开题报告-富康轿车液压助力转向系统设计

毕业设计开题报告题目富康轿车液压助力转向Fukangsedanhydraulicpowersteeringsyetem一、本课题研究的主要内容、目的和意义汽车转向系统作为汽车主动安全性的关键总成,其性能好坏直接影响着车辆运行时的安全性和操纵稳定性，随着现代汽车技术的迅猛发展,汽车转向机构也由开始简单的纯机械机构发展到后来机械液压助力转向(HydraulicPowerSteering,简称HPS)和电控液压助动力转向(ElectricHydraulicPowerSteering,简称EHPS机构),以及目前的电动助力转向(ElectricPowerSteering,简称EPS)机构。本次设计主要侧重随动阀的工作原理、结构、根据富康样车及转阀的工作原理进行了大胆的改进，转向梯形的基本初始尺寸的确定是在老师的帮助下，利用Matlab软件以实习中测得的数据为初始值进行优化所得，动力缸的设计中对所学力学基本知识进行了复习和灵活掌握。在最后的分析中，我们讨论了在不平路面上（以路遇石头为例），方向盘的转角，总装图及外形图的绘制，使我们对汽车转向系及整车结构有了进一步的了解。转向系是用来保持或者改变汽车行驶方向的机构，在汽车转向行驶时，保证个转向轮之间有协调的转角关系。机械转向系依靠驾驶员的手力转动方向盘，经转向器和转向传动机构使转向轮偏转，为了操作轻便，现代轿车多采用液压助力转向机构，本次设计的目的是使同学们对轿车液压助力转向的工作原理及设计参数的选取过程有进一步了解；对所学知识进行加深理解与灵活应用。二、文献综述（国内外相关研究现况和发展趋向）助力转向系统，也就是动力转向，目前已成为绝大多数轿车的一项标准配置，顾名思义，助力转向就是协助驾驶员做汽车方向调整，为驾驶员减轻打方向盘强度的装置。可是很多车友在面对诸如机械式液压助力转向、电子式液压助力转向及电动助力转向等多种助力转向系统时难免有些迷惑，搞不清楚其间区别。从本期汽车学堂起，我们将简单介绍目前常见的几种助力转向系统，希望对您购车、用车有所帮助。首先来看传统的液压助力转向系统。据了解，液压助力转向系统到现在已经有半个世纪的发展历史，可以说技术已经非常成熟，所以被广泛应用。据西安某专业汽修厂负责人介绍，液压助力转向系统由液压和机械等两部分组成，它是以液压油做动力传递介质，通过液压泵产生动力来推动机械转向器，从而实现转向的。传统机械液压动力转向系统的液压泵由汽车发动机驱动。为保证汽车原地转向或者低速转向时的轻便性，液压泵的排量是以发动机怠速时的流量来确定的。汽车发动之后，无论是否转向，这套系统都要工作，而且在大转向车速较低时，需要液压泵输出更大的功率以获得比较大的助力，所以便在一定程度上浪费了发动机动力资源。国外20世纪80年代以来在汽车上大力发展电动转向（EPS），已经取得相当大的成果，在轻微型轿车、厢式车上得到广泛的应用，并且每年以300万台的速度发展。随着2000年昌河汽车之北斗星厢式车安装电动转向器，掀开我国汽车转向器历史上新的一页。由于它在转向方面明显的优越性，很受广大客户欢迎。最初组装的200台电动转向试销车很快被抢购一空。这几年正逐年增加安装电动转向汽车的产量，今年将达到三万六千台。正是由于北斗星汽车在国内首装电动转向，带动了国内电动转向开发热。到现在已有10家大专院校和10家国营和民营企业立项或独自开发该种产品，预计我国每年会以10~20万台速度发展。正是由于各方面电动转向研究的大量投入，该产品已接近成功，已有一部分产品开始装车调试。在汽车电动转向产品的开发中充分体现了我国市场经济竞争的特点，一些大专院校和企业相结合，国营、民营企业齐上阵，这种各方面竞争的结果加快了开发的进度。电动转向所以称之为“精确转向”，就是在汽车转向过程中，该转向器根据不同车速、方向盘转动的快慢，准确的提供各种行驶路况下的最佳转向助力，这是在计算机（ECU）控制下实现的。电动转向器是在计算机控制下实施对电机电流大小的变化控制，实现不同的转向助力。所以它能精确的实现人们预先设置在不同车速、不同转弯角度所需要的转向助力。电动转向的发展主要是针对解决纯液压助力转向的最大难题，高速行驶时方向盘发飘，这是汽车操纵稳定性的一大课题。液压助力转向虽然解决了汽车转向轻便性问题，但高速行驶时方向盘太轻，就造成了驾驶员发飘的感觉。新型转向油泵虽然可以作到高速转向时油泵流量可以下降，但高速行驶时并不保证发动机驱动下的油泵亦处于高速转动工况。因此不能彻底解决汽车高速行驶发飘的问题。电动转向系统可通过控制助力电机，降低高速行驶时转向助力，增大转向手力，解决高速发飘问题，而且成本相对较低。但由于电机的功率、扭矩及尺寸的限制，故多用于轻微型轿车和厢式车。