适用于前驱、四驱的转向节总成及转向节总成安装结构

本实用新型公开一种适用于前驱、四驱的转向节总成及转向节总成安装结构，其中，转向节总成包括转向节本体、上叉臂连接体、下叉臂连接体、制动卡钳第一连接体、制动卡钳第二连接体和转向拉杆连接体；转向节本体设有轴孔，上叉臂连接体设有竖孔A；下叉臂连接体设有竖孔B，竖孔A的中心与竖孔B的中心连线形成转向主销轴线，转向主销轴线的内倾角为0°，转向主销的偏移距为0mm，转向主销轴线的后倾角γ为6°‑12°，转向主销的拖距d为‑30mm至‑45mm，转向主销轴线在轮胎宽度方向铅垂面上的投影与轮胎宽度上的垂直平分线重合。本实用新型提供的转向节总成，有助于提升前驱、四驱汽车转向系统的稳定性、操纵性及驾乘人员安全性。

技术领域
本实用新型涉及汽车转向系统技术领域，具体涉及一种适用于前驱、四驱的转向节总成及转向节总成安装结构。
背景技术
在现有技术中，如图1所示，常规汽车转向系统的转向主销都是后倾、内倾、偏距及拖距的布置方式，前轮系的自然状态是以“八”字形姿态展示，此时前车架为最低点(轮胎与地面摩擦力较小的情况下)。如图2所示，当汽车转向系统装配拉杆与方向机后，车身被抬高，姿态正常，此时左右轮胎通过方向机，转向拉杆和相关球头等部互相拉或者是互相推维持平衡，这种转向系统在实际使用过程中稳定性低，更主要的是还要抵抗急加速和急制动的巨大作用力，导致相关部件的寿命较短。如果向某一侧面打转向，内侧轮系继续抬高车架，受重力作用有一定的正向转向回正力矩，而外侧是降低车架，产生一个与转向回正力相反的力矩，最终通过方向机，拉杆大部分被互相抵消，所以说常规汽车转向回正力不理想，这就是根本原因，只有在内侧转向轮大转角时产生一点微弱的转向回正力。目前之所以说常规汽车转向回正力很好，其实靠的是转向助力系统在参与做功，转向助力系统做功的同时会消耗一部分能量，这样又降低了该系统的寿命，同时增加了成本。而且常规汽车因有偏移距的存在，也不得不产生一定程度的扭矩转向，稳定性和舒适性又部分被丧失。对此，申请人公开了一种转向节总成(公开号为CN2019107444256)，包括转向节本体、上叉臂连接体、下叉臂连接体、制动卡钳第一连接体和制动卡钳第二连接体；上叉臂连接体的第一端设于转向节本体上，第二端开设有竖孔A；所述下叉臂连接体的第一端固接于转向节本体，下叉臂连接体的第二端开设有竖孔B，竖孔A的中心与竖孔B的中心连线与汽车铅垂线形成的前倾角γ为5°-13°，竖孔A的中心与竖孔B的中心连线的延长线与地面的接触点距轮胎接地中心的地面拖距d为40mm-50mm。该申请的转向节适用于所有后驱车辆，传动效率会得到不同程度提升，但不适用于前驱和四驱车辆。实用新型内容针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种转向节总成及转向节总成安装结构，能够适用于前驱和四驱的汽车，至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型第一方面提供一种适用于前驱、四驱的转向节总成，包括转向节本体、上叉臂连接体、下叉臂连接体、制动卡钳第一连接体、制动卡钳第二连接体和转向拉杆连接体；所述转向节本体呈圆柱体，其轴向中心开设有轴孔；所述上叉臂连接体的第一端固设于转向节本体上，所述上叉臂连接体的主体能够绕过轮胎面，并在上叉臂连接体的第二端开设有用于连接上叉臂的竖孔A；所述下叉臂连接体的第一端固接于转向节本体的外环面，所述下叉臂连接体的第二端开设有用于连接下叉臂的竖孔B，所述竖孔B与竖孔A同轴设置；所述转向拉杆连接体的第一端固接于转向节本体的外环面，所述转向拉杆连接体的第二端开设有用于连接转向拉杆的竖孔C；所述制动卡钳第一连接体和制动卡钳第二连接体的第一端均连接于转向节本体的外环面，所述制动卡钳第一连接体和制动卡钳第二连接体的第二端均开设有用于连接制动卡钳的横向连接孔；所述竖孔A的中心与竖孔B的中心连线形成转向主销轴线，所述转向主销轴线的内倾角为0°，转向主销的偏移距为0mm，所述转向主销轴线的后倾角γ为6°-12°，转向主销的拖距d为-30mm至-45mm；所述转向主销轴线在轮胎宽度方向铅垂面上的投影与轮胎宽度上的垂直平分线重合。