电液主动转向器液压助力转向系统毕业论文.doc

电液主动转向器液压助力转向系统毕业论文 目 录 摘要 I Abstract II 第1章 绪论 1 1.1 课题背景 1 1.2 国内外文献综述 1 1.2.1 国外研究现状 1 1.2.2 国内研究现状 3 1.3 本文研究意义 6 1.4 主要研究内容 6 1.5 本章小结 7 第2章 动力转向和主动转向的发展史 8 2.1 汽车动力转向系统的发展 8 2.1.1 液压助力转向系统 8 2.1.2 电动助力转向系统 8 2.1.3 电控液压助力转向系统 9 2.1.4 线控转向系统 12 2.2 汽车主动转向系统 13 2.2.1 主动转向分类 14 2.2.2 主动转向控制技术 14 2.3 汽车主动转向系统支持技术 15 2.3.1 车辆动力学 15 2.3.2 控制理论在车辆主动转向系统中的应用 16 2.4 本章小结 18 第3章 主动前轮转向结构的设计方案 19 3.1 转向系统原理 19 3.2 液压助力系统原理 22 3.3 行星齿轮的主动前轮转向机构 23 3.4 本章小结 26 第4章 转向系统动力学计算 27 4.1 转向盘与扭杆动力学模型 27 4.2 转阀动态数学模型 27 4.3 转阀节流面积变化数学模型 28 4.4 液压动力缸的流量连续性方程 29 4.5 图形说明 31 4.6 本章小结 32 结论 34 参考文献 35 致谢 37 附录1 开题报告 38 附录2 文献综述 42 附录3 中文翻译 45 附录4 英文文献 49 第1章 绪论 1.1 课题背景 从1886年第一辆汽车诞生至今已经100多年了，汽车这一被称为改变世界的机器，早已从价格昂贵的奢侈品变成了现代社会不可或缺的重要交通工具之一。目前汽车的发展方向是安全、节能和环保，作为汽车主动安全的转向系统随着科学技术的进步从简单的纯机械式转向系统[1]（Manual Steering，MS）、液压助力转向系统（Hydraulic Power Steering，HPS）、电动助力转向系统（Electric Power SteeringEPS）的发展过程。目前，主动转向器（Active Steering，AS）、四轮转向系统（Four Wheel Steering，4WS）等新技术正在成为汽车电子零部件企业、整车企业、高校和研究机构的研究热点。转向系统的电子化为先进安全汽车（Advanced Safety Vehicle，ASV）、辅助驾驶系统（Driver Assistance System，DAS）和自主驾驶车辆（Autonomous Driving Vehicle）提供了良好的执行机构，是汽车集成控制系统与智能汽车的重要组成部分。 1.2 国内外文献综述 1.2.1 国外研究现状 1．宝马主动前轮转向系统 宝马主动前轮转向系统除转向机构外，主要包括两大核心部件：一是一套双行星齿轮机构，通过叠加转向实现变传动比功能；二是电子伺服助力转向系统（Servotronic Power Steering System），用于实现转向助力功能，如图1-1、图1-2所示该结构中，转向轴一端通过与输入太阳轮相联，输入太阳轮一侧与双行星齿轮的一侧相联，双行星齿轮的另一侧与输出太阳轮相联，实现驾驶员施加的转矩向转向器提供转矩。行星齿轮架外侧为涡轮，与电机上的蜗杆相联，通过控制电机的转速和方向控制行星架的转速和转动方向，实现转向盘与转向机之间的可变传动比控制。最终从输出轴传出的角度是由驾驶员转向盘角度叠加电机的附加角度而成。电机不工作时，由于涡轮蜗杆的自锁，行星架被固定，此时转向盘与输出太阳轮间的传动比由双行星齿轮机构的传动比决定。通常一般轿车传动比为16:1和18:1之间，而宝马的主动前轮转向系统的传动比可以在10:1至18:1间连续变化，其传动比与车辆速度的关系曲线如图4所示。同时，系统中的电子液力伺服机构根据车速和转向角进行助力控制。因此，与常规转向系统的显著区别是宝马主动前轮转向系统不仅能够对转向力矩进行调节，而且可以对转向角度进行控制，使其与车辆行驶车速达到良好的匹配。 图1-1 结构图 图1-2 可变传动比 2．德尔福主动前轮转向系统 德尔福的主动前轮转向系统是在传统液压转向系统基础上进行了改进，在转向管柱内集成一个小行星齿轮箱，电机控制行星齿轮箱，增加或减小前轮转向角度。转向助力的大小则通过单独控制的模块控制。通过这两个部分协调控制前轮转角和转矩适应道路调节和驾驶员转向意图的要求。德尔福系统能有效改善车辆稳定控制并采用理想的可变转向传动比，同时可以较好地获得来自路面的转向阻力、转向回位性能和转向路感等，图1-3为德尔福主动转向系统图。光洋精工主动转向系统 日本光洋精工在2005年5月18日