大卡车液压助力转向系统设计
广东技术师范学院本科毕业设计
2
标准对车辆转弯能力的要求，给转向系统的设计提出了新的课题。对于长轴距的汽车，必须通过增加转向轮转角才能提高其转弯能力。对于载货车惯常采用的转向系统结构，大的转角设计很容易造成转向轮与周边部件干涉及转向机构卡死、左右转向不对称等后果。因此，必须建立转向系统设计计算的辅助分析方法，提高转向系统设计的能力和水平。
转向系统性能和整车及其它总成、系统的性能息息相关，在系统设计的每一个环节都需要考虑整车及其它总成的性能。首先，转向系统必须能够实现整车所要求的车轮转角，这为转向机构的设计及动力转向器匹配提出了基本要求。其次，转向机构和悬架系统必须有协调的运动学关系，这就对转向机构设计提出了附加的要求。这两项要求基本可以在系统设计层面进行分析解决，而和转向系统相关的行驶稳定性及行驶路感则必须在整车层面进行计算分析。
综上所述，随着我国大型载货汽车的发展，新的问题及要求不断涌现，在车辆设计与开发领域尚存在很多的问题需要研究和解决，如何使基础研究与产品设计实践紧密结合，将研究成果最大限度地应用于产品开发过程，不断提高大型载货汽车的性能水平是摆在汽车产品研究与开发人员面前的重要课题。
1.2汽车转向系的类型和组成
汽车在行驶过程中，需按驾驶员的意志经常改变其行驶方向，即所谓汽车转向。就轮式汽车而言，实现汽车转向的方法是，驾驶员通过一套专设的机构，使汽车转向桥(一般是前桥)上的车轮(转向轮)相对于汽车纵轴线偏转一定角度。在汽车直线行驶时，往往转向轮也会受到路面例向干扰力的作用，自动偏转而改变行驶方向。此时，驾驶员也可以利用这套机构使转向轮向相反的方向偏转，从而使汽车恢复原来的行驶方向。这一套用来改变或恢复汽车行驶方向的专设机构，即称为汽车转向系。因此，汽车转向系的功用是，保证汽车能按驾驶员的意志而进行转向行驶。
汽车转向系可按转向能源的不同分为机械转向系和动力转向系两大类。机械式转向器由转向器、转向操纵机构和转向传动机构三大部分组成。按照转向器的不同形式可分为循环球式、齿轮齿条式、蜗杆曲柄指销式等转向器。不同的转向器有着不同的特点应用于不同的汽车上。其中小轿车上常用的是齿轮齿条式的转向器。在本文的后面分析中，就是以这种转向器来做分析的。动力式按照加力装置的不同可以分为液压助力式、气压助力式和电动助力式三种。气压助力式主要应用于一部分其前轴最大轴载质量为3一7t
并采用气压制动系的货车和客车上。由于气压系统的工作压力较低(一般不高于 0.7MPa)，使得其部件的尺寸比较庞大；同时压缩空气工作时的噪声和滞后性使得这种助力方式的转向器只配置在极少一部分车辆上。相比之下，液压助力式的转向器成了当今汽车助力转向器的主流。
1.2.1 机械转向系
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)。这有助于转向盘和转向器等部件和组件的通用化和系列化。只要适
广东技术师范学院本科毕业设计
4
当改变转向万向传动装置的几何参数，便可满足各种变型车的总布置要求。即使在转向盘与转向器同轴线的情况下，其间也可采用万向传动装置，以补偿由于部件在车上的安装误差和安装基体(驾驶室、车架)的变形所造成的二者轴线实际上的不重合。
转向盘在驾驶室安放的位置与各国交通法规规定车辆靠道路左侧还是右侧通行有关。包括我国在内的大多数国家规定车辆右侧通行，相应地应将转向盘安置在驾驶室左侧。这样，
驾驶员的左方视野较广阔，有利于两车安全交会。相反，在一些规定车辆靠左侧通行的国家和地区使用的汽车上，转向盘则应安置在驾驶室右侧。
1.2.2 动力转向系
动力转向系是兼用驾驶员体力和发动机动力为转向能源的转向系。在正常情况下，汽车转向所需的能量，只有一小部分由驾驶员提供，而大部分是由发动机通过动力转向装置提供的。但在动力转向装置失效时，一般还应当能由驾驶员独立承担汽车转向任务。因此，动力转向系是在机械转向系的基础上加设一套动力转向装置而形成的。
