吉林大學(xué)本科畢業(yè)論文相關(guān)格式文檔

1、目錄附件3吉林大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計）文獻綜述1附件4吉林大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計）開題報告2附件5吉林大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計）中期檢查自查表6附件7吉林大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計）作品(實物)驗收單710附件3吉林大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計）文獻綜述學(xué)院交通學(xué)院專業(yè)汽車服務(wù)工程學(xué)生姓名蔣惠娟學(xué)號44130922指導(dǎo)教師李顯生職稱教授合作導(dǎo)師職稱論文題目十噸載貨汽車液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(HPS)設(shè)計文獻綜述（主要包括國內(nèi)外現(xiàn)狀、研究方向、進展情況、存在問題、參考文獻等）（5000字以上）（說明：文獻綜述是通過系統(tǒng)地查閱與所選課題相關(guān)的國內(nèi)外文獻，進行搜集、整理、加工，從而撰寫的綜合性敘述和評價的文章。要體現(xiàn)

2、“綜合性”、“描述性”、“評價性”的特征。主體部分的結(jié)構(gòu)包括該課題的“研究歷史”的回顧，“研究現(xiàn)狀”的對比，以及研究的“發(fā)展趨勢”）一、國內(nèi)外現(xiàn)狀汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是用來保持或改變汽車行駛方向的機構(gòu)，它對整車的操縱穩(wěn)定性、舒適性以及行駛安全性均有重大的影響。在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計中，一直存在著轉(zhuǎn)向輕便性與轉(zhuǎn)向靈敏性的矛盾。增大轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的傳動比，轉(zhuǎn)向輕便性好轉(zhuǎn)，但是轉(zhuǎn)向靈敏性降低；減小轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的傳動比，轉(zhuǎn)向靈敏性提高，但是轉(zhuǎn)向輕便性變差。為了解決這個矛盾，汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展從機械轉(zhuǎn)向器到了助力轉(zhuǎn)向裝置。助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的形式有液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。機械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

3、采用純粹的機械轉(zhuǎn)向,結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低、工作可靠,但由于單純的由駕駛員完成轉(zhuǎn)向,因此顯得轉(zhuǎn)向笨拙,駕駛員負擔(dān)過大。己逐漸被動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)所取代。1953年通用汽車公司首先在別克轎車上采用了液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng),此后該技術(shù)迅速發(fā)展。80年代后期,各公司先后開發(fā)了許多種不同形式的液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng),并在液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,采用電動機直接驅(qū)動液壓泵,產(chǎn)生了新形式的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng),電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。由于電動機的轉(zhuǎn)速可調(diào)且可以隨時關(guān)閉,所以降低了系統(tǒng)的功耗。基于液壓系統(tǒng)的助力轉(zhuǎn)向,降低了轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的占用空間,使布置更為方便,且減小了駕駛員的轉(zhuǎn)向操作力,使得駕駛員轉(zhuǎn)向更輕松、靈敏。由于該助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)技術(shù)成

4、熟,提供更大的轉(zhuǎn)向操作力,目前廣泛應(yīng)用在重型車輛上。但液壓式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)也存在著能量耗費、磨損與噪聲等方面的不足。電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)首先在日本得到實際應(yīng)用,80年代后期日本鈴木汽車公司的車上首先安裝了全新形式的的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。此后,電動助力轉(zhuǎn)向技術(shù)在輕型汽車上得到迅速的發(fā)展。世界許多大型汽車企業(yè)如日本的本田汽車公司,德國的汽車公司,美國的汽車公司,都開發(fā)研制了自己的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展,技術(shù)日趨完善,并隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展,線控轉(zhuǎn)向技術(shù)應(yīng)運而生。20世紀(jì)60年代末,德國的公司將原有的轉(zhuǎn)向盤和車輪之間的機械傳動裝置去除,而是用導(dǎo)線將其連接起來,這就是線控轉(zhuǎn)向的雛形,

5、但受到那時期電子技術(shù)和控制方法的限制,未能獲得成功,沒有應(yīng)用到實車上。1990年德國奔馳公司也對線控轉(zhuǎn)向技術(shù)進行能研發(fā),并成功的應(yīng)用到該公司的概念車上。2002年美國的通用汽車公司成功研制了世界上第一輛可以駕駛的線控轉(zhuǎn)向汽車,并當(dāng)選了由美國時代雜志評選的當(dāng)年最喜愛發(fā)明的稱號。從上個世紀(jì)四十年代便出現(xiàn)了液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（簡稱HPS)，HPS是在傳統(tǒng)機械式轉(zhuǎn)向器的基礎(chǔ)上，通過增加控制閥、動力缸、液壓泵、儲油罐和進回油管路等液壓動力裝置來提供轉(zhuǎn)向助力。在國內(nèi)常見的車型中使用HPS的車型有別克的GL8、凱越、君威、林蔭大道，本田的奧德賽、雅閣、歌詩圖、CRV(高配)、思域，標(biāo)志雪鐵龍的207、307、

