畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告題目富康轎車液壓助力轉(zhuǎn)向Fukangsedanhydraulicpowersteeringsyetem一、本課題研究的主要內(nèi)容、目的和意義汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)作為汽車主動(dòng)安全性的關(guān)鍵總成,其性能好壞直接影響著車輛運(yùn)行時(shí)的安全性和操縱穩(wěn)定性，隨著現(xiàn)代汽車技術(shù)的迅猛發(fā)展,汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)也由開始簡單的純機(jī)械機(jī)構(gòu)發(fā)展到后來機(jī)械液壓助力轉(zhuǎn)向(HydraulicPowerSteering,簡稱HPS)和電控液壓助動(dòng)力轉(zhuǎn)向(ElectricHydraulicPowerSteering,簡稱EHPS機(jī)構(gòu)),以及目前的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向(ElectricPowerSteering,簡稱EPS)機(jī)構(gòu)。本次設(shè)計(jì)主要側(cè)重隨動(dòng)閥的工作原理、結(jié)構(gòu)、根據(jù)富康樣車及轉(zhuǎn)閥的工作原理進(jìn)行了大膽的改進(jìn)，轉(zhuǎn)向梯形的基本初始尺寸的確定是在老師的幫助下，利用Matlab軟件以實(shí)習(xí)中測得的數(shù)據(jù)為初始值進(jìn)行優(yōu)化所得，動(dòng)力缸的設(shè)計(jì)中對(duì)所學(xué)力學(xué)基本知識(shí)進(jìn)行了復(fù)習(xí)和靈活掌握。在最后的分析中，我們討論了在不平路面上（以路遇石頭為例），方向盤的轉(zhuǎn)角，總裝圖及外形圖的繪制，使我們對(duì)汽車轉(zhuǎn)向系及整車結(jié)構(gòu)有了進(jìn)一步的了解。轉(zhuǎn)向系是用來保持或者改變汽車行駛方向的機(jī)構(gòu)，在汽車轉(zhuǎn)向行駛時(shí)，保證個(gè)轉(zhuǎn)向輪之間有協(xié)調(diào)的轉(zhuǎn)角關(guān)系。機(jī)械轉(zhuǎn)向系依靠駕駛員的手力轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤，經(jīng)轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)，為了操作輕便，現(xiàn)代轎車多采用液壓助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，本次設(shè)計(jì)的目的是使同學(xué)們對(duì)轎車液壓助力轉(zhuǎn)向的工作原理及設(shè)計(jì)參數(shù)的選取過程有進(jìn)一步了解；對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行加深理解與靈活應(yīng)用。二、文獻(xiàn)綜述（國內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)況和發(fā)展趨向）助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，也就是動(dòng)力轉(zhuǎn)向，目前已成為絕大多數(shù)轎車的一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)配置，顧名思義，助力轉(zhuǎn)向就是協(xié)助駕駛員做汽車方向調(diào)整，為駕駛員減輕打方向盤強(qiáng)度的裝置?？墒呛芏嘬囉言诿鎸?duì)諸如機(jī)械式液壓助力轉(zhuǎn)向、電子式液壓助力轉(zhuǎn)向及電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向等多種助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)時(shí)難免有些迷惑，搞不清楚其間區(qū)別。從本期汽車學(xué)堂起，我們將簡單介紹目前常見的幾種助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，希望對(duì)您購車、用車有所幫助。首先來看傳統(tǒng)的液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。