对最大总质量在12t以上的大型汽车而言，一旦动力转向装置失效，驾驶员通过机械传动系加于转向节的力远不足以使转向轮偏转而实现转向。故这种汽车的动力转向装置应当特别可靠。
图1-2为一种液压动力转向系的组成和液压动力转向装置的管路布置示意图。其中属于动力转向装置的部件是：转向油罐、转向油泵、转向控制阀和转向动力缸。当驾驶
员逆时针转动转向盘(左转向)时，转向摇臂带动转向直拉杆前移。直拉杆的拉力作用于转向
节臂，并依次传到梯形臂和转向横拉杆，使之右移。与此同时，转向直拉杆还带动转向控制阀中的滑阀，使转向动力缸的右腔接通液面压力为零的转向油罐。转向油泵的高压油进入转向动力缸的左腔，于是转向动力缸的活塞上受到向右的液压作用力便经推杆施加在转向横拉杆上，也使之右移。这样，驾驶员施于转向盘上很小的转向力矩，便可克服地面作用于转向轮上的转向阻力矩。
1.3动力转向技术的发展
汽车转向一直存在着“轻”与“灵”的矛盾。尽管，人们采用了变速比转向器等手段，但始终不能从根本上解决这一矛盾。在20 世纪50年代初出现了液压动力转向技术，比较好地缓解了“轻”与“灵”的矛盾，符合人们对转向轻便性更高的要求，在保证其他性能的条件下，能大大降低转向盘上的手力，特别是原地转向时转向盘上的手力。
1.3.1 液压动力转向
液压动力转向首先是在大型车辆上得到发展的，随着当时汽车装载质量和整备质量的增加，在转向过程中所需克服的前轮转向阻力矩也随之增加，从而要求加大作用在转向盘上的转向力，使驾驶员感到“转向沉重”。当前轴负荷增加到某一数值后，靠人力转动转向轮就很吃力。为使驾驶员操纵轻便和提高车辆的机动性，最有效的方法就是在汽车转向系中加装转向助力装置，借助于汽车发动机的动力驱动油泵、空气压缩机和发电机等，以液力、气力或电力增大驾驶员操纵前轮转向的力矩。使驾驶员可以轻便灵活地操纵汽车转向，减轻了劳动强度，提高了行驶安全性。液压动力转向系统除了传统的机械转向器以外，尚需增加控制阀、动力缸、油泵、油罐和管路等。轿车对动力转向的要求与重型车辆不完全相同。比如大型车辆对动力转向系统噪声的要求较低，轿车则对噪声要求很高，轿车还要求装用的转向器系统结构要更简单、尺寸更小、成本更低等。但是重型车辆动力转向技术的发展无疑为轿车动力转向技术奠定了基础。
开始阶段液压动力转向的控制阀采用滑阀式，即控制阀中的阀以轴向移动来控制油路。滑阀式控制阀结构简单，生产工艺性好，操纵方便，宜于布置，使用性能较好。但是滑阀灵敏度不够高，后来逐渐被转阀代替。
20 世纪 50 年代末沙基诺发明了转阀式液压动力转向，即控制阀中的阀芯以旋转运动来控制油路。与滑阀相比，转阀的灵敏度高、密封件少、结构比较先进。虽然由于转阀利用扭杆弹簧来使阀回位，结构较复杂，特别是对扭杆的材质和热处理工艺要求较高。但是其性能相对于滑阀有很大改进，达到令人满意的程度，并且在齿轮齿条式转向器中布置转阀比较容易，目前在轿车及大部分重型汽车上的液压动力转向采用的均是转阀式控制阀。
在大型汽车上装备液压动力转向系统有如下优点：
(1)减小驾驶员的疲劳强度。动力转向可以减小作用在转向盘上的力，提高转向轻便性。
(2)提高转向灵敏度。可以比较自由地根据操纵稳定性要求选择转向器传动比，不会受到转向力的制约。允许转向车轮承受更大的负荷，不会引起转向沉重问题。 (3)衰减道路冲击，提高行驶安全性。液压系统的阻尼作用可以衰减道路不平度对转向盘的冲击；另一方面，当汽车高速行驶时，如果发生爆胎，将导致汽车转向盘难以把握，应用动力转向可以使驾驶员较容易把握转向盘。
同时液压动力转向系统也有不足：
