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1、电液主动转向器液压助力转向系统毕业设计（论文）任务书学院：车辆与能源学院 系级教学单位： 交通运输 学号学生姓名专 业班 级题目题目名称电液主动转向器液压助力转向系统题目性质1.理工类：工程设计 （ ）；工程技术实验研究型（ ）；理论研究型（ ）；计算机软件型（ ）；综合型（ ）2.管理类（ ）；3.外语类（ ）；4.艺术类（ ）题目类型1.毕业设计（ ） 2.论文（ ）题目来源科研课题（ ） 生产实际（ ）自选题目（ ） 主要内容设计一个液压助力转向系统画出三维图及二维图基本要求设计图纸要求三张A0以上；设计说明书和英文文献翻译符合要求参考资料汽车工程手册设计篇M.北京:人民交通出版社.朱海
2、.电动助力转向匹配分析及性能评价研究硕士论文.吉林:吉林大学,2004.张昌华.电动助力转向系统的研究与设计硕士论文.武汉:武汉理工大学,2004.周 次第 1 4 周第 58 周第912 周第1316周第1617周应完成的内容调查研究，收集资料，翻译外文资料了解主动前轮转向机构的结构，初步设计转向机构的选型和参数计算，并学习CATIA软件的具体应用详细设计行星齿轮转向机构，画出三维图完善设计和计算，撰写论文进行答辩摘要摘要转向系统是控制汽车行驶路线和方向的重要装置，其性能直接影响到汽车的操纵性能和稳定性能。主动前轮转向通过电机根据车速和行驶工况改变转向传动比。电动液压助力转向系统采用电动机驱
3、动液压助力系统油泵，具有能够根据汽车行驶工况实现助力程度自动控制、改善转向手感、节约能量消耗、安装布置方便等优点。在国内外部分汽车上开始使用。本文回顾了车辆转向系统的发展历程。指出，相比线性控制转向，主动转向技术会成为今后发展的趋势。我们以宝马轿车上选装的主动转向系统为例，详细介绍了主动转向系统的结构和组成、双行星齿轮机构工作原理及工作模式，以及该系统可传动稳定功能实现的原理和系统安全设计性设计。并指出通过与其他动力学控制系统一起实现底盘一体化集成控制将是主动转向技术未来的发展方向。关键词主动转向；液压助力转向系统；可变转向传动比I 燕山大学本科生毕业设计（论文）AbstractSteerin
4、g system is an important for lane changing control of wheeled vehicles. Its performance influences vehicle steer ability and stability directly. Active front steering varies the steering ratio electronically in direct relation to the speed and road conditions. Under normal road conditions at low and
5、 medium speeds, the steering becomes more direct, requiring less steering effort of the driver, increasing the cars agility and drivability. The Electro-Hydraulic Power Steering system is designed to use hydraulic power steering pump which is forced by electric motor with advantage of attaining auto
6、matic controlling of assistance degree according to the steering operation, improving hand feeling, saving energy consumption, installing and so on. It has been used in some cars domestic and aboard.Retrospect the development course of vehicle steering system. Contrast to line control steering, the
7、active steering technology is the main trend in the future. As an example, the structure and working modes of active front (AFS) system and its double planetary gear mechanism of a BMW car are presented. The implementation of variable gear ratio and vehicle stability control as well as system safety
8、 design are discussed in detail. It is pointed out that using the system, together with other dynamics control systems to realize integrated chassis control is the development trend of AFS technology in the future.Keywords Electro-Hydraulic Power Steering(EHPS); Active front steering; Variable steer
9、ing ratioIII目 录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1 课题背景11.2 国内外文献综述11.2.1 国外研究现状11.2.2 国内研究现状31.3 本文研究意义61.4 主要研究内容61.5 本章小结7第2章 动力转向和主动转向的发展史82.1 汽车动力转向系统的发展82.1.1 液压助力转向系统82.1.2 电动助力转向系统82.1.3 电控液压助力转向系统92.1.4 线控转向系统122.2 汽车主动转向系统132.2.1 主动转向分类142.2.2 主动转向控制技术142.3 汽车主动转向系统支持技术152.3.1 车辆动力学152.3.2 控制理论在车辆主动转向
10、系统中的应用162.4 本章小结18第3章 主动前轮转向结构的设计方案193.1 转向系统原理193.2 液压助力系统原理223.3 行星齿轮的主动前轮转向机构233.4 本章小结26第4章 转向系统动力学计算274.1 转向盘与扭杆动力学模型274.2 转阀动态数学模型274.3 转阀节流面积变化数学模型284.4 液压动力缸的流量连续性方程294.5 图形说明314.6 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49III第1章 绪论第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
11、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 Steering，EPS）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
12、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
13、、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
14、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
15、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。3光洋精工主动转向系统日本光洋精工在2005年5月18日20日于日本横滨Pacifico会展中心举办的“2005年人与车科技展”上，展出了正在开发的主动转向装置“差动装置型主动转向系统”。其结构类似于宝马采用的德国ZF Lenksysteme公司开发的装置，使用多个行星齿轮装置，改变轮胎的后倾角。配置在竖轴中间，与主动转向装置之外的油压动力方向盘等助力装置配合使用。图1-3 德尔福主动转向系统与ZF公司方式最大的区别在于通过追加第2个马达，消除了操纵时的不适应感。通常情况下使用配置在竖轴上的“差动马达”，
