一种越野车的机械式四轮转向机构

本技术涉及现代交通，尤其涉及一种越野车的机械式四轮转向机构。

背景技术：

1、从19世纪第一辆汽车出现至今已有百年。汽车改变了人类的生活方式，汽车工业已经成为了一个国家的重要工业支柱，是衡量一个国家科学技术水平的标准。随着现代交通系统的越趋复杂以及汽车技术的不断发展，人们对汽车的要求也越来越高，在生活水平日益提升的今天，人们对汽车的要求已经不再仅仅是极速和加速性了，而是将更多的注意力放在汽车的操控稳定性和汽车的主动安全性。特别是先进的主动底盘技术更是汽车发展的重要方向，而四轮转向技术则是主动底盘控制中的一种类型，其也是有效提高汽车的操控稳定性和主动安全性的方法之一。

2、普通的两轮转向的汽车在转向时，从转动方向盘到后轮参与转向之间存在一定时间的滞后，使汽车转向的随动性(灵敏度)变差，并使汽车的转向半径变大。本实用新型所研究的四轮转向机构就是四个轮子都参与转向。为了提高两轮转向不足的性能，在低速时，前后轮进行逆向位转向，减小转弯半径，从而提高汽车的机动灵活性；高速时，前后轮进行同向位转向，使汽车由于行驶方向改变而产生的横摆角速度和侧向加速度很快达到稳态响应，改善了高速时汽车的操纵稳定性，很大程度的提高了汽车的主动安全性。

3、此实用新型不仅在汽车操控稳定性和主动安全性两大方面得到了较大的提升，同时也在一定程度上缓解了由于当前汽车数量不断增多而造成的空间拥挤使得汽车行驶困难这一实际性问题。由于国内汽车工业起步较晚，对四轮转向技术的研究和开发还不够充分，所以本实用新型推动了国内对四轮转向的研究与发展这一浪潮，符合国内汽车工业的发展趋势。

4、1.现有的前轮转向最明显的一个缺陷就是转弯半径过大，在汽车入库、掉头、过弯、避障过程中不够灵活，操控性较差。

5、2.前轮转向的汽车牵引转向能力差，拖挂时转向需要隔着后轮产生，因此难以做到随意而动，机动性较差。

6、3.汽车在高速变道过程中，前轮转向会使车辆产生质心的侧滑角，在风力作用下汽车行驶稳定性变差，安全系数低。

7、为解决上述问题，本申请中提出一种越野车的机械式四轮转向机构。

技术实现思路

1、本实用新型提出一种越野车的机械式四轮转向机构，以解决背景技术中存在的技术问题。

2、为解决上述问题，本实用新型提出了一种越野车的机械式四轮转向机构，包括车架，所述车架前后分为两端，车架一端左右两侧活动连接有前悬上叉臂和前悬下叉臂，且另一端左右两侧活动连接有后悬上叉臂和后悬下叉臂，所述车架一端中部设置有齿轮传动的前轮转向机构，另一端设置有后轮转向机构。

3、优选的，所述前轮转向机构包括第一齿轮、第一锥齿轮、第二锥齿轮、万向节、万向节、齿条壳和转动轴，所述车架一侧设置有齿条壳，齿条壳内设置有前转向齿条，所述车架一侧设置有转向柱，转向柱一侧设置有方向盘，转向柱远离方向盘的一侧活动连接有转动轴，转动轴一端于齿条壳内设置有第一锥齿轮，且齿条壳一侧活动连接有第二锥齿轮，第一锥齿轮与转向柱之间于转动轴上设置有第一齿轮，第二锥齿轮远离齿条壳的一侧活动连接有万向节，万向节一侧活动连接有万向节，万向节远离万向节的一侧活动连接有传动轴；

4、优选的，所述第一齿轮位于前转向齿条一侧，第一齿轮与前转向齿条之间相互啮合，且第一锥齿轮与第二锥齿轮之间相互啮合；

5、优选的，所述后轮转向机构包括滑块导轨、轴承、后转向壳体、第二齿轮和偏心圆，所述传动轴一侧设置有轴承，所述车架远离齿条壳的一侧设置有后转向壳体，后转向壳体一侧居中设置有偏心圆，轴承位于偏心圆内，轴承一侧设置有第二齿轮，第二齿轮一侧连接有滑块，所述后转向壳体内设置有滑块导轨，滑块位于滑块导轨上；

6、优选的，所述滑块导轨两侧设置有后转向拉杆，后转向拉杆远离滑块导轨的一侧活动连接有后转向羊角，所述后悬上叉臂和后悬下叉臂一侧均设置有鱼眼轴承，后悬上叉臂和后悬下叉臂通过鱼眼轴承活动连接有后轮毂；

7、优选的，所述前转向齿条两侧设置有前转向拉杆，前转向拉杆远离前转向齿条的一侧活动连接有前转向羊角，所述前悬上叉臂和前悬下叉臂一侧均设置有鱼眼轴承，前悬上叉臂和前悬下叉臂通过鱼眼轴承活动连接有前轮毂；

8、优选的，所述前轮毂和后轮毂上设置有轮辋，且轮辋上设置有轮胎；

9、优选的，所述车架前后左右两侧均设置有减震器，减震器的输出端固定连接有前转向羊角和后转向羊角；

10、优选的，所述车架中部设置有轴承座，传动轴位于轴承座上；

11、本实用新型的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

12、新型机械式四轮转向机构(方向盘小转角，前后轮异向，方向盘大转角，前后轮同向)在转向时能够基本保持车辆质心侧偏角为零，且能够改善汽车对转向盘输入的动态响应特性，在一定程度上改善了横摆角速度和侧向加速度的瞬态响应性能指标，明显改善车辆高速行驶的稳定性。当在高速行驶中转向时，四轮转向系统通过后轮与前轮的同向转向，能有效降低/消除车辆侧滑事故的发生几率，明显改善车辆高速行驶的稳定性及安全性。