6、408、C2、C5、愛麗舍、畢加索、世嘉，大眾的朗逸、桑塔納、桑塔納志俊、寶來、捷達，豐田的凱美瑞(低配)、蘭德酷路澤、普拉多、普銳斯、馬自達的馬6、馬3，起亞的福瑞迪、千里馬、賽拉圖、獅跑、首爾、遠艦，榮威的750，斯柯達的晶銳，三菱的戈藍、藍瑟、翼神，現(xiàn)代的名馭、瑞納、途勝、i30、悅動、伊蘭特、雅紳特，雪佛蘭的樂馳、樂騁、樂風(fēng)、賽歐、景程等。車型還是很多的，應(yīng)用很廣泛。它的優(yōu)缺點如下圖所示。圖1-1 HPS的優(yōu)缺點液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)按照控制閥、液壓泵、動力缸、轉(zhuǎn)向器的位置的不同可分為四類，包括整體式、聯(lián)閥式、連桿式、半份置式。整體式即是控制閥、轉(zhuǎn)向器與動力缸三者全部集成在一起；當(dāng)控制閥與動

7、力缸集成在一起，而轉(zhuǎn)向器分開安裝時即為聯(lián)閥式；當(dāng)動力缸單獨安裝放置，控制閥位于轉(zhuǎn)向器之后時為連桿式；動力缸不僅單獨安裝，且控制閥安裝與轉(zhuǎn)向器上時為半份置式。這些組合方式主要受以下因數(shù)的約束與限制：車輛載荷，拆卸與安裝轉(zhuǎn)向器的便利性，液壓管路的布置、長度，是否容易引起振動，動力缸能承受的載荷等等。液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)又可以分為常壓式和常流式兩種基本類型。常壓式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)只被少數(shù)的重型汽車所采用，而常流式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)則廣泛用于各種汽車上。其中控制閥是液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，它的主流形式有滑閥式與轉(zhuǎn)閥式兩種，從名稱上就可以看出兩者的區(qū)別，即滑閥式是利用閥芯與閥體的相對位移來控制液壓油的

8、流動與壓力，轉(zhuǎn)閥式是運用閥芯與閥套的相對角位移來控制液壓油的流動。這兩種形式各有優(yōu)缺點，如于滑閥式控制閥結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)工藝性較好，易于布置，使用性能較好。轉(zhuǎn)閥式控制閥相對滑閥式控制閥靈敏度要高，密封件要少，并且結(jié)構(gòu)較為先進，但是結(jié)構(gòu)相對要復(fù)雜，如轉(zhuǎn)閥式控制閥的閥芯是利用扭桿彈簧來回位。但是隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，這些以不算很難的問題，所以轉(zhuǎn)閥式控制閥無論在國內(nèi)還是國外都得到了廣泛的發(fā)展與應(yīng)用。隨著液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用與發(fā)展，人們對動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的要求也與日俱增。人們要求裝有液壓助力轉(zhuǎn)向機構(gòu)的車輛，它在運動上要能保持駕駛員轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角保持一定的比例關(guān)系。隨著路面給予轉(zhuǎn)向輪的阻力的增

9、大或者減小，作用在方向盤上的手力應(yīng)該相應(yīng)的增大或者減小。并且規(guī)定了液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的在駕駛員的手力達到一定程度時必須開始工作的標(biāo)準(zhǔn)，這個標(biāo)準(zhǔn)對于不同形式的車輛有所不同。還規(guī)定了車輛轉(zhuǎn)向后，轉(zhuǎn)向盤應(yīng)能自動回正，液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不應(yīng)阻礙車輛的自動回正。另外液壓系統(tǒng)的工作應(yīng)該很靈敏，在突然打轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)向時，液壓系統(tǒng)內(nèi)的壓力能很快達到最大值。當(dāng)液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)失靈后，駕駛員仍然能操縱轉(zhuǎn)向盤，僅用機械系統(tǒng)進行轉(zhuǎn)向。最后就是液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的密封性能要好，內(nèi)外泄露要盡量的少，尤其是外泄漏，要基本杜絕。轉(zhuǎn)向系是用來保持或者改變汽車行駛方向的機構(gòu)，在汽車轉(zhuǎn)向行駛時，保證各轉(zhuǎn)向輪之間有協(xié)調(diào)的轉(zhuǎn)角關(guān)系。機械轉(zhuǎn)向系依靠駕駛

