述电控装置包括：

14、转速传感器，所述转速传感器安装于车体转向架上，用于检测汽车主动轮对的转速，并将检测到的速度信号输送至控制器；

15、倾角传感器，所述倾角传感器安装于车体转向架上，用于检测转向架的横向倾角，并将检测到的角度信号输送至控制器；

16、转角转矩传感器，所述转角转矩传感器安装于所述输入轴与螺杆总成上，用于检测转矩值，并将检测到的转矩信号输送至控制器；

17、控制器，所述控制器根据接收到的速度和倾角信号，判断车辆将要进入曲线行驶时，根据曲线半径和车速的大小，控制润滑机构进行工作；所述控制器根据接收到的输出转矩值，计算出电机的目标转矩，以转矩控制模式驱动电机输出助力转矩。

18、进一步的，齿扇轴总成包括输出轴和扇形齿轮，所述扇形齿轮固定设置于所述输出轴的中部，所述扇形齿轮与所述输入轴与螺杆总成的转向螺母侧面的锥齿啮合。

19、进一步的，所述润滑机构包括双向螺杆、推液块、驱动齿轮和从动齿轮，两个所述驱动齿轮对称设置于所述输出轴的两侧，所述从动齿轮啮合设置于所述驱动齿轮的下方，两个所述从动齿轮的中心孔通过所述双向螺杆连接，两个所述推液块分别螺纹连接于所述双向螺杆的两端；

20、所述壳体的空腔底部设置有突出部，所述突出部两侧均开设有储液腔，所述储液腔的侧壁设置有出液孔，所述推液块与所述储液腔的内侧壁滑动连接，所述扇形齿轮的齿根处均设置有两组喷射孔，两组喷射孔分别通过软管与两个储液腔的出液孔连通。

21、进一步的，两个所述储液腔通过设置于所述壳体内部的隔板分隔，所述双向螺杆的中间部位贯穿所述隔板，两者之前设有密封圈。

22、进一步的，所述储液腔包括滑动部和出液部，所述出液部的高度大于所述所述滑动部的高度，且两者相连通，所述推液块滑动设置于所述滑动部，所述出液孔设置于所述出液部的顶端，所述出液孔的底面高于所述滑动部的液面。

23、进一步的，所述输出轴和所述驱动齿轮转动连接，所述输出轴和驱动齿轮的连接处分别设有第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽位于所述输出轴的外侧壁，所述第二凹槽位于驱动齿轮的中心孔的内侧壁上，所述第一凹槽内设有电磁体，所述第二凹槽的底部设有弹簧，所述弹簧的顶部固定设置有永磁体，所述电磁体与所述控制器电连接。

24、进一步的，所述壳体的空腔底部设有支撑架，所述双向螺杆的两端分别转动设置于两个所述支撑架上。

25、进一步的，所述扇形齿轮两侧还设置有接入孔，所述接入孔一端与所述喷射孔连通，另一端通过软管与两个出液孔连通。

26、进一步的，所述外端盖包括第一盖体和第二盖体，所述第二盖体可拆卸连接在第一盖体上，所述第一盖体与第二盖体上均设置有贯穿的轴孔，所述第一盖体的轴孔外围由远离第二盖体的一端到靠近第二盖体的一端依次设置有轴承槽和第一半槽，所述第二盖体的轴孔外围由靠近第一盖体的一端到远离第一盖体的一端依次设置有第二半槽和骨架油封槽，所述第一半槽与第二半槽对接形成密封圈槽。

27、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

28、本发明的转向系统总体构型集成度非常高，在现有同等吨位循环球式液压助力转向器的空间范围内完成了循环球与齿扇结构、大减速比蜗轮蜗杆结构、转角转矩传感器、电机等多种结构的集成，具有结构简单、节省空间的优点；

29、采用大减速比机构与转角转矩传感器等取代了循环球式液压动力转向器中的转阀结构，在不增加额外空间的情况下，实现了液力传动向智能化电传动的转变，较同等体积循环球式液压动力转向器相比，功率需求降低300％，输出最大转矩提升5％；

30、壳体材料采用球墨铸铁并进行时效处理，以最大程度地发挥材料的性能，提高壳体强度，具有整体结构强度高、抗冲击能力强的优点；

31、通过设置润滑机构，使底部的润滑油喷射到扇形齿轮和转向螺母啮合处进行润滑，加速了润滑油的上下运动，避免润滑油分层变质，同时提高了扇形齿轮和转向螺母的使用寿命。