(1)选定参数完成设计之后，助力特性就确定了，不能再进行调节与控制。因此协调轻便性
与路感的关系困难。低速转向力小时，高速行驶时转向力往往过轻、“路感”差，甚至感觉汽车发“飘”，从而影响操纵稳定性；而按高速性能要求设计转向系统时，低速时转向力往往过大。
(2)(2)即使在不转向时，油泵也一直运转，增加了能量消耗。
(3)(3)存在渗油与维护问题，提高了保修成本，泄漏的液压油会对环境造成污
染。 (4)低温工作性能较差。
(4)随着人们对汽车经济性、环保、安全性的日益重视以及大型汽车技术的发展，人们开始
对液压动力转向存在的不足进行改进，开发出一些新型液压动力转向技术。这种技术上的改进主要围绕第(1)、(2)点不足。对第(1)点不足的主要改进措施是将车速引入动力转向系统，得到车速感应型助力特性，发展了两种车速感应型液压动力转向系统。一种是机械式，通过与调速器及变速器相连的泵来控制油压阀，现在已经很少采用；另一种是电子控制式，通过传感器由EUC控制阀操作，现在用得比较多。对第(2)点不足，主要通过开发节能泵、提高系统的效率以及电控液压动力转向系统来加以改进。
(5) 1.3.2 电动动力转向
(6)电动助力转向系统是汽车转向系统的发展方向。该系统由电动助力机直接提供
转向
(7)
(8)
(9)
(10)
(11)
(12)
(13)
(14)
(15)
(16)助力，省去了液压动力转向系统所必需的动力转向油泵、软管、液压油、传送
带和装于发动机上的皮带轮，既节省能量，又保护了环境。另外，还具有调整简单、装配灵活以及在多种状况下都能提供转向助力的特点。正是有了这些优点，电动助力转向系统作为一种新的转向技术，将挑战大家都非常熟知的、已具有 50 多年历史的液压转向系统。驾驶员在操纵方向盘进行转向时，转矩传感器检测到转向盘的转向以及转矩的大小，将电压信号输送到电子控制单元，电子控制单元根据转矩传感器检测到的转距电压信号、转动方向和车速信号等，向电动机控制器发出指令，使电动机输出相应大小和方向的转向助力转矩，从而产生辅助动力。汽车不转向时，电子控制单元不向电动机控制器发出指令，电动机不工作。
(17)与乘用车相比，轻中型商用车由于其独特的机械式循环轴转向器及拉杆式转向系统，使
得其EPS系统不同于目前轿车上应用的几种EPS传动耦合方式。对轻中型载重汽车而言，所需电机助力远超过乘用车，因此需要设计全新的适用于商用汽车重载工况的电机助力传动耦合机构，使得电机助力经过传动耦合机构，可以和原来的机械式转向器合成为整体式助力转向系统。目前电动助力转向系统主要应用于齿轮齿条式转向器，而轻中型商用汽车采用循环球式转向器，乘用车所用的通用助力方式不适用于轻中型商用汽车。因此，电动助力转向机构在乘用车上得到应用，而在商用车上很少采用。
(18)2液压助力布置方案的拟定
(19) 2.1转向系的功用与要求
(20)转向系是用来改变汽车的行驶方向和保持汽车的直线行驶的。它是由转向器和
转向传动装置两大部分所组成。在采用动力转向的汽车上还有动力系统。
(21)根据转向系的工作特点，对其提出如下要求：
(22) 1.工作可靠。转向系对汽车的行驶安全性影响很大，因此其零件应有足够的强
度、刚度和寿命。
(23) 2.操纵轻便。这是减轻驾驶员的劳动强度和保证汽车安全行驶的重要因素之一。
操纵轻便性应包含三方面内容：
(24)(l)汽车转向时必须作用在转向盘上的手力 P 手要小，一般最大极限值是：
(25)小客车 20 P = 手最大公斤中型载重车 36 P = 手最大公斤重型载重车 45
(26)P = 手最大公斤采用转向加力器、增大转向传动装置的力传动比i 力
(27)、提高转向器的效率(用滚动摩擦代替滑动摩擦)等都是减小转向盘手力 P 手的
有效方法。
(28)(2)汽车转向时，转向盘的回转圈数要少。当汽车朝一个方向极限转弯时，转