10、員的手力轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤，經(jīng)轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)使轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)。有些汽車還裝有防傷機構(gòu)和轉(zhuǎn)向減振器。采用動力轉(zhuǎn)向的汽車，還裝有動力系統(tǒng)，并借助此系統(tǒng)來減輕駕駛員的手力。對轉(zhuǎn)向系提出的要求有：1. 汽車轉(zhuǎn)彎行駛時，理想情況下全部車輪應(yīng)繞瞬時轉(zhuǎn)向中心旋轉(zhuǎn)，任何車輪不應(yīng)有側(cè)滑。否則會加速輪胎磨損，并降低汽車的行駛穩(wěn)定性；2. 汽車轉(zhuǎn)向行駛后，在駕駛員松開轉(zhuǎn)向盤的條件下，轉(zhuǎn)向輪能自動返回到直線行駛位置，并穩(wěn)定行駛；3. 汽車在任何行駛狀態(tài)下，轉(zhuǎn)向輪都不得產(chǎn)生自振，轉(zhuǎn)向盤沒有擺動；4. 轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)和懸架導(dǎo)向裝置共同工作時，由于運動不協(xié)調(diào)使車輪產(chǎn)生的擺動應(yīng)最小；5. 保證汽車有較高的機動性，具有迅速和小轉(zhuǎn)彎行駛

11、能力；6. 操縱輕便；7. 轉(zhuǎn)向輪碰撞到障礙物以后，傳給轉(zhuǎn)向盤的8. 在車禍中，當(dāng)轉(zhuǎn)向軸和轉(zhuǎn)向盤由于車架或車身變形而共同后移時轉(zhuǎn)向系應(yīng)有能使駕駛員免遭或減輕傷害的防傷裝置；反沖力要盡可能??；9. 進行運動校核，保證轉(zhuǎn)向輪與轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動方向一致。10. 轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)的球頭處，有消除因磨損而產(chǎn)生間隙的調(diào)整機構(gòu)；二、研究方向?qū)τ谳d貨車慣常采用的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，大的轉(zhuǎn)角設(shè)計很容易造成轉(zhuǎn)向輪與周邊部件干涉及轉(zhuǎn)向機構(gòu)卡死、左右轉(zhuǎn)向不對稱等后果。因此，必須建立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計計算的輔助分析方法，提高轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計的能力和水平。 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)性能和整車及其他總成、系統(tǒng)的性能息息相關(guān)，在系統(tǒng)設(shè)計的每一個環(huán)節(jié)都需要考慮

12、整車及其它總成的性能。首先，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)必須能夠?qū)崿F(xiàn)整車所要求的車輪轉(zhuǎn)角，這位轉(zhuǎn)向機構(gòu)的設(shè)計及動力轉(zhuǎn)向器匹配提出了基本要求。其次，轉(zhuǎn)向機構(gòu)和懸架系統(tǒng)必須有協(xié)調(diào)的運動學(xué)關(guān)系，這就對轉(zhuǎn)向機構(gòu)設(shè)計提出了附加的要求。這兩項要求基本可以在系統(tǒng)設(shè)計層面進行分析解決，而和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相關(guān)的行駛穩(wěn)定性及行駛路感則必須在整車層面進行計算分析。綜上所述，隨著我國載貨汽車的發(fā)展，新的問題及要求不斷涌現(xiàn)，在車輛設(shè)計與開發(fā)領(lǐng)域尚存在很多問題需要研究與解決，如何使基礎(chǔ)研究與產(chǎn)品設(shè)計實踐緊密結(jié)合，將研究成果最大限度地應(yīng)用于產(chǎn)品開發(fā)過程，不斷提高載貨汽車的性能水平是擺在汽車產(chǎn)品研究與開發(fā)人員面前的重要課題。三、進展情況 液壓動力轉(zhuǎn)向