據(jù)了解，液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)到現(xiàn)在已經(jīng)有半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展歷史，可以說技術(shù)已經(jīng)非常成熟，所以被廣泛應(yīng)用。據(jù)西安某專業(yè)汽修廠負(fù)責(zé)人介紹，液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由液壓和機(jī)械等兩部分組成，它是以液壓油做動(dòng)力傳遞介質(zhì)，通過液壓泵產(chǎn)生動(dòng)力來推動(dòng)機(jī)械轉(zhuǎn)向器，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向的。傳統(tǒng)機(jī)械液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的液壓泵由汽車發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。為保證汽車原地轉(zhuǎn)向或者低速轉(zhuǎn)向時(shí)的輕便性，液壓泵的排量是以發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)的流量來確定的。汽車發(fā)動(dòng)之后，無論是否轉(zhuǎn)向，這套系統(tǒng)都要工作，而且在大轉(zhuǎn)向車速較低時(shí)，需要液壓泵輸出更大的功率以獲得比較大的助力，所以便在一定程度上浪費(fèi)了發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力資源。國外20世紀(jì)80年代以來在汽車上大力發(fā)展電動(dòng)轉(zhuǎn)向（EPS），已經(jīng)取得相當(dāng)大的成果，在輕微型轎車、廂式車上得到廣泛的應(yīng)用，并且每年以300萬臺(tái)的速度發(fā)展。隨著2000年昌河汽車之北斗星廂式車安裝電動(dòng)轉(zhuǎn)向器，掀開我國汽車轉(zhuǎn)向器歷史上新的一頁。由于它在轉(zhuǎn)向方面明顯的優(yōu)越性，很受廣大客戶歡迎。最初組裝的200臺(tái)電動(dòng)轉(zhuǎn)向試銷車很快被搶購一空。這幾年正逐年增加安裝電動(dòng)轉(zhuǎn)向汽車的產(chǎn)量，今年將達(dá)到三萬六千臺(tái)。正是由于北斗星汽車在國內(nèi)首裝電動(dòng)轉(zhuǎn)向，帶動(dòng)了國內(nèi)電動(dòng)轉(zhuǎn)向開發(fā)熱。到現(xiàn)在已有10家大專院校和10家國營和民營企業(yè)立項(xiàng)或獨(dú)自開發(fā)該種產(chǎn)品，預(yù)計(jì)我國每年會(huì)以10~20萬臺(tái)速度發(fā)展。正是由于各方面電動(dòng)轉(zhuǎn)向研究的大量投入，該產(chǎn)品已接近成功，已有一部分產(chǎn)品開始裝車調(diào)試。在汽車電動(dòng)轉(zhuǎn)向產(chǎn)品的開發(fā)中充分體現(xiàn)了我國市場經(jīng)濟(jì)競爭的特點(diǎn)，一些大專院校和企業(yè)相結(jié)合，國營、民營企業(yè)齊上陣，這種各方面競爭的結(jié)果加快了開發(fā)的進(jìn)度。電動(dòng)轉(zhuǎn)向所以稱之為“精確轉(zhuǎn)向”，就是在汽車轉(zhuǎn)向過程中，該轉(zhuǎn)向器根據(jù)不同車速、方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢，準(zhǔn)確的提供各種行駛路況下的最佳轉(zhuǎn)向助力，這是在計(jì)算機(jī)（ECU）控制下實(shí)現(xiàn)的。電動(dòng)轉(zhuǎn)向器是在計(jì)算機(jī)控制下實(shí)施對(duì)電機(jī)電流大小的變化控制，實(shí)現(xiàn)不同的轉(zhuǎn)向助力。所以它能精確的實(shí)現(xiàn)人們預(yù)先設(shè)置在不同車速、不同轉(zhuǎn)彎角度所需要的轉(zhuǎn)向助力。電動(dòng)轉(zhuǎn)向的發(fā)展主要是針對(duì)解決純液壓助力轉(zhuǎn)向的最大難題，高速行駛時(shí)方向盤發(fā)飄，這是汽車操縱穩(wěn)定性的一大課題。液壓助力轉(zhuǎn)向雖然解決了汽車轉(zhuǎn)向輕便性問題，但高速行駛時(shí)方向盤太輕，就造成了駕駛員發(fā)飄的感覺。新型轉(zhuǎn)向油泵雖然可以作到高速轉(zhuǎn)向時(shí)油泵流量可以下降，但高速行駛時(shí)并不保證發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)下的油泵亦處于高速轉(zhuǎn)動(dòng)工況。