向盘的转动圈数不能超过2～2.5圈。因此转向系的角传动比不宜太大。
(29)(3)汽车直线行驶时，转向盘应稳定，无抖动和摆动现象。这就要求转向系在整车布置
上与行走系统运动协调；汽车在转向后，转向盘能自动回正，要求转向器有一定的可逆性，同时要正确地选择前轮定位角。
(30) 3.汽车转向时要有正确的运动规律。要求合理地设计梯形机构，保证汽车在转
向时车轮是纯滚动而没有滑动。
(31) 4.既要尽量减少汽车转向轮受到的冲击传到方向盘上，又要保证驾驶员有正确
的道路感觉。从而要求适当地控制转向器的可逆程度。
(32)5.转向系的调整应尽量少而简单。
(33) 2.2转向器方案分析
(34)根据转向器所用传动副的不同，转向器有多种。常见的有循环球式球面蜗杆
蜗轮式、蜗杆曲柄销式和齿轮齿条式等。转向器的结构形式，决定了其效率特性以及对角传动比变化特性的要求。选用那种效率特性的转向器应有汽车用途来决定，并和转向系方案有关。经常行驶在好路面上的轿车和市内用客车，可以采用正效率较高的、可逆程度大的转向器。
(35)齿轮齿条式转向器的结构简单，因此制造容易，成本低，正、逆效率都高。为
了防止和缓和反向冲击传给方向盘，必须选择较大的传动比，或装有吸振装置的减振器。
蜗杆曲柄销式转向器角传动比的变化特性和啮合间隙特性变化受限制，不能完全满足设计者的意图。
(36)循环球式转向器中一般有两级传动副。第一级是螺杆螺母传动副，第二级是齿
条齿扇传动副。转向螺杆的轴颈支撑在两个圆锥滚子轴承上。轴承紧度可用调整垫片调整。转向螺母的下平面上加工成齿条，与齿扇轴内的齿扇部分相啮合。通过转向盘转动转向螺杆时，转向螺母不转动，只能轴向移动，并驱使齿扇轴转动。为了减小转向螺杆和转向螺母之间的摩擦，其间装有小钢球以实现滚动摩擦。二者的螺旋槽能配合形成近似圆形断面轮廓的螺旋管状通道。转向螺母外有两根导管，两端分别插入螺母的一对通孔。导管内装满了钢球。两根导管和螺母内的螺旋管状通道组合成两条各自独立的封闭的钢球流道。转向器工作是两列钢球只是在各自封闭的流道内循环，而不脱出。
(37)转向螺母上的齿条式倾斜的，因此与之啮合的齿应当是分度圆上的齿厚沿齿扇
轴线按线性关系变化的变厚齿扇。因为循环球转向器的正传动效率很高，操作轻便，使用寿命长。经常用于各种汽车。
(38)综上最后本次设计选定循环球式转向器。
(39) 2.3液压助力转向机构布置方案分析
(40)液压式动力转向由于油压工作压力高，动力缸尺寸小、质量轻，结构紧凑，油
液具有不可压缩性，灵敏度高以及油液的阻尼作用可以吸收里面的冲击等优点而得到广泛应用。
(41) 2.3.1 动力转向机构布置方案
(42)液压式动力转向机构是由分配阀、转向器、动力缸、液压泵、储油罐和油管等
组成。
(43)
(44)
(45)
(46)
(47)
(48)
(49)
(50)
(51)
(52)广东技术师范学院本科毕业设计
(53)10
(54)根据分配阀、转向器和动力缸三者相互位置的不同，液压式动力机构可分为整体式、半整
体式、转向加力器。机械转向器和转向动力缸设计成一体，并与转向控制阀组装在一起，这种三合一的部件称为整体式动力转向器（如图2-1）。另一种方案是只将转向控制阀同机械转向器组合成一个部件，该部件称为半整体式动力转向器（如图2-2），转向动力缸则做成独立部件。第三种方案是将机械转向器作为独立部件，而将转向控制阀和转向动力缸组合成一个部件，称为转向加力器（如图2-3）。
(55)
(56)
(57)
(58)在分析比较上述几种不同动力转向机构布置方案时，常从结构上是否紧凑、转
向器主要零件是否承受有动力缸建立起来的载荷、拆装转向器是否容易、管路特别是软管的管路、转向轮在侧向力作用下是否容易引起转向轮摆振、能不能采用典型转向器等