13、首先是在大型車輛上得到發(fā)展的，隨著當(dāng)時汽車裝載質(zhì)量和整備質(zhì)量的增加，在轉(zhuǎn)向過程中所需克服的前輪轉(zhuǎn)向阻力矩也隨之增加，從而要求加大作用在轉(zhuǎn)向盤上的轉(zhuǎn)向力，是駕駛員感到“轉(zhuǎn)向沉重”。當(dāng)前軸負荷增加到某一數(shù)值后，靠人力轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向輪就很吃力。為使駕駛員操縱輕便和提高車輛的機動性，最有效的方法就是在汽車轉(zhuǎn)向系中加裝轉(zhuǎn)向助力裝置，借助于汽車發(fā)動機的動力驅(qū)動油泵、空氣壓縮機和發(fā)電機等，以液力、氣力或電力增大駕駛員操縱前輪轉(zhuǎn)向的力矩。使駕駛員可以輕便靈活地操縱汽車轉(zhuǎn)向，減輕了勞動強度，提高了行駛安全性。液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)除了傳統(tǒng)的機械轉(zhuǎn)向器以外，尚需增加控制閥、動力缸、油泵、油罐和管路等。轎車對動力轉(zhuǎn)向的噪聲要求

14、很高，轎車還要求裝用的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)要更簡單、尺寸更小、成本更低等。但是重型車輛動力轉(zhuǎn)向技術(shù)的發(fā)展無疑為轎車動力轉(zhuǎn)向技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。開始階段液壓動力轉(zhuǎn)向的控制閥采用滑閥式，即控制閥中閥以軸向移動來控制油路?；y式控制閥結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)工藝性好，操縱方便，宜于布置，使用性能較好。但是滑閥靈敏度不夠高，后來逐漸被轉(zhuǎn)閥代替。20世紀(jì)59年代末沙基諾發(fā)明了轉(zhuǎn)閥式液壓動力轉(zhuǎn)向，即控制閥中閥芯以旋轉(zhuǎn)運動來控制油路。與滑閥相比，轉(zhuǎn)閥的靈敏度高、密封件少，結(jié)構(gòu)比較先進。雖然由于轉(zhuǎn)閥利用扭桿彈簧來使閥回位，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，特別是對扭桿的材質(zhì)和熱處理工藝要求較高。但是其性能相對于滑閥有很大改進，達到令人滿意的程度，并且在齒輪

15、齒條轉(zhuǎn)向器中布置轉(zhuǎn)閥比較容易，目前在轎車及大部分重型汽車上液壓動力轉(zhuǎn)向采用的均是轉(zhuǎn)閥式控制閥。隨著人們對汽車經(jīng)濟性、環(huán)保、安全性的日益重視以及大型汽車技術(shù)的發(fā)展，人們開始對液壓動力轉(zhuǎn)向存在的不足進行改造，開發(fā)出一些新型液壓動力轉(zhuǎn)向技術(shù)。這種技術(shù)上的改進主要圍繞液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)協(xié)調(diào)輕便性與路感的關(guān)系困難和不轉(zhuǎn)向時仍存在能量消耗的兩點不足。對前者的主要改進措施是將車速引入動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，得到車速感應(yīng)型助力特性，發(fā)展兩種車速感應(yīng)型液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。對后者主要通過開發(fā)節(jié)能泵、提高系統(tǒng)的效率以及液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)來加以改進。四、液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)存在的問題1、液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在汽車行駛時需要消耗一定的能量，增

16、加了液壓油泵、液壓缸、油管和一些輔助裝置，增加了汽車行駛時的油耗，其燃油經(jīng)濟性較差。2、助力轉(zhuǎn)向特性不能隨著車輛速度的變化進行自動調(diào)節(jié)，無法兼顧車輛低速轉(zhuǎn)向的輕便性和高速轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向路感。3、轉(zhuǎn)向回正性差。液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在回正過程中，不可避免存在閥芯和閥套之間的殘余角，即轉(zhuǎn)向盤到中間位置時助力壓差不能立即減少為零，形成阻礙回正的阻力矩，影響車輛轉(zhuǎn)向的回正特性。純機械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、造價低廉，目前在一部分轉(zhuǎn)向操縱力不大、對操控性能要求不高的微型轎車、農(nóng)用車上仍有使用；液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)技術(shù)成熟、能提供大的轉(zhuǎn)向操縱助力，在重型車輛上廣泛應(yīng)用；液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)使駕駛室變得寬敞，布置更方便