因此不能徹底解決汽車高速行駛發(fā)飄的問題。電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可通過控制助力電機(jī)，降低高速行駛時(shí)轉(zhuǎn)向助力，增大轉(zhuǎn)向手力，解決高速發(fā)飄問題，而且成本相對(duì)較低。但由于電機(jī)的功率、扭矩及尺寸的限制，故多用于輕微型轎車和廂式車。隨著新的電動(dòng)轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)研發(fā)，未來將逐步推廣到中高級(jí)轎車和卡車上。由于目前已有裝電動(dòng)轉(zhuǎn)向器的市場，未來潛在的市場也較廣大；該種轉(zhuǎn)向器成本較低，必將受到汽車廠家的歡迎?，F(xiàn)在還有些汽車冠以電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向，其實(shí)不是真正意義上的純電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向，它還需要液壓系統(tǒng)，只不過由電動(dòng)機(jī)供油，這就是電子液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。電子液壓轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)克服了傳統(tǒng)的液壓轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)的缺點(diǎn)。它所采用的液壓泵不再靠發(fā)動(dòng)機(jī)皮帶直接驅(qū)動(dòng)，而是采用一個(gè)電動(dòng)泵，它所有的工作的狀態(tài)都是由電子控制單元根據(jù)車輛的行駛速度、轉(zhuǎn)向角度等信號(hào)計(jì)算出的最理想狀態(tài)。簡單地說，在低速大轉(zhuǎn)向時(shí)，電子控制單元驅(qū)動(dòng)電子液壓泵以高速運(yùn)轉(zhuǎn)輸出較大功率，使駕駛員打方向省力；汽車在高速行駛時(shí)，液壓控制單元驅(qū)動(dòng)電子液壓泵以較低的速度運(yùn)轉(zhuǎn)，在不至于影響高速打轉(zhuǎn)向的需要的同時(shí)，節(jié)省一部分發(fā)動(dòng)機(jī)功率。綜合考慮汽車液壓助力轉(zhuǎn)向器中的機(jī)械子系統(tǒng)與液壓子系統(tǒng),將二者結(jié)合到一起,建立汽車液壓助力轉(zhuǎn)向器的數(shù)學(xué)模型,并建立汽車液壓助力轉(zhuǎn)向器的MatlabSimulink仿真模型。對(duì)液壓系統(tǒng)供油量、扭桿彈簧的剛度和轉(zhuǎn)向油缸工作面積選擇不同的參數(shù)進(jìn)行仿真;并對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比和分析,結(jié)果是系統(tǒng)的供油流量和油缸活塞面積對(duì)齒條位移的動(dòng)態(tài)響應(yīng)影響比較大,而對(duì)扭桿剛度的影響比較小。為提高汽車的轉(zhuǎn)向操縱性能,目前汽車上廣泛地采用各類助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng),其中又以液壓助力形式最常見川.液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要有齒輪齒條式和循環(huán)球式兩種,前者主要用于轎車和輕型汽車,后者則主要用于中型、重型車輛。三、擬采取的研究方法（方案、技術(shù)路線等）和實(shí)現(xiàn)的可行性論證設(shè)計(jì)步驟：1.動(dòng)力轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向機(jī)、閥、缸的布置形式2.油泵功率與發(fā)動(dòng)機(jī)的匹配3.動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)部分4.動(dòng)力轉(zhuǎn)向隨動(dòng)閥5.傳動(dòng)桿件6.轉(zhuǎn)向油缸尺寸的確定7.轉(zhuǎn)向油罐與轉(zhuǎn)向液壓泵汽車的操作穩(wěn)定性不僅影響到汽車駕駛的操縱方便程度，而且也是決定告訴汽車安全行駛的一個(gè)主要性能，所以人們稱之為“高速車輛的生命線”。汽車的操縱穩(wěn)定性是指在駕駛者看不到過分緊張、疲勞的條件下，汽車能遵循駕駛者能通過轉(zhuǎn)向系及轉(zhuǎn)向車輪給定的方向行駛，且當(dāng)遭遇外界干擾時(shí)，汽車能抵抗干擾而保持穩(wěn)定行駛的能力。