方面来做比较。例如，整体式动力转向器，由于其分配阀、转向器、动力缸三者装在一起，因而结构紧凑，管路也短。其缺点是转向摇臂轴、摇臂等转向器的主要零件，都要承受有动力缸所建立起来的载荷，因此必须加大它们的尺寸和质量，给布置带来不利的影响；同时还不能采用典型的转向器，拆装转向器时要比分置式的困难。除此之外，由于对转向器的密封性要求比较高，这些给转向器的设计带来不少的困难。
(59)分置式动力转向器由于分开布置，故其机械转向器可以采用任何一种典型的结
构；转向器零件也不受动力缸助力载荷的影响；当汽车的转向桥负荷过大时，可加大缸径或增加动力缸的缸数而不影响转向器的基本尺寸。但分置式的零件数较多，管路布置也比较复杂。在分置式的结构中，半分置式和联阀式的应用最多，连杆式的应用最少。
(60)综上最后本次设计的布置形式选定为半分置式。
(61) 2.3.2 动力转向器结构形式的选择
(62)动力转向器的结构形式有常压式和常流式之分。当转向分配阀在中间位置时常
闭，使工作油液一直处于高压状态的动力转向器，称为常压式动力转向器；当转向分配阀在中间位置时常开，使工作油液一直处于常流状态的动力转向器，称为常流式动力转向器。
(63)上述的两种液压转向加力装置相比较，常压式的优点在于有蓄能器积蓄液压能，
可
(64)
(65)
(66)
(67)
(68)
(69)
(70)
(71)
(72)
(73)广东技术师范学院本科毕业设计
(74)12
(75)以使用流量较小的转向液压泵，而且能还可以在液压泵不运转的情况下保持一定得转
向能力，使汽车有可能续驶一定的距离。这一点对大型汽车而言尤为重要。故本设计采用常压式的。
(76) 2.3.3 分配阀的结构方案
(77)
(78)图 2-4 滑阀的结构和工作原理
(79)分配阀有两种结构方案：分配阀中的阀与阀体以轴向移动方式来控制油路的称
为滑阀式（如图2-4），以旋转运动来控制油路的称为转阀式。
(80)滑阀式分配阀结构简单，生产工艺性好，易于布置，使用性能好，曾得到广泛
的运用。
(81)转阀式与滑阀式比较，灵敏度高、密封件少而且结构较为先进。由于转阀式是
利用扭杆弹簧使转阀回位，所以结构复杂。
(82)综上最后本次设计的控制阀选用滑阀。
(83) 2.4液压系统方案分析
(84) 2.4.1 常用转向液压系统工作原理
(85)汽车直线行驶时，方向盘保持不动，转向器分配阀5处于中位常开，液压泵2卸载，液
压油直接回油箱 8。转向时，驾驶员旋转方向盘，螺杆作微前移或后移，转向器内滑阀偏离中间位置，压力油自液压泵出来，经液压控制集成元件4稳流稳压后，经转向器分配阀5，进入转向缸6，由液压缸推动转向轮转动，实现转向(如图2-5所示)。
(86)
(87) 2.4.2 系统设计工作原理
(88)该系统在原通用转向液压系统上合理加设液控背压阀、带单向阀的节流阀、开
式减压阀、中位为“H”型的液控三位四通换向阀。液控背压阀为当转向器分配阀工作(不在中位)时，控制支路系统产生背压，操作液控换向阀，使液压缸工作。带单向阀的节流阀为控制液控背压阀进出控制口的流量，即控制液控背压阀阀芯滑动速度。开式减压阀为系统压力随转向桥负荷上升，当高于低压转向器额定工作压力时，使支路(流入转向器)压力保持恒定，保证转向器压力不超过工作压力。三位四通换向阀起转向器分配阀作用，控制方向与转向器分配阀一致。
(89)(1)汽车直线行驶如图2-6所示：转向器分配阀在中位时，汽车处于直线行驶状态，转
向液压系统无负载。根据液体工作特性，液体经过开式减压阀5直接进入转向分配阀 8后全部回油箱1，其原因有两种：一是转向器分配阀8的中位油路接通结构为“H”型，“A1”
“B1”“O1”“P1”口相互接通，系统无法建压；二是开式减压阀在系统无压力状态下无减压作用，整个支路无节流。液控背压阀7、液控换向阀 8及液压缸10处于非工作状态。
