汽车转向器液压助力系统设计刘子轩开题报告.doc

中北大学信息商务学院
毕业设计开题报告

学生姓名：刘子轩学号：系名：机械工程系专业：车辆工程设计题目：汽车转向器液压助力系统设计指导教师:张翼

2023年3月3日
毕业设计开题报告
1．文献综述：选题背景
汽车的转向系统的性能是汽车的重要性能之一，转向系统的性能直接影响到汽车的操纵稳定性，它对于保证车辆的安全行驶、减少交通事故以及保护驾驶员的人身安全、改善驾驶员的工作条件起着重要的作用。本次课题设计重要总数国内外转向系统的研究发展，介绍各转向系统的结构原理及其关键技术并提出汽车转向系的发展趋势，合理地设计转向系统，使汽车具有良好的操纵性能。这始终是设计人员的重要研究课题，在车辆高速化、驾驶人员非职业化、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。电子控制动力转向系统(简称EPS),根据动力源不同又可分为液压式电子控制动力转向系统（液压式EPS，又作EHPS）和电动式电子控制动力转向系统（电动式EPS）。EHPS是在传统的液压动力转向系统的基础上增设了控制液体流量的电磁阀、车速传感器和电子控制单元等装置构成的，电子控制单元根据检测到的车速信号，控制电磁阀的开度，使转向动力放大倍率实现连续可调，从而满足高、低速时的转向助力规定。
(2)课题研究意义
随着汽车工业的飞速发展以及人们对于舒适、安全性能规定的不断提高，对转向器的安全性及操作稳定性的规定也进一步提高。本次设计通过度析转向器的功能规定，结合转向器的布置设计，比较各类型的转向器的优缺陷设计一款转向器。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，给出优化设计的目的函数和设计变量的选择范围使设计出的转向器液压助力器符合使用规定。作为汽车转向系统的一个重要组成部分，转向器对汽车的操纵稳定性和驾驶员的安全驾驶有这直接的影响。特别是在车辆高速化，车流密集化的今天，汽车转向器的设计极为重要。通过对转向器的优化设计，使其达成汽车总体设计的规定，以达成对汽车的机构整体优化，更好地提高相应性能，达成更高水平。通过本次设计提高自身实习运用有关机械设计手册、查图表、画图规范等有关资料文献的能力，从而进一步培养自身识图、辩图，运算和编写技术文献等基本技能。通过汽车转向器液压助力系统的设计，培养理论联系实际的设计思想，巩固和加强所学的专业知识，加强机械设计计算和编写技术文献等的基本
功能，从事汽车设计方面的工作奠定良好的基础。
（3）国内外研究现状[5]
汽车转向器机构涉及整车的操纵性、稳定性和安全性，它的质量也反映了车辆的质量，是直接关系到车辆性能的关键部件。汽车转向动力的来源由以前的人转变为人力加液压助力。液压助力系统HPS（HydraulicPowerSteering）是在机械式转向系统的基础上增长了一个液压系统而成。该液压系统一般与发动机相连当发动机启动的时候，一部分发动机能量提供汽车前进的动能，此外一部分则为液压系统提供动力。由于其工作可靠、技术成熟至今仍被广泛应用。[6]这种助力转向系统重要的特点是液压力支持转向运动，减小驾驶者作用在方向盘上的力，改善了汽车转向的轻便性和汽车运营的稳定性。
机械液压助力：[7]
机械液压助力是我们最常见的一种助力方式，它诞生于192023，由英国人FrederickW.Lanchester发明，而最早的商品化应用则推迟到了半个世纪之后，1951年克莱斯勒把成熟的液压转向助力系统应用在了Imperial车系上。由于技术成熟可靠，并且成本低廉，得以被广泛普及。
机械液压助力系统的重要组成部分有液压泵、油管、压力流体控制阀、V型传动皮带、储油罐等等。这种助力方式是将一部分发动机动力输出转化成液压泵压力，对转向系统施加辅助作用力，从而使轮胎转向。

根据系统内液流方式的不同可以分为常压式液压助力和常流式液压助力。常压式液压助力系统的特点是无论方向盘处在正中位置还是转向位置、方向盘保持静止还是在转动，系统管路中的油液总是保持高压状态；而常流式液压转向助力系统的转向油泵虽然始终工作，但液压助力系统不工作时，油泵处在空转状态，管路的负荷要比常压式小，现在大多数液压转向助力系统都采用常流式。可以看到，不管哪种方式，转向油泵都是必备部件，它可以将输入的发动机机械能转化为油液的压力。[8]
机械液压助力优缺陷：
机械液压助力的方向盘与转向轮之间所有是机械部件连接，操控精确，路感直接，信息反馈丰富；液压泵由发动机驱动，转向动力充沛，大小车辆都合用；技术成熟，可靠性高，平均制导致本低。
由于依靠发动机动力来驱动油泵，能耗比较高，所以车辆的行驶动力无形中就被消耗了一部分；液压系统的管路结构非常复杂，各种控制油液的阀门数量繁多，后期的保养维护需要成本；整套油路经常保持高压状态，使用寿命也会受到影响，这些