本实用新型提供的转向节总成，转向主销的偏移距为0mm后，无法形成扭矩转向，有助于提高车体的稳定性与舒适性。在左右传动轴有功输出时，整车没有方向机连接可直线行驶，如果有一侧失控整车还可正常任意行驶，由此提高了安全性，降低了事故率。整车打转向后，两轮系同时抬高车体，转向回正力矩是左右相加，无论是低速行驶还是高速行驶，回正力都比较明显，稳定性大幅度提高，同时因转向回正力矩不用转向助力做功，可节约助力能耗30％左右，延长了转向节的使用寿命，降低了使用成本。本实用新型提供的转向节总成，还可以具有如下附加的技术特征：根据本实用新型的一个示例，所述上叉臂连接体和下叉臂连接体均位于轮毂中垂线的后方，所述转向拉杆连接体位于穿设轮毂竖向的铅垂线的前方。根据本实用新型的一个示例，所述转向主销轴线的后倾角γ为8°-10°。根据本实用新型的一个示例，所述转向主销轴线与地面的接触点距轮胎接地中心的拖距 d为45mm。根据本实用新型的一个示例，所述上叉臂连接体成圆弧形结构。根据本实用新型的一个示例，所述竖孔A、竖孔B和竖孔C为锥形通孔。根据本实用新型的一个示例，所述横向连接孔为直通孔。本实用新型第二方面提供一种转向节总成安装结构，包括轮毂单元、轮毂轴承、制动卡钳、轮胎和上述任意一项所述的转向节总成；所述轮胎的中心孔内装设有轮毂单元，所述轮毂单元的内侧壁具有沿轮毂单元轴向延伸的安装环，所述安装环外环面的两端与转向节本体的轴孔分别通过轮毂轴承可转动连接；所述球笼式万向节的一端与传动轴连接，另一端固设有法兰，所述法兰可拆卸安装在轮毂单元上；所述制动卡钳位于轮胎的内环面与转向节本体的外环面之间，且分别与制动卡钳第一连接体和制动卡钳第二连接体可拆卸固接。根据本实用新型的一个示例，所述轴孔的轴截面呈工形，所述轮毂轴承设于轴孔的大径环面上。根据本实用新型的一个示例，位于轴孔大径环面上的两个轮毂轴承的外圆部卡设于工字形台阶面上，两个轮毂轴承的内圆部通过轴承支撑连接成一体，并通过穿设安装环螺栓组合固定。本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
图1为现有技术中汽车前轮呈“八”字形姿态布置的示意图；图2为现有技术中汽车前轮装设方向机后的示意图；图3为本实用新型实施例1提供的一种适用于前驱、四驱的转向节总成的立体示意图；图4为图3的侧视图；图5为图3的正视图；图6为本实用新型实施例2提供的转向节总成安装结构的正视图；图7为本实用新型实施例2提供的转向节总成安装结构的后视断面图；附图标记中：转向节总成1、转向节本体11、轴孔111、上叉臂连接体12、竖孔A121、下叉臂连接体13、竖孔B131、制动卡钳第一连接体14、制动卡钳第二连接体15、转向拉杆连接体16、转向主销轴线17；轮毂单元2、安装环21、轮毂轴承3、轴承支撑31、制动卡钳4、轮胎5、球笼式万向节6、法兰61。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。实施例1参阅图3至图5，本实施例提供一种适用于前驱、四驱的转向节总成，包括转向节本体 11、上叉臂连接体12、下叉臂连接体13、制动卡钳第一连接体14、制动卡钳第二连接体15和转向拉杆连接体16；转向节本体11呈圆柱体，其轴向中心开设有轴孔111。上叉臂连接体12的第一端固设于转向节本体11上，上叉臂连接体12的主体能够绕过轮胎面，并在上叉臂连接体12的第二端开设有用于连接上叉臂的竖孔A121；当转向节总成1安装在中小型车上时，因小型车的轮胎较小，可将上叉臂连接体12设计成圆弧形结构，上叉臂连接体12的第一端固设在转向节本体11的外环面，上叉臂连接体12的主体绕过轮胎侧面，叉臂连接体12主体的弧度与轮胎的尺寸呈正比，具体可根据轮胎 5尺寸确定。当转向节总成11安装在大型车上时，因大型车的轮胎较大，可将上叉臂连接体12加工成倾斜结构即可。