17、，降低了轉(zhuǎn)向操縱力，也使轉(zhuǎn)向系統(tǒng)更為靈敏。由于該類轉(zhuǎn)向系統(tǒng)技術(shù)成熟、能提供大的轉(zhuǎn)向操縱助力，目前在部分乘用車、大部分商用車特別是重型車輛上廣泛應(yīng)用。但是液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在系統(tǒng)布置、安裝、密封性、操縱靈敏度、能量消耗、磨損與噪聲等方面存在不足。五、主要參考文獻1 張雙成. 商用車液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計與匹配J. 柴油機設(shè)計與制造, 2016, 22(3):22-25. 2 方志剛. 液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與整車的匹配D. 武漢理工大學(xué), 2011. 3 張尚奇. 大中型客車液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計匹配的探討J. 中國新技術(shù)新產(chǎn)品, 2015(5):62-62. 4 Dobrivoje C, Milomir

18、G, Mile S, et al. Fault tree analysis of hydraulic power-steering systemJ. International Journal of Vehicle Design, 2014, 64(1).5 Dawane M, Dawane M. Modelling and analysis of power steering systemJ. International Journal of Electric & Hybrid Vehicles, 2010, 2(3):211-221.6 Heisler H, MIRTE, Lecturer

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21、稱教授合作導(dǎo)師職稱論文題目十噸載貨汽車液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(HPS)設(shè)計一、課題研究的背景和意義（綜述國內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀，闡述課題的研究目的、意義）隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，人們對汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的要求越來越高。傳統(tǒng)的機械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足人們的需求，助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)目前已經(jīng)成為絕大多數(shù)轎車、客車、載重車、卡車等車型的標(biāo)準(zhǔn)配置。顧名思義，助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)就是協(xié)助駕駛員在作汽車方向調(diào)整時，為駕駛員減輕轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向盤強度的裝置，并且讓車輛反應(yīng)更加敏捷，在一定程度上提高了車輛行駛的安全性，也提高了車輛操作的舒適性。液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)到現(xiàn)在已經(jīng)有半個世紀(jì)的歷史，可以說技術(shù)非常成熟，被廣泛應(yīng)用。液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由液壓

22、和機械等兩部分組成，是以液壓油為動力傳遞介質(zhì)，通過液壓泵產(chǎn)生的動力來推動轉(zhuǎn)向器，從而實現(xiàn)助力轉(zhuǎn)向。液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的液壓泵由發(fā)動機驅(qū)動。為保證汽車原地或低速轉(zhuǎn)向時的輕便性，液壓泵要保證發(fā)動機怠速時的流量。無論是否轉(zhuǎn)向，這套系統(tǒng)都要工作，而且在低速時大轉(zhuǎn)向，需要液壓泵輸出更大的功率以獲得比較大的助力，所以在一定程度上浪費了發(fā)動機的動力資源。這也可以說是液壓助力轉(zhuǎn)向的一個缺點。但是由于該技術(shù)成熟可靠，而且成本低廉，得到了廣泛普及和應(yīng)用。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是汽車底盤的重要部件，對汽車的行駛安全至關(guān)重要，目前商用車普遍采用助力特性單一的液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（），在車速較高時，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)反饋給駕駛員的路感明顯減弱，駕駛

23、員會感到車輛“發(fā)飄”，導(dǎo)致精神緊張和誤操作，直接影響車輛的操縱穩(wěn)定性和行駛安全性。商用車 引起的燃油消耗約占整車總?cè)加拖牡?，如果采用節(jié)能技術(shù)使重型商用車 的能耗降低，那么整車百公里油耗可節(jié)約 。 年中國重型商用車（大型客車、大型貨車、半掛牽引車）銷量約為萬輛，按每輛車年運營里程 萬公里計算，全年節(jié)省的燃油約為 億升。因此，研究商用車液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的節(jié)能性，具有重要的現(xiàn)實意義。二、課題研究已有的工作基礎(chǔ)，附證書、報告、文獻翻譯（總結(jié)歸納本人的學(xué)習(xí)、科研、實習(xí)等成果，以及已掌握的前人資料，簡述自己初步的學(xué)術(shù)見解）汽車的機動性，常用最小轉(zhuǎn)彎半徑來衡量，但汽車的高機動性則應(yīng)由兩個條件保證。即首先應(yīng)使

