本实用新型涉及车辆转向技术领域，具体为一种单双前桥转向杆系统及应用该系统的重型汽车。
背景技术：
汽车转向杆系布置是汽车转向动力传输的主要枢纽，它将转向器和油缸输出的助力传递到车桥转向节臂进而推动车轮转向。理想的转向布置是使转向轮分别转到极限位置时所用时间基本相等,左右转向反馈到司机的手臂操作力也应相差不大。而由于车桥转向梯形的原因，内转角(车轮左转极限角度)常大于外转角(车轮右转转向极限角度)，在左右转向时间相等情况下油缸左转活塞杆伸出速度v1大于右转活塞杆回拉速度v2，即v1>v2，因理想状态下转向系统提供给左转的功率p1应等于右转的功率p2,即p1＝p2，依据功率方程则有p1＝f1v1,p2＝f2v2,而p1＝p2,v1>v2,则f1<f2,即理想布置是使油缸右转的动力f2大于左转动力f1。目前广泛应用的双前桥转向布置如下图1所示，该常规布置中转向器的左转高压油口和油缸无杆腔相通来提供左转助力f1，右转高压油口和油缸有杆腔相通来提供右转助力f2，显然在相同油压p下由于油缸有无杆腔工作面积的不同导致f1>f2，与上述理想受力状态不符，该布置会导致左转向产生的油压p1与右转向产生油压p2相差太大，如图2所示，p1max＝15.9mpa,p2max＝20.4mpa,δpmax＝20.4-15.9＝4.5mpa,该油压差δp通过方向盘反作用到司机手臂上，会使左右转向手感差距大，致使司机转向操作不舒服，安全感降低。
目前国内重卡汽车转向桥的载荷一般不超过9吨，但随着国民经济的发展，转向桥载荷越来越大，轮胎也相应加大，轮胎的加大以及悬架的上下跳动会使转向杆系上下布置空间很紧凑。常规增大转向力的方法是更换更大动力的转向器以及加大加粗油缸，这除了增加整套杆系的成本费用外还会因更换新型式的转向器、助力油缸而重新布置整车方案，费时费力。本实用新型针对常规转向所产生的上述问题而采用一种全新技术方案来布置转向杆系。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种单双前桥转向杆系统及应用该系统的重型汽车，以解决上述背景技术中提出的常规增大转向力的方法是更换更大动力的转向器以及加大加粗油缸，这除了增加整套杆系的成本费用外还会因更换新型式的转向器、助力油缸而重新布置整车方案，同时还会出现左右转向助力不相同，反馈到方向盘上就是驾驶员的左右转向操纵力反差较大，致使司机转向操作不舒服，安全感降低的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种单前桥转向杆系统，包括转向器，所述转向器的输出轴与转向摇臂的一端铰接，所述转向摇臂与一桥拉杆的一端铰接，所述一桥拉杆的另一端与固定在车桥上的转向节臂铰接，所述转向摇臂还与过渡拉杆一的一端铰接，所述过渡拉杆一的另一端与铰接固定在车架上的过渡摆臂铰接，所述过渡摆臂与第一辅助助力装置的输出端铰接。
进一步的，所述第一辅助助力装置包括油缸和固定在车架纵梁上的油缸座，所述油缸包括缸体和活塞杆，所述缸体末端与油缸座铰接，所述活塞杆设置在缸体内，所述活塞杆的前端与过渡摆臂铰接，所述油缸座固定在转向器与过渡摆臂之间的车架纵梁上。
进一步的，所述转向杆系统安装在车架的左纵梁上，所述油缸的有杆腔通过液压管路与转向器左转高压油口相连通，所述油缸的无杆腔通过液压管路与转向器右转高压油口相连通。