本次設(shè)計(jì)采用的液壓助力轉(zhuǎn)向形式對(duì)提高汽車轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性有利。本設(shè)計(jì)采用的油路系統(tǒng)為齒輪泵，由于裝置在齒輪泵的兩側(cè)板，使其能輔導(dǎo)并在其背后作用有壓出壓力，以便經(jīng)常將側(cè)板壓向齒輪的側(cè)面使得高壓處的內(nèi)部泄露最小。四、預(yù)期結(jié)果（或預(yù)計(jì)成果）1、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)應(yīng)保證車輛在回轉(zhuǎn)的過程中，輪胎、地面間無嚴(yán)重的滑轉(zhuǎn)。2、轉(zhuǎn)向過程中油泵的供油量能在2~3秒完成方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)3~4.5圈時(shí)的最大供油量。油壓的升、降平穩(wěn)、無沖擊。當(dāng)方向盤停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，車輪不能來回?cái)[動(dòng)。3、轉(zhuǎn)向機(jī)關(guān)必須具有“隨動(dòng)”作用，且偏轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)角必須與方向盤轉(zhuǎn)角保持一定的比例關(guān)系。4、駕駛員從方向盤能夠獲取“地感”，以掌握路面的變化情況。但又不能因?yàn)椤暗馗小边^強(qiáng)而出現(xiàn)“打手”現(xiàn)象。5、對(duì)于助力式轉(zhuǎn)向，必須保證在助力裝置失效時(shí)，仍能夠依靠人力可靠地實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。6、動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)必須具有自動(dòng)回正作用。7、轉(zhuǎn)向助力機(jī)構(gòu)的安裝位置應(yīng)本著保證構(gòu)件的活動(dòng)空間、不與地面障礙發(fā)生碰撞。五、研究進(jìn)度安排2.28-3.21調(diào)研，查閱資料3.21-3.28完成實(shí)習(xí)報(bào)告，進(jìn)行方案設(shè)計(jì)論證3.29-4.9進(jìn)行開題，并完成開題報(bào)告4.10-5.17完成畢業(yè)設(shè)計(jì)及相關(guān)圖紙的繪制5.18-5.24準(zhǔn)備畢業(yè)答辯六、主要參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)：[1]諸文農(nóng).底盤設(shè)計(jì)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1998.[2]張光裕.工程機(jī)械底盤構(gòu)造與設(shè)計(jì)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1994.[3]丁樹模、姚如一.液壓傳動(dòng)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1995.[4]姚東亮.中國汽車維修數(shù)據(jù)使用手冊(cè)[M].北京:人民交通出版社,2003.[5]王望予.汽車設(shè)計(jì)[M].黑龍江：黑龍江人民出版社2005.[6]黃強(qiáng).汽車工程手冊(cè)[M].北京:人民交通出版社,1996.[7]陳家瑞.汽車構(gòu)造[M].北京:等教育出版社,2003.[8]姜正根.汽車概論[M].北京:等教育出版社,2001.[9]劉鴻文.材料力學(xué)[M].北京:高等教育出版社,2004.[10]張向成.機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:械工業(yè)出版社,1992.[11]孫恒、陳作模.機(jī)械原理[M].北京:高等教育出版社,2004.[12]徐灝.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1998.[13濮良貴、紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京:高等教育出版社,2004.[14]王光良.汽車?yán)碚揫M].北京:高等教育出版社,2003.[15葉濤.機(jī)械制造[M].北京:高等教育出版社,2001.[16陳明.機(jī)械制造工藝[M].北京:高等教育出版社,2004.[17