24、左、右轉(zhuǎn)向輪處于最大轉(zhuǎn)角時前外輪的轉(zhuǎn)彎值在汽車軸距的22.5倍范圍內(nèi)；其次，應(yīng)這樣選擇轉(zhuǎn)向系的角傳動比，即由轉(zhuǎn)向盤處于中間的位置向左或右旋轉(zhuǎn)至極限位置的總旋轉(zhuǎn)全書，對轎車應(yīng)不超過1.8圈，對貨車不應(yīng)超過3.0圈。兩軸汽車在汽車在轉(zhuǎn)向時，若不考慮輪胎的側(cè)向偏離，則為了滿足上述對轉(zhuǎn)向系的第(2)條要求，其內(nèi)、外轉(zhuǎn)向輪理想的轉(zhuǎn)角關(guān)系如圖2-3所示，由下式?jīng)Q定：內(nèi)、外轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角的合理匹配是由轉(zhuǎn)向梯形來保證。汽車的最小轉(zhuǎn)彎半徑Rmin與其內(nèi)、外轉(zhuǎn)向輪在最大轉(zhuǎn)角maxi與maxo、軸距L、主銷距K及轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)臂a等尺寸有關(guān)。在轉(zhuǎn)向過程中除內(nèi)、外轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)角外，其他參數(shù)是不變的。最小轉(zhuǎn)彎半徑是指汽車在轉(zhuǎn)向輪

25、處于最大轉(zhuǎn)角的條件下以低速轉(zhuǎn)彎時前外輪與地面接觸點的軌跡構(gòu)成圓周的半徑。最小轉(zhuǎn)彎半徑能達到汽車軸距的22.5倍，取Rmin=2L；操縱輕便型的要求是通過合理地選擇轉(zhuǎn)向系的角傳動比、力傳動比和傳動效率來達到。對轉(zhuǎn)向后轉(zhuǎn)向盤或轉(zhuǎn)向輪能自動回正的要求和對汽車直線行駛穩(wěn)動性的要求則主要是通過合理的選擇主銷后傾角和內(nèi)傾角，消除轉(zhuǎn)向器傳動間隙以及選用可逆式轉(zhuǎn)向器來達到。但要使傳遞到轉(zhuǎn)向盤上的反向沖擊小，則轉(zhuǎn)向器的逆效率有不宜太高。至于對轉(zhuǎn)向系的最后兩條要求則主要是通過合理地選擇結(jié)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)布置來解決。轉(zhuǎn)向器及其縱拉桿與緊固件的稱重，約為中級以及上轎車、載貨汽車底盤干重的1.0%1.4%；小排量以及下轎車干

26、重的1.5%2.0%。轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)型式隊汽車的自身質(zhì)量影響較小。目前，許多國內(nèi)外生產(chǎn)的新車型在轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)中采用了萬向傳動裝置（轉(zhuǎn)向萬向節(jié)和轉(zhuǎn)向傳動軸）。這有助于轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向器等部件和組件的通用化和系列化。只要適當(dāng)改變轉(zhuǎn)向萬向傳動裝置的幾何參數(shù)，便可滿足各種變形車的總布置要求。即使在轉(zhuǎn)向盤與轉(zhuǎn)向器同軸線的情況下，其間也可采用萬向傳動裝置，以補償由于部件在車上的安裝誤差和安裝基體（駕駛室、車架）的變形所造成的二者軸線實際上的不重合。轉(zhuǎn)向盤在駕駛室安放的位置與各國交通法規(guī)規(guī)定車輛靠道路左側(cè)還是右側(cè)通行有關(guān)。包括我國在內(nèi)的大多數(shù)國家規(guī)定車輛右側(cè)通行，相應(yīng)地將轉(zhuǎn)向盤安置在駕駛室左側(cè)。這樣，駕駛員的左方

27、視野較寬闊，有利于兩車安全交會。相反，在一些規(guī)定車輛靠左側(cè)通行的國家和地區(qū)使用的汽車上，轉(zhuǎn)向盤則應(yīng)安置在駕駛室右側(cè)。三、研究的內(nèi)容及可行性分析本文針對的是與非獨立懸架相匹配的整體式兩輪轉(zhuǎn)向機構(gòu)。利用相關(guān)汽車設(shè)計和連桿機構(gòu)運動學(xué)的知識，首先對轉(zhuǎn)向器，轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)進行選擇，接著再對轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)進行設(shè)計，最后，利用軟件CATIA完成轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的三維實體設(shè)計。轉(zhuǎn)向器在設(shè)計中選用的是循環(huán)球式齒條齒扇轉(zhuǎn)向器，在對轉(zhuǎn)向器的設(shè)計中，包括了螺桿鋼球螺母傳動副的設(shè)計和齒條齒扇傳動副的設(shè)計，前者是基于參照同類汽車，確定出鋼球中心距，設(shè)計出一系列的尺寸，而后者則是根據(jù)汽車前軸的載荷來確定出齒扇模數(shù)，再由此設(shè)計出