进一步的，所述转向杆系统安装在车架的右纵梁上，所述油缸的有杆腔通过液压管路与转向器右转高压油口相连通，所述油缸的无杆腔通过液压管路与转向器左转高压油口相连通。
进一步的，所述过渡摆臂与过渡摆臂座铰接，所述过渡摆臂座固定在车架纵梁上。
一种双前桥转向杆系统，包括转向器，所述转向器的输出轴与转向摇臂的一端铰接，所述转向摇臂与一桥拉杆的一端铰接，所述一桥拉杆的另一端与固定在一桥上的转向节臂铰接，所述转向摇臂还与过渡拉杆一的一端铰接，所述过渡拉杆一的另一端与铰接固定在车架纵梁上的过渡摆臂铰接，所述过渡摆臂还与过渡拉杆二的一端铰接，所述过渡拉杆二的另一端与铰接固定在车架上的二桥摆臂铰接，所述二桥摆臂与二桥拉杆的一端铰接，所述二桥拉杆的另一端与固定在二桥上的转向节臂铰接，所述二桥摆臂还与第二辅助助力装置铰接。
进一步的，所述第二辅助助力装置包括附加拉杆、附加摆臂、附加摆臂座、油缸、油缸座，所述油缸包括缸体和活塞杆，所述缸体末端与油缸座铰接，所述活塞杆设置在缸体内，所述附加拉杆的一端与二桥摆臂铰接，所述附加拉杆的另一端与附加摆臂铰接，所述附加摆臂铰接在附加摆臂座上，所述附加摆臂座固定在车架纵梁上，所述附加摆臂还与活塞杆的前端铰接，所述油缸座固定在转向器与附加摆臂之间的车架上。
进一步的，所述转向杆系统安装在车架的左纵梁上，所述油缸的有杆腔通过液压管路与转向器左转高压油口相连通，所述油缸的无杆腔通过液压管路与转向器右转高压油口相连通。
进一步的，所述转向杆系统安装在车架的右纵梁上，所述油缸的有杆腔通过液压管路与转向器右转高压油口相连通，所述油缸的无杆腔通过液压管路与转向器左转高压油口相连通。
一种重型汽车，应用所述转向杆系统。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型中的转向杆系布置是在仅能满足9吨转向的杆系中通过油缸倒置及附加杠杆来满足11吨转向的，与常规更换大功率转向器及加大加粗油缸相比，具有独创性，远远降低了转向布置成本，且效果明显、实用性强。另外本实用新型中的油缸倒置布置的辅助助力装置还能平衡左右转向助力，反馈到方向盘上就是驾驶员的左右转向操纵力基本相等，从而提高操纵舒适性和安全性。当大吨位重卡汽车的上下转向布置空间紧凑时可采用本技术方案来实现11吨及以上吨位双前桥或单前桥的转向操作。
附图说明
图1为本实用新型双前桥转向杆系结构示意图；
图2为本实用新型单前桥转向杆系结构示意图；
图3为现有技术双前桥转向杆系结构示意图；
图4为现有技术9吨双前桥转向系统承载11吨压力曲线图；
图5为本实用新型双前桥转向承载11吨压力曲线图；
图中：1转向器、2转向摇臂、3过渡摆臂、4过渡摆臂座、5二桥摆臂、6二桥摆臂座、7过渡拉杆一、8过渡拉杆二、9一桥拉杆、10二桥拉杆、11附加摆臂、12附加摆臂座、13附加拉杆、14油缸座、15油缸、16转向节臂，17车架纵梁。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例1：
参照图2，一种单前桥转向杆系统，包括转向器1，所述转向器1的输出轴与转向摇臂2的一端铰接，所述转向摇臂2与一桥拉杆9的一端铰接，所述一桥拉杆9的另一端与固定在车桥上的转向节臂16铰接，所述转向摇臂2还与过渡拉杆一7的一端铰接，所述过渡拉杆一7的另一端与铰接固定在车架上的过渡摆臂3铰接，所述过渡摆臂3与第一辅助助力装置的输出端铰接。
