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1、西安航空职业技术学院 课程设计论文电控液压助力转向系统的设计研究【摘要】: 本论文主要阐述了现代工程车辆技术追求高效节能、高舒适性和高安全性等目标。前一项目标与环境保护密切相关,是当代全球性热门话题,后两项目标是车辆朝着高性能化方向发展必须研究和解决的重要课题。转向系统的高性能化是指其能够根据车辆的运行状况和驾驶员的要求实行多目标控制,以获得良好的转向轻便性、较好的路感和较快的响应性。 汽车转向系统是影响汽车操纵稳定性、行驶安全性和驾驶舒适性的关键部分。在追求高效节能、高舒适性和高安全性的今天,电控液压助力转向系统作为一种新的汽车动力转向系统,以其节能、环保、更佳的操纵特性和转向路感,成为动力
2、转向技术研究的焦点。 本文通过对电液动力转向系统的组成结构进行了分析,解释了其工作原理。在分析了全液压转向系统的工作原理和液压转向器的结构后,建立了液压转向器的流体动力模型、数学模型。 接着利用所建的数学模型对电控液压助力转向系统组成各元件进行特性分析,了解了影响系统性能的一些参数。并通过系统仿真,分析其性能是否满足实际工作中的要求。 为了实现系统的转向性能,进行了系统的软硬件设计。最后根据电液动力转向系统结构原理图,搭建了相应的试验装置,同时通过检测系统,完成了性能的检测。 本文的研究为电液动力转向系统的设计和性能改善提供了一定的依据。通过系统元件的参数对于系统性能的影响分析有助于我们设计系
3、统时选择更合理的参数;通过仿真分析了所建系统模型的性能,加入了PID控制算法调节,表明所设计的系统能够满足实际转向的要求。关键词：液压转向；助力器；压力；流量；功率Abstract: This thesis mainly elaborated the modern engineering vehicles pursuit of high efficiency and energy saving, high technology comfort and high security objectives etc. Former a target and environmental protecti
4、on, is closely related to the contemporary global hot topic, after two objectives are vehicles performance-based direction toward a high development must study and solve important issue. Steering system of high performance is to show its can according to the operation status of vehicles and drivers
5、for the control of multi-objective to obtain good steering portability, better lk feeling and quicker response sex. Automotive steering system is to influence the vehicle steering stability, driving safety and driving comfort key part. In the pursuit of high efficiency and energy saving, high comfor
6、t and high security today, electronically controlled hydraulic steering system as a new car power steering system, with its energy-saving, environmental protection, better handling characteristics and steering lk feeling, become the focus of power steering technology research. This article through t
7、o electrohydraulic power steering system composition structure are analyzed, explains its working principle. On the analysis of the hydraulic steering system of hydraulic steering the working principle and the structure of the established hydraulic steering gear, the hydrodynamic model, the mathemat
8、ical model. Then use the model of electronically controlled hydraulic steering system composition for each element analysis, understand the characteristics of some parameters affect system performance. And through the system simulation, analyzes its performance meets the requirements of the actual w
9、ork. In order to realize the system to performance, the system hardware and software design. Finally, according to the electrohydraulic power steering system structure diagram, built the corresponding test device, and at the same time through testing system, completed the performance testing. This r
10、esearch for electrohydraulic power steering system design and performance improvement provides certain basis. Through the system components for the parameters of the system performance impact analysis helps us to the design of the system more reasonable parameters selection; Through the simulation a
11、nalysis of the performance of the system model is built, joined the PID control algorithm adjustment, showed that the designed system can meet the practical steering requirements. Key words: Hydraulic steering; Booster; Pressure; Flow; power 目 录电控液压助力转向系统的设计研究11引言41.1液压助力转向系统简介41.2机械转向系统42液压动力转向系统的介
12、绍62.1动力转向系62.2液压动力转向72.2液压助力转向系统的工作原理82.3液压回路设计工作原理103硬件选取123.1扭矩传感器123.2电液比例阀134 电子转向控制单元144.1 电子控制单元的组成及原理144.1.1 ECU144.1.2 分流阀154.1.3 电磁阀164.2 控制单元的功用164.3 转向系统常见故障分析175电控液压助力转向系统的工作原理186 电控液压助力转向系统的特点20结 束 语21谢 辞22文 献221引言1.1液压助力转向系统简介助力转向系统，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
13、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
14、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。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
15、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。1.2机械转向系统机械转向系以驾驶员的体力作为转向能源，其中所有传力件都是机械的。机械转向系由转向操纵机构、转向器和转向传动机构三大部分组成。1一转向盘；2一转向轴；3一转向万向节；4一转向传动轴；5一转向器；6-转向摇臂；7一转向直拉杆；8一转向节臂；9一左转向节；10、12一梯形臂；11一转向横拉杆；13一右转向节图1-1机械转向系示意图图1-1所示为机械转向系的组成和布置示意图。当汽车转向时，驾驶员对转向盘1施加一个转向力矩。该力矩通过转向轴2、转向万向节3和转向传动轴4输入转向器5。经转向器放大后的力矩和减速后的运动传到转向摇臂6，再经过转向直拉杆7传给固定于左转向节9上的转向节臂8，使左转向节和它所支承的左转向轮偏转。为使右转向节13及其支承的右转向轮随之偏转相应角度，还设置7转向梯形。转向梯形由固定在左、右转向节上的梯形臂10、12和两端与梯形臂作球铰链连接的转向横拉杆n组成。从转向盘到转向传动轴这一系列部件和零件，均属于转向操纵机构。由转向摇臂至转向梯形这一系列部件和零件(不含转向节)，均属于转向传动机构。目前，许多国内外生产的新车型在转向操纵机构中采用了万向传动装置(转向万向节和转向传动轴