28、所有參數(shù)的。轉(zhuǎn)向梯形的設(shè)計選用的是整體式轉(zhuǎn)向梯形，本文在設(shè)計中借鑒同類汽車轉(zhuǎn)向梯形設(shè)計的經(jīng)驗尺寸對轉(zhuǎn)向梯形進行尺寸初選。再通過對轉(zhuǎn)向內(nèi)輪實際達到的最大偏轉(zhuǎn)角時與轉(zhuǎn)向外輪理想最大偏轉(zhuǎn)角度的差值的檢驗，和作為一個四桿機構(gòu)對其最小傳動角的檢驗，來判定轉(zhuǎn)向梯形的設(shè)計是否符合基本要求。通過分析液壓式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成及原理，闡述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)部件的參數(shù)特性對液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的影響，并提出設(shè)計中的注意事項。詳細分析了傳統(tǒng)的液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理，靜態(tài)特性，建立了動態(tài)的數(shù)學(xué)模型。在此基礎(chǔ)上應(yīng)用了流量控制式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的方案，即在傳統(tǒng)的液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增設(shè)了控制液體流量的電液比例閥、車速傳感器和電子

29、控制單元等，電子控制單元根據(jù)檢測到的車速信號，控制電液比例閥，使轉(zhuǎn)向動力放大倍率實現(xiàn)連續(xù)可調(diào)，從而滿足高、低速時的轉(zhuǎn)向助力要求。為了實現(xiàn)此方案，本文建立了流量控制式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，設(shè)計了以51單片機為核心的電子控制單元，采集車速信號，計算輸出電壓信號，由此控制電液比例閥，實現(xiàn)控制要求。論文的最后部分設(shè)計了試驗平臺，檢驗電子控制單元的控制效果，并優(yōu)化PID參數(shù)。試驗結(jié)果表明，電子單元可以正常工作，能夠滿足本液壓系統(tǒng)控制性能的需要。四、論文擬解決的關(guān)鍵問題及難點1.轉(zhuǎn)向系設(shè)計的基本內(nèi)容：本設(shè)計的題目是中型貨車液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計。以齒輪齒條式液壓助力循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計為中心，一是汽

30、車總體構(gòu)架參數(shù)對汽車轉(zhuǎn)向的影響；二是齒輪齒條式液壓轉(zhuǎn)向器的選擇；三是轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)的選擇；四是梯形結(jié)構(gòu)設(shè)計。因此本設(shè)計在考慮上述要求和因素的基礎(chǔ)上研究利用轉(zhuǎn)向盤的旋轉(zhuǎn)帶動傳動機構(gòu)，通過萬向節(jié)帶動蝸桿軸旋轉(zhuǎn)，蝸桿軸與扇形齒輪嚙合，通過安裝在扇形軸上的轉(zhuǎn)向臂向轉(zhuǎn)向拉桿機構(gòu)傳遞操作力，實現(xiàn)轉(zhuǎn)向。(1)汽車轉(zhuǎn)向系方案的設(shè)計(2)汽車轉(zhuǎn)向器方案的設(shè)計(3)汽車轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)的設(shè)計(4)汽車轉(zhuǎn)向系的設(shè)計計算 (5)用CAD畫裝配圖和零件圖2.擬解決的主要問題：此次設(shè)計針對的是與非獨立懸架相匹配的整體式兩輪轉(zhuǎn)向機構(gòu)。在中型貨車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計中，主要是對轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向梯形的設(shè)計，因此，利用相關(guān)汽車設(shè)計和連桿機構(gòu)運動學(xué)

31、的知識，首先對汽車總體參數(shù)進行確定，在此基礎(chǔ)上，對轉(zhuǎn)向器，轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)進行選擇，接著再對轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)（主要是轉(zhuǎn)向梯形）進行設(shè)計，最后，利用軟件AUTOCAD完成其設(shè)計圖紙。轉(zhuǎn)向器在設(shè)計中選用的是循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器，在對轉(zhuǎn)向器的設(shè)計中，包括了螺桿鋼球螺母傳動副的設(shè)計和齒條齒扇傳動副的設(shè)計，前者是基于參照同類汽車，確定出鋼球中心距，設(shè)計出一系列的尺寸，而后者則是根據(jù)汽車前軸的載荷來確定出齒扇模數(shù)，再由此設(shè)計出所有參數(shù)的。轉(zhuǎn)向梯形的設(shè)計選用的是整體式轉(zhuǎn)向梯形，在設(shè)計中借鑒同類汽車轉(zhuǎn)向梯形設(shè)計的經(jīng)驗尺寸對轉(zhuǎn)向梯形進行尺寸初選。再通過對轉(zhuǎn)向內(nèi)輪實際達到的最大偏轉(zhuǎn)角時與轉(zhuǎn)向外輪理想最大偏轉(zhuǎn)角度的差值的