所述第一辅助助力装置包括油缸15和固定在车架纵梁17上的油缸座14，所述油缸15包括缸体和活塞杆，所述缸体末端与油缸座14铰接，所述活塞杆设置在缸体内，所述活塞杆的前端与过渡摆臂3铰接，所述油缸座14固定在转向器1与过渡摆臂3之间的车架纵梁上。
所述转向杆系统安装在车架的左纵梁上，所述油缸15的有杆腔通过液压管路与转向器1左转高压油口相连通，所述油缸15的无杆腔通过液压管路与转向器1右转高压油口相连通。
所述过渡摆臂3与过渡摆臂座4铰接，所述过渡摆臂座4固定在车架纵梁17上。
对单前轴转向杆系布置，如图2所示，与双前桥转向相比，整套杆系去掉了件二桥摆臂5、二桥摆臂座6、过渡拉杆二8、二桥拉杆10、附加摆臂座12、附加摆臂座12座、附加拉杆13，将油缸座14前移到过渡摆臂座4的前端固定在车架纵梁17上。此时过渡拉杆一7相当于上述的附加拉杆13作用，过渡摆臂33相当于附加摆臂座12作用，此时油缸15后端仍铰接在油缸座14上，前端铰接在过渡摆臂3上。过渡拉杆一7通过过渡摆臂3的杠杆比将油缸15的推拉助力放大，并通过转向摇臂2、一桥拉杆9传递到一桥转向节臂16上，从而产生放大的转向助力推动大吨位车轮转向。
实施例2：
参照图2，一种单前桥转向杆系统，包括转向器1，所述转向器1的输出轴与转向摇臂2的一端铰接，所述转向摇臂2与一桥拉杆9的一端铰接，所述一桥拉杆9的另一端与固定在车桥上的转向节臂16铰接，所述转向摇臂2还与过渡拉杆一7的一端铰接，所述过渡拉杆一7的另一端与铰接固定在车架上的过渡摆臂3铰接，所述过渡摆臂3与第一辅助助力装置的输出端铰接。
所述第一辅助助力装置包括油缸15和固定在车架纵梁17上的油缸座14，所述油缸15包括缸体和活塞杆，所述缸体末端与油缸座14铰接，所述活塞杆设置在缸体内，所述活塞杆的前端与过渡摆臂3铰接，所述油缸座14固定在转向器1与过渡摆臂3之间的车架纵梁上。
所述转向杆系统安装在车架的右纵梁上，所述油缸15的有杆腔通过液压管路与转向器1右转高压油口相连通，所述油缸15的无杆腔通过液压管路与转向器1左转高压油口相连通。
所述过渡摆臂3与过渡摆臂座4铰接，所述过渡摆臂座4固定在车架纵梁17上。
实施例3：
参照图1，一种双前桥转向杆系统，包括转向器1，所述转向器1的输出轴与转向摇臂2的一端铰接，所述转向摇臂2与一桥拉杆9的一端铰接，所述一桥拉杆9的另一端与固定在一桥上的转向节臂16铰接，所述转向摇臂2还与过渡拉杆一7的一端铰接，所述过渡拉杆一7的另一端与铰接固定在车架纵梁17上的过渡摆臂3铰接，所述过渡摆臂3还与过渡拉杆二8的一端铰接，所述过渡拉杆二8的另一端与铰接固定在车架上的二桥摆臂5铰接，所述二桥摆臂5与二桥拉杆10的一端铰接，所述二桥拉杆10的另一端与固定在二桥上的转向节臂16铰接，所述二桥摆臂5还与第二辅助助力装置铰接。
所述第二辅助助力装置包括附加拉杆13、附加摆臂11、附加摆臂座12、油缸15、油缸座14，所述油缸15包括缸体和活塞杆，所述缸体末端与油缸座14铰接，所述活塞杆设置在缸体内，所述附加拉杆13的一端与二桥摆臂5铰接，所述附加拉杆13的另一端与附加摆臂11铰接，所述附加摆臂11铰接在附加摆臂座12上，所述附加摆臂座12固定在车架纵梁17上，所述附加摆臂11还与活塞杆的前端铰接，所述油缸座14固定在转向器1与附加摆臂11之间的车架上。
