液压助力循环球式转向器的设计

内容发布更新时间 : 2024/11/20 14:20:05星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

用了自主研发的齿条助力式电动助力转向系统,从此揭开了电动助力转向在汽车上应用的历史。EPS是在EHPS的基础上发展起来的,它取消EHPS的液压油泵、油管、油缸和密封圈等部件,完全依靠电动机通过减速机构直接驱动转向机构,其结构简单、零件数量大大减少、可靠性增强,解决了长期以来一直存在的液压管路泄漏和效率低下的问题。电动助力转向系统在本田飞度、思域以及丰田新皇冠、奔驰新A-class等车型上纷纷被采用。电动助力转向系统的构电动助力转向系统一般是由转矩(转向)传感器、电子控制单元ECU、电动机、电磁离合器以及减速机构组成。其工作过程为:扭矩传感器检测驾驶员打方向盘的扭矩,然后根据这个扭矩给控制单元一个信号。同时控制单元也会收到来自方向盘位置传感器的信号,这个传感器一般是和扭矩传感器装在一起的(有些传感器已经将这2个功能集成为一体)。扭矩和方向盘位置信息经过控制单元处理,连同传入控制单元的车速信号,根据预先设计好的程序产生助力指令。该指令传到电机,由电机产生扭矩传到助力机构上去,这里的齿轮机构则起到增大扭矩的作用。这样,助力扭矩就传到了转向柱并最终完成了助力转向。节约了能源消耗与传统的液压助力转向系统相比,没有系统要求的常运转转向油泵,且电动机只是在需要转向时才接通电源,所以动力消耗和燃油消耗均可降到最低。还消除了由于转向油泵带来的噪音污染。液压动力转向系统需要发动机带动液压油泵,使液压油不停地流动,再加上存在管流损失等因素,浪费了部分能量。相反EPS仅在需要转向操作时才需零部件要向电机提供的能量。而且,EPS系统能量的消耗与转向盘的转向及当前的车速有关。当转向盘不转向时,电机不工作;需要转向时,电机在控制模块的作用下开始工作,输出相应大小及方向的转矩以产生助动转向力矩。该系统真正实现了“按需供能”,是真正的“按需供能型”(on-demand)系统,在各种行驶条件下可节能80%左右。当驾驶员转动方向盘一角度然后松开时,EPS系统能够自动调整使车轮回到正中。同时还可利用软件在最大限度内调整设计参数以获得最佳的回正特性。通过灵活的软件编程,容易得到电机在不同车速及不同车况下的转矩特性,这些转矩特性使得该系统能显著地提高转向能力,提供了与车辆动态性能相匹配的转向回正特性。而在传统的液压控制系统中,要改善这种特性必须改造底盘的机械结构,实现起来很困难。转向系统是影响汽车操纵稳定性的重要因素之一。传统液压动力转向由于不能很好地对助力进行实时调节与控制,所以协调转向力与路感的能力较差,特别是汽车高速行驶时,仍然会提供较大助力,

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使驾驶员缺乏路感,甚至感觉汽车发飘,从而影响操纵稳定性。但EPS是由电动机提供助力,助力大小由电子控制单元(ECU)根据车速、方向盘输入扭矩等信号进行实时调节与控制,可以很好地解决这个矛盾。EPS系统控制单元ECU具有故障自诊断功能,当ECU检测到某一组件工作异常,如各传感器、电磁离合器、电动机、电源系统及汽车点火系统等,便会立即控制电磁离合器分离停止助力,转为手动转向,按普通转向控制方式进行工作,确保了行车的安全。 1.3.5 线控转向系统

在车辆高速化、驾驶人员大众化、车流密集化的今天,针对更多不同水平的驾驶人群,汽车的易操纵性设计显得尤为重要。线控转向系统(Steering-By-Wire Systerm,简称SBW)的发展,正是满足这种客观需求。它是继EPS后发展起来的新一代转向系统,具有比EPS操纵稳定性更好的特点,它取消转向盘与转向轮之间的机械连接,完全由电能实现转向,彻底摆脱传统转向系统所固有的限制,提高了汽车的安全性和驾驶的方便性。SBW系统一般由转向盘模块、转向执行模块和主控制器ECU、自动防故障系统以及电源等模块组成。转向盘模块包括路感电机和转向盘转角传感器等,转向盘模块向驾驶员提供合适的转向感觉(也称为路感)并为前轮转角提供参考信号。转向执行模块包括转向电机、齿条位移传感器等,实现2个功能:跟踪参考前轮转角、向转向盘模块反馈轮胎所受外力的信息以反馈车辆行驶状态。主控制器控制转向盘模块和转向执行模块的协调工作。当转向盘转动时,转向传感器和转向角传感器检测到驾驶员转矩和转向盘的转角并转变成电信号输入到ECU,ECU根据车速传感器和安装在转向传动机构上的位移传感器的信号来控制转矩反馈电动机的旋转方向,并根据转向力模拟,生成反馈转矩,控制转向电动机的旋转方向、转矩大小和旋转角度,通过机械转向装置控制转向轮的转向位置,使汽车沿着驾驶员期望的轨迹行驶。 1.4 研究目的及意义

本次毕业设计主要是针对汽车循环球式转向器,根据一些指定的参数结合《汽车设计》和其他相关书籍中关于转向器的理论知识设计一款循环球式转向器,确定其相关参数,使设计出的转向器符合使用要求。

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本文通过对一款循环球式转向器的设计,使其能够满足轻型轿车的需要,并为其今后拓展应用领域奠定理论设计基础。 1.5 研究内容和设计方法 研究内容:

(1) 调研收集课题相关资料。结合毕业设计课题进行必要的文献检索,查阅、收集、整理、归纳技术文献和科技情报资料;

(2) 深入学习并掌握汽车设计、汽车构造等专业知识;了解循环球转向器设计的指导思想和设计原则;

(3) 掌握汽车设计的方法和步骤,参考有关资料、手册和标准,对各总成部件进行选型、计算、校核等;

(4) 计算循环球式转向器的主要参数,并对其重要部件进行强度校核,确定相关参数、材料以及装配要求。绘制循环球式转向器的二维模型,按照标准和生产工艺要求,绘制汽车转向器总装配图和主要零件图。

设计方法:根据设计中已知参数并结合理论知识,分析并计算得到循环球式转向器的基本结构参数,然后利用相关经验公式对转向器的重要部件进行强度校核,校核的结果不符合国家相关要求则需要重新计算,当结果满足要求的时候,可确定其相关几何尺寸并完成图纸的绘制,结束本论文的设计工作。

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2 转向器的设计

需要完整图纸及论文,请联系QQ545675353,另接定做毕业设计

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