所述下叉臂连接体13的第一端固接于转向节本体11的外环面，所述下叉臂连接体13 的第二端开设有用于连接下叉臂的竖孔B131，所述竖孔B131与竖孔A121同轴设置；所述转向拉杆连接体16的第一端固接于转向节本体11的外环面，所述转向拉杆连接体 16的第二端开设有用于连接转向拉杆的竖孔C163，在实际生产中，转向拉杆连接体的第一端也可以固定在上叉臂连接体12上。所述制动卡钳第一连接体14和制动卡钳第二连接体15的第一端均连接于转向节本体 11的外环面，所述制动卡钳第一连接体14和制动卡钳第二连接体15的第二端均开设有用于连接制动卡钳的横向连接孔141；如图3所示，竖孔A121的中心与竖孔B131的中心连线形成转向主销轴线17，转向主销轴线17的内倾角为0°，转向主销的偏移距为0mm；如图4所示，转向主销轴线17的后倾角γ为6°-12°，转向主销的拖距d为-30mm至 -45mm。所述转向主销轴线17在轮胎宽度方向铅垂面上的投影与轮胎宽度上的垂直平分线重合。上述转向节总成1，转向主销的偏移距为0mm后，无法形成扭矩转向，有助于提高车体的稳定性与舒适性。在左右传动轴7有功输出时，整车没有方向机连接可直线行驶，如果有一侧失控整车即可正常任意行驶，由此提高了安全性，降低了事故率。整车打转向后，两轮系同时抬高车体，转向回正力矩是左右相加，无论是低速行驶还是高速行驶，回正力都比较明显，稳定性大幅度提高，同时因转向回正力矩不用转向助力做功，可节约助力能耗30％左右，延长了转向节的使用寿命，降低了使用成本。在同样车型的前提下，采用本实用新型的转向节总成1，可使上叉臂向外后方移动，从而增加前机舱内的布置空间，有利于发动机、空调等零部件的布置安装以及车辆的维护。在本实施例中，上叉臂连接体12和下叉臂连接体13均位于轮毂中垂线的后方。在本实施例中，转向主销轴线17的后倾角γ为8°-10°，当后倾角为大于10°时，则会使方向逐渐沉重，有摆振与转向“打手”现象，当后倾角为小于8°时，则会逐渐影响稳定性及转向回正效果差。在本实施例中，所述竖孔A121、竖孔B131和竖孔C163为锥形通孔，设计成锥形通孔与球头连接。在本实施例中，横向连接孔141优选直通孔，这样有助于与现有技术中的制动卡钳配合连接。实施例2参阅图6和图7，本实施例提供一种转向节总成安装结构，包括轮毂单元2、轮毂轴承 3、制动卡钳4、轮胎5、球笼式万向节6以及实施例1提供的转向节总成1；如图6所示，轮胎5的中心孔内装设有轮毂单元2，轮毂单元2的内侧壁具有沿轮毂单元2轴向延伸的安装环21，安装环21外环面的两端与转向节本体11的轴孔111分别通过轮毂轴承3可转动连接；球笼式万向节6的一端与传动轴7连接，另一端固设有法兰61，法兰61可拆卸安装在轮毂单元2上；制动卡钳4位于轮胎5的内环面与转向节本体11的外环面之间，且分别与制动卡钳第一连接体14和制动卡钳第二连接体15可拆卸固接。在本实施例中，轴孔111的轴截面呈工形，轮毂轴承3设于轴孔111的大径环面上，位于轴孔111大径环面上的两个轮毂轴承3的外圆部卡设于工字形台阶面上，两个轮毂轴承3 的内圆部通过轴承支撑31连接成一体，并通过穿设安装环21螺栓组合固定，为了便于安装轮毂轴承3，可在安装环21的外环壁开设有容纳轮毂轴承3的内圆部及轴承支撑31的卡位凹槽，通过轴承支撑31连接两个轮毂轴承3，有助于提高轮毂轴承3的稳定性。本实用新型提供的转向节总成安装结构，第一方面有助于提升汽车转向系统稳定性、操纵性及驾乘人员安全性，第二方面有助于提升汽车机械转向回正性能，降低整车制造成本或节省行驶过程中电子助力能量的消耗，以及延长零部件的使用寿命。转向机、拉杆、球头转向相关部件受力小，不存在加速和制动的冲击力，也延长了其使用寿命，降低了成本。由于本实用新型提供的前轮转向系统可降低电子转向助力系统与车身电子稳定系统的能量消耗，特别适合安装再无人驾驶智能汽车上。尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。