所述转向杆系统安装在车架的左纵梁上，所述油缸15的有杆腔通过液压管路与转向器1左转高压油口相连通，所述油缸15的无杆腔通过液压管路与转向器1右转高压油口相连通。这样车轮左转时油缸15有杆腔提供动力f1，右转时油缸15无杆腔提供动力f2，很显然该油缸15倒置布置会实现f1>f2，符合上述理想受力状态，进而减小左右转向的油压差从而平衡左右转向助力。
图4、5所示的压力曲线是通过液压主动力功率与转向阻力功率相等(公式p·s1rω p·s4v＝mf·∑wi mg∑vi)并基于creoparametric机构仿真得来的。
油缸15有杆腔通过液压管路与转向器1左转高压油口相通来产生左转高压p1，油缸15无杆腔通过液压管路与转向器1右转高压油口相通来产生右转高压p2，从图5可以看出p1max＝13.7mpa,p2max＝15.06mpa，p2max-p1max＝δpmax＝1.36,该差值仅为现有技术如图4所产生压差δp的1/3，明显缩小了左右转向助力差，从而提高转向操纵舒适性和安全性。
所述附加拉杆13通过附加摆臂座12的杠杆比将油缸15的推拉助力放大，并通过二桥摆臂5、二桥拉杆10传递到二桥的转向节臂16上，从而产生放大的转向助力推动大吨位车轮转向，从图4可看出现有技术9吨双前桥转向系统承载11吨时其转向器1油液压力p最大可升到20.4mpa,超过本转向器1的承载限值18mpa，而采用本实用新型的杆系布置后参照图5，原承载9吨的转向系统当承载11吨时其转向器1油液压力p最大仅为15.06mpa，小于本转向器1的承载限值18mpa。
所述附加拉杆13通过附加摆臂11的杠杆作用将油缸15助力放大，并通过二桥摆臂5、二桥拉杆10传递到二桥转向节臂16上进而推动车轮转向。所述附加摆臂11长度较短，附加拉杆13及油缸15在二桥摆臂5和附加摆臂11间顺着车架方向纵向布置，以上布置均不会超过纵梁上下边缘，从而在上下运动空间比较紧凑情况下仍可布置本实用新型的转向杆系。
实施例4：
参照图1，一种双前桥转向杆系统，包括转向器1，所述转向器1的输出轴与转向摇臂2的一端铰接，所述转向摇臂2与一桥拉杆9的一端铰接，所述一桥拉杆9的另一端与固定在一桥上的转向节臂16铰接，所述转向摇臂2还与过渡拉杆一7的一端铰接，所述过渡拉杆一7的另一端与铰接固定在车架纵梁17上的过渡摆臂3铰接，所述过渡摆臂3还与过渡拉杆二8的一端铰接，所述过渡拉杆二8的另一端与铰接固定在车架上的二桥摆臂5铰接，所述二桥摆臂5与二桥拉杆10的一端铰接，所述二桥拉杆10的另一端与固定在二桥上的转向节臂16铰接，所述二桥摆臂5还与第二辅助助力装置铰接。
所述第二辅助助力装置包括附加拉杆13、附加摆臂11、附加摆臂座12、油缸15、油缸座14，所述油缸15包括缸体和活塞杆，所述缸体末端与油缸座14铰接，所述活塞杆设置在缸体内，所述附加拉杆13的一端与二桥摆臂5铰接，所述附加拉杆13的另一端与附加摆臂11铰接，所述附加摆臂11铰接在附加摆臂座12上，所述附加摆臂座12固定在车架纵梁17上，所述附加摆臂11还与活塞杆的前端铰接，所述油缸座14固定在转向器1与附加摆臂11之间的车架上。