随着新的电动转向结构研发，未来将逐步推广到中高级轿车和卡车上。由于目前已有装电动转向器的市场，未来潜在的市场也较广大；该种转向器成本较低，必将受到汽车厂家的欢迎。现在还有些汽车冠以电动助力转向，其实不是真正意义上的纯电动助力转向，它还需要液压系统，只不过由电动机供油，这就是电子液压助力转向系统。电子液压转向助力系统克服了传统的液压转向助力系统的缺点。它所采用的液压泵不再靠发动机皮带直接驱动，而是采用一个电动泵，它所有的工作的状态都是由电子控制单元根据车辆的行驶速度、转向角度等信号计算出的最理想状态。简单地说，在低速大转向时，电子控制单元驱动电子液压泵以高速运转输出较大功率，使驾驶员打方向省力；汽车在高速行驶时，液压控制单元驱动电子液压泵以较低的速度运转，在不至于影响高速打转向的需要的同时，节省一部分发动机功率。综合考虑汽车液压助力转向器中的机械子系统与液压子系统,将二者结合到一起,建立汽车液压助力转向器的数学模型,并建立汽车液压助力转向器的MatlabSimulink仿真模型。对液压系统供油量、扭杆弹簧的刚度和转向油缸工作面积选择不同的参数进行仿真;并对仿真结果进行对比和分析,结果是系统的供油流量和油缸活塞面积对齿条位移的动态响应影响比较大,而对扭杆刚度的影响比较小。为提高汽车的转向操纵性能,目前汽车上广泛地采用各类助力转向系统,其中又以液压助力形式最常见川.液压助力转向系统主要有齿轮齿条式和循环球式两种,前者主要用于轿车和轻型汽车,后者则主要用于中型、重型车辆。三、拟采取的研究方法（方案、技术路线等）和实现的可行性论证设计步骤：1.动力转向的转向机、阀、缸的布置形式2.油泵功率与发动机的匹配3.动力转向机构的传动部分4.动力转向随动阀5.传动杆件6.转向油缸尺寸的确定7.转向油罐与转向液压泵汽车的操作稳定性不仅影响到汽车驾驶的操纵方便程度，而且也是决定告诉汽车安全行驶的一个主要性能，所以人们称之为“高速车辆的生命线”。汽车的操纵稳定性是指在驾驶者看不到过分紧张、疲劳的条件下，汽车能遵循驾驶者能通过转向系及转向车轮给定的方向行驶，且当遭遇外界干扰时，汽车能抵抗干扰而保持稳定行驶的能力。本次设计采用的液压助力转向形式对提高汽车转向稳定性有利。本设计采用的油路系统为齿轮泵，由于装置在齿轮泵的两侧板，使其能辅导并在其背后作用有压出压力，以便经常将侧板压向齿轮的侧面使得高压处的内部泄露最小。四、预期结果（或预计成果）1、转向系统应保证车辆在回转的过程中，轮胎、地面间无严重的滑转。2、转向过程中油泵的供油量能在2~3秒完成方向盘转动3~4.5圈时的最大供油量。油压的升、降平稳、无冲击。当方向盘停止转动时，车轮不能来回摆动。3、转向机关必须具有“随动”作用，且偏转轮转角必须与方向盘转角保持一定的比例关系。4、驾驶员从方向盘能够获取“地感”，以掌握路面的变化情况。但又不能因为“地感”过强而出现“打手”现象。5、对于助力式转向，必须保证在助力装置失效时，仍能够依靠人力可靠地实现转向。6、动力转向机构必须具有自动回正作用。7、转向助力机构的安装位置应本着保证构件的活动空间、不与地面障碍发生碰撞。五、研究进度安排2.28-3.21调研，查阅资料3.21-3.28完成实习报告，进行方案设计论证3.29-4.9进行开题，并完成开题报告4.10-5.17完成毕业设计及相关图纸的绘制5.18-5.24准备毕业答辩六、主要参考文献参考文献：[1]诸文农.底盘设计[M].北京:机械工业出版社,1998.[2]张光裕.工程机械底盘构造与设计[M].北京:中国建筑工业出版社,1994.[3]丁树模、姚如一.液压传动[M].北京:机械工业出版社,1995.[4]姚东亮.中国汽车维修数据使用手册[M].北京:人民交通出版社,2003.[5]王望予.汽车设计[M].黑龙江：黑龙江人民出版社2005.[6]黄强.汽车工程手册[M].北京:人民交通出版社,1996.[7]陈家瑞.汽车构造[M].北京:等教育出版社,2003.[8]姜正根.汽车概论[M].北京:等教育出版社,2001.[9]刘鸿文.材料力学[M].北京:高等教育出版社,2004.[10]张向成.机械传动设计手册[M].北京:械工业出版社,1992.[11]孙恒、陈作模.机械原理[M].北京:高等教育出版社,2004.[12]徐灏.机械设计手册[M].北京:机械工业出版社,1998.[13濮良贵、纪名刚.机械设计[M].北京:高等教育出版社,2004.[14]王光良.汽车理论[M].北京:高等教育出版社,2003.[15叶涛.机械制造[M].北京:高等教育出版社,2001.[16陈明.机械制造工艺[M].北京:高等教育出版社,2004.[17