技术特征：

1.一种越野车的机械式四轮转向机构，包括车架(1)，其特征在于，所述车架(1)前后分为两端，车架(1)一端左右两侧活动连接有前悬上叉臂(6)和前悬下叉臂(7)，且另一端左右两侧活动连接有后悬上叉臂(15)和后悬下叉臂(14)，所述车架(1)一端中部设置有齿轮传动的前轮转向机构(5)，另一端设置有后轮转向机构(17)。

2.根据权利要求1所述的一种越野车的机械式四轮转向机构，其特征在于，所述前轮转向机构(5)包括第一齿轮(501)、第一锥齿轮(502)、第二锥齿轮(503)、万向节1(504)、万向节2(505)、齿条壳(506)和转动轴(507)，所述车架(1)一侧设置有齿条壳(506)，齿条壳(506)内设置有前转向齿条(22)，所述车架(1)一侧设置有转向柱(3)，转向柱(3)一侧设置有方向盘(2)，转向柱(3)远离方向盘(2)的一侧活动连接有转动轴(507)，转动轴(507)一端于齿条壳(506)内设置有第一锥齿轮(502)，且齿条壳(506)一侧活动连接有第二锥齿轮(503)，第一锥齿轮(502)与转向柱(3)之间于转动轴(507)上设置有第一齿轮(501)，第二锥齿轮(503)远离齿条壳(506)的一侧活动连接有万向节1(504)，万向节1(504)一侧活动连接有万向节2(505)，万向节2(505)远离万向节1(504)的一侧活动连接有传动轴(9)。

3.根据权利要求2所述的一种越野车的机械式四轮转向机构，其特征在于，所述第一齿轮(501)位于前转向齿条(22)一侧，第一齿轮(501)与前转向齿条(22)之间相互啮合，且第一锥齿轮(502)与第二锥齿轮(503)之间相互啮合。

4.根据权利要求2所述的一种越野车的机械式四轮转向机构，其特征在于，所述后轮转向机构(17)包括滑块导轨(1701)、轴承(1702)、后转向壳体(1703)、第二齿轮(1704)和偏心圆(1705)，所述传动轴(9)一侧设置有轴承(1702)，所述车架(1)远离齿条壳(506)的一侧设置有后转向壳体(1703)，后转向壳体(1703)一侧居中设置有偏心圆(1705)，轴承(1702)位于偏心圆(1705)内，轴承(1702)一侧设置有第二齿轮(1704)，第二齿轮(1704)一侧连接有滑块(1706)，所述后转向壳体(1703)内设置有滑块导轨(1701)，滑块(1706)位于滑块导轨(1701)上。

5.根据权利要求4所述的一种越野车的机械式四轮转向机构，其特征在于，所述滑块导轨(1701)两侧设置有后转向拉杆(18)，后转向拉杆(18)远离滑块导轨(1701)的一侧活动连接有后转向羊角(19)，所述后悬上叉臂(15)和后悬下叉臂(14)一侧均设置有鱼眼轴承(20)，后悬上叉臂(15)和后悬下叉臂(14)通过鱼眼轴承(20)活动连接有后轮毂(11)。

6.根据权利要求2所述的一种越野车的机械式四轮转向机构，其特征在于，所述前转向齿条(22)两侧设置有前转向拉杆(21)，前转向拉杆(21)远离前转向齿条(22)的一侧活动连接有前转向羊角(4)，所述前悬上叉臂(6)和前悬下叉臂(7)一侧均设置有鱼眼轴承(20)，前悬上叉臂(6)和前悬下叉臂(7)通过鱼眼轴承(20)活动连接有前轮毂(8)。

7.根据权利要求6所述的一种越野车的机械式四轮转向机构，其特征在于，所述前轮毂(8)和后轮毂(11)上设置有轮辋(12)，且轮辋(12)上设置有轮胎(13)。

8.根据权利要求1所述的一种越野车的机械式四轮转向机构，其特征在于，所述车架(1)前后左右两侧均设置有减震器(16)，减震器(16)的输出端固定连接有前转向羊角(4)和后转向羊角(19)。

9.根据权利要求1所述的一种越野车的机械式四轮转向机构，其特征在于，所述车架(1)中部设置有轴承座(10)，传动轴(9)位于轴承座(10)上。

技术总结
一种越野车的机械式四轮转向机构，包括车架，所述车架前后分为两端，车架一端左右两侧活动连接有前悬上叉臂和前悬下叉臂，且另一端左右两侧活动连接有后悬上叉臂和后悬下叉臂，所述车架一端中部设置有齿轮传动的前轮转向机构，另一端设置有后轮转向机构；新型机械式四轮转向机构在转向时能够基本保持车辆质心侧偏角为零，且能够改善汽车对转向盘输入的动态响应特性，在一定程度上改善了横摆角速度和侧向加速度的瞬态响应性能指标，明显改善车辆高速行驶的稳定性。当在高速行驶中转向时，四轮转向系统通过后轮与前轮的同向转向，能有效降低/消除车辆侧滑事故的发生几率，明显改善车辆高速行驶的稳定性及安全性。

技术研发人员：蒋扬骄,邵亮亮,林炯棣,刘铁成,周翰隆,王向东,李坤翰
受保护的技术使用者：湖北汽车工业学院
技术研发日：20230110
技术公布日：2024/1/12