32、檢驗，和作為一個四桿機構(gòu)對其最小傳動角的檢驗，來判定轉(zhuǎn)向梯形的設(shè)計是否符合基本要求。五、研究方法與技術(shù)路線(重點論述技術(shù)方案)研究方法：（1） 調(diào)研收集課題相關(guān)資料。結(jié)合畢業(yè)設(shè)計課題進行必要的文獻檢索，查閱、收集、整理、歸納技術(shù)文獻和科技情報資料；（2） 深入學(xué)習(xí)并掌握汽車設(shè)計、汽車構(gòu)造等專業(yè)知識；了解循環(huán)球轉(zhuǎn)向器設(shè)計的指導(dǎo)思想和設(shè)計原則；（3） 掌握汽車設(shè)計的方法和步驟，參考有關(guān)資料、手冊和標(biāo)準(zhǔn)，對各總成部件進行選型、計算、校核等；（4）計算循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的主要參數(shù)，并對其重要部件進行強度校核，確定相關(guān)參數(shù)、材料以及裝配要求。繪制循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的三維模型，按照標(biāo)準(zhǔn)和生產(chǎn)工藝要求，繪制汽車轉(zhuǎn)向

33、器總裝配圖和主要零件圖。設(shè)計方法：根據(jù)設(shè)計中已知參數(shù)并結(jié)合理論知識，分析并計算得到循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的基本結(jié)構(gòu)參數(shù)，然后利用相關(guān)經(jīng)驗公式對轉(zhuǎn)向器的重要部件進行強度校核，校核的結(jié)果不符合國家相關(guān)要求則需要重新計算，當(dāng)結(jié)果滿足要求的時候，可確定其相關(guān)幾何尺寸并完成圖紙的繪制，結(jié)束本論文的設(shè)計工作。六、論文（設(shè)計）的進度安排1、2016.11-2016.12選題，外文資料翻譯、查閱并收集研究現(xiàn)狀資料，確定論文選題、撰寫文獻閱讀報告和開題報告；2、2017.01-2017.02完成外文資料翻譯、研究現(xiàn)狀調(diào)研、確定說明書提綱并完成文獻閱讀報告和開題報告撰寫；3、2017.03-2017.04進一步進行畢業(yè)設(shè)

34、計相關(guān)內(nèi)容研究、撰寫部分設(shè)計說明書，并完成草圖繪制；4、2017.05完成設(shè)計說明書的撰寫，在草圖基礎(chǔ)上繪制完成正式圖紙；5、2017.06-畢業(yè)答辯前完善畢業(yè)說明書和圖紙，打印、出圖并進行ppt制作，準(zhǔn)備畢業(yè)答辯。 七、畢業(yè)設(shè)計研制報告或畢業(yè)論文撰寫提綱（初步）第一章 汽車轉(zhuǎn)向系的類型和組成第二章 轉(zhuǎn)向系的功用與要求第三章 液壓助力轉(zhuǎn)向機構(gòu)布置方案分析第四章 液壓系統(tǒng)方案分析第五章 轉(zhuǎn)向器輸出力矩的確定第六章 軸的設(shè)計計算及校核第七章 齒輪齒條式液壓動力轉(zhuǎn)向機構(gòu)設(shè)計八、主要參考文獻1 張雙成. 商用車液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計與匹配J. 柴油機設(shè)計與制造, 2016, 22(3):22-25. 2 方志剛. 液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與整車的匹配D. 武漢理工大學(xué), 2011. 3 張尚奇. 大中型客車液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計匹配的探討J. 中國新技術(shù)新產(chǎn)品, 2015(5):62-62. 4 Dobrivoje C, Milomir G, Mile S, et al. Fault tree analysis of hydraulic power-steering systemJ. International Journal of Vehicle Design, 2014, 64(1).5 Dawane M, Dawane M. Modelling and analys