所述转向杆系统安装在车架的右纵梁上，所述油缸15的有杆腔通过液压管路与转向器1右转高压油口相连通，所述油缸15的无杆腔通过液压管路与转向器1左转高压油口相连通。
实施例5：
一种重型汽车，应用实施例1-4中任意一例所描述的转向杆系统。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
1.一种单前桥转向杆系统，其特征在于：包括转向器，所述转向器的输出轴与转向摇臂的一端铰接，所述转向摇臂与一桥拉杆的一端铰接，所述一桥拉杆的另一端与固定在车桥上的转向节臂铰接，所述转向摇臂还与过渡拉杆一的一端铰接，所述过渡拉杆一的另一端与铰接固定在车架上的过渡摆臂铰接，所述过渡摆臂与第一辅助助力装置的输出端铰接。
2.根据权利要求1所述的单前桥转向杆系统，其特征在于：所述第一辅助助力装置包括油缸和固定在车架纵梁上的油缸座，所述油缸包括缸体和活塞杆，所述缸体末端与油缸座铰接，所述活塞杆设置在缸体内，所述活塞杆的前端与过渡摆臂铰接，所述油缸座固定在转向器与过渡摆臂之间的车架纵梁上。
3.根据权利要求2所述的单前桥转向杆系统，其特征在于：所述转向杆系统安装在车架的左纵梁上，所述油缸的有杆腔通过液压管路与转向器左转高压油口相连通，所述油缸的无杆腔通过液压管路与转向器右转高压油口相连通。
4.根据权利要求2所述的单前桥转向杆系统，其特征在于：所述转向杆系统安装在车架的右纵梁上，所述油缸的有杆腔通过液压管路与转向器右转高压油口相连通，所述油缸的无杆腔通过液压管路与转向器左转高压油口相连通。
5.根据权利要求2所述的单前桥转向杆系统，其特征在于：所述过渡摆臂与过渡摆臂座铰接，所述过渡摆臂座固定在车架纵梁上。
6.一种双前桥转向杆系统，其特征在于：包括转向器，所述转向器的输出轴与转向摇臂的一端铰接，所述转向摇臂与一桥拉杆的一端铰接，所述一桥拉杆的另一端与固定在一桥上的转向节臂铰接，所述转向摇臂还与过渡拉杆一的一端铰接，所述过渡拉杆一的另一端与铰接固定在车架纵梁上的过渡摆臂铰接，所述过渡摆臂还与过渡拉杆二的一端铰接，所述过渡拉杆二的另一端与铰接固定在车架上的二桥摆臂铰接，所述二桥摆臂与二桥拉杆的一端铰接，所述二桥拉杆的另一端与固定在二桥上的转向节臂铰接，所述二桥摆臂还与第二辅助助力装置铰接。
7.根据权利要求6所述的双前桥转向杆系统，其特征在于：所述第二辅助助力装置包括附加拉杆、附加摆臂、附加摆臂座、油缸、油缸座，所述油缸包括缸体和活塞杆，所述缸体末端与油缸座铰接，所述活塞杆设置在缸体内，所述附加拉杆的一端与二桥摆臂铰接，所述附加拉杆的另一端与附加摆臂铰接，所述附加摆臂铰接在附加摆臂座上，所述附加摆臂座固定在车架纵梁上，所述附加摆臂还与活塞杆的前端铰接，所述油缸座固定在转向器与附加摆臂之间的车架上。
8.根据权利要求7所述的双前桥转向杆系统，其特征在于：所述转向杆系统安装在车架的左纵梁上，所述油缸的有杆腔通过液压管路与转向器左转高压油口相连通，所述油缸的无杆腔通过液压管路与转向器右转高压油口相连通。
9.根据权利要求7所述的双前桥转向杆系统，其特征在于：所述转向杆系统安装在车架的右纵梁上，所述油缸的有杆腔通过液压管路与转向器右转高压油口相连通，所述油缸的无杆腔通过液压管路与转向器左转高压油口相连通。
10.一种重型汽车，其特征在于：应用权利要求1-9中任意一条所述转向杆系统。
技术总结