(90)(2)汽车左转向：如图 2-6 所示，方向盘向左转动，转向器分配阀 8 工作位置移到“平行”
位置，压力油接通到液控换向阀 9“平行”位置的方向控制口，支路成封闭回路，迅速建压到液控换向阀9的阀芯开启压力，推动阀芯，使液控换向阀9的工作位置移到“平行”位置。支路继续升压至液控背压阀7开启压力，压力油推开液控背压阀7、经过液控换向阀9进入液压缸10(执行元件)。同时，压力油经过单向节流阀6进入液控(91)背压阀7的有杆腔，在保证液控换向阀 9的阀芯彻底移动到换向位置的前提下，缓慢
推动锥阀芯(相对液控阀的阀芯移动速度)至到最大开度，消除压力油经过液控背压阀 7 时产生的压力损失，并防止系统在高压状态下发热升温。执行系统压力随转向桥的负载升压，当压力升过减压阀的设定出口压力时，减压阀开始减压工作，始终保证转向器分配阀压力恒定，不超载，大大提高了转向器可靠性。
(92)
(3)汽车右转向：方向盘向右转动，转向器分配阀8工作位置移到“交叉”位置，压力油进入液控换向阀 9“交叉”位置的方向控制口，支路成封闭回路，迅速建压到液控换向阀9的阀芯开启压力，推动阀芯，使液控换向阀9的工作位置移到“交叉”位置。其他元件液体工作特性与左转向完全相同。左右转向转换工作过程关键特性：汽车在左右转向转换过程中转向器分配阀 9 阀芯回到中位位置(执行系统处于无压状态)后，又移到任一左右转向位置的瞬时，液控单向阀3阀芯在回位弹簧和单向节流阀6的作用下，迅速释放油液并关闭，使支路建压，迅速控制液控换向阀工作。
2.5小结
本章节主要对本课题的液压助力转向系统方案进行了的拟定，采用常压式的半分置式布置形式，控制阀则采用滑阀，系统原理图如图2-6。
毕业论文设计转向系统设计
目录摘要2 第一章绪论3 1.1汽车转向系统概述3 1.2齿轮齿条式转向器概述9 1.3液压助力转向器概述10 1.4国内外发展情况12 1.5本课题研究的目的和意义12 1.6本文主要研究内容13 第二章汽车主要参数的选择14 2.1汽车主要尺寸的确定14 2.2汽车质量参数的确定16 2.3轮胎的选择17 第三章转向系设计概述18 3.1对转向系的要求18 3.2转向操纵机构18 3.3转向传动机构19 3.4转向器20 3.5转角及最小转弯半径20 第四章.转向系的主要性能参数22 4.1转向系的效率22 4.2传动比变化特性23 4.3转向器传动副的传动间隙△T25 4.4转向盘的总转动圈数26 第五章机械式转向器方案分析及设计26 5.1齿轮齿条式转向器26 5.2其他转向器28 5.3齿轮齿条式转向器布置和结构形式的选择29 5.4数据的确定29 5.5设计计算过程31 5.6齿轮轴的结构设计35 5.7轴承的选择35 5.8转向器的润滑方式和密封类型的选择35 5.动力转向机构设计36 5.1对动力转向机构的要求36 5.2动力转向机构布置方案36 5.3液压式动力转向机构的计算38 5.4动力转向的评价指标43
6. 转向传动机构设计45 6.1转向传动机构原理45 6.2转向传送机构的臂、杆与球销47 6.3转向横拉杆及其端部47 6.4杆件设计结果48 7.结论49 致谢49 摘要 本课题的题目是转向系的设计。以齿轮齿条转向器的设计为中心，一是汽车总体构架参数对汽车转向的影响；二是机械转向器的选择；三是齿轮和齿条的合理匹配，以满足转向器的正确传动比和强度要求；四是动力转向机构设计；五是梯形结构设计。因此本课题在考虑上述要求和因素的基础上研究利用转向盘的旋转带动传动机构的齿轮齿条转向轴转向，通过万向节带动转向齿轮轴旋转，转向齿轮轴与转向齿条啮合，从而促使转向齿条直线运动，实现转向。实现了转向器结构简单紧凑，轴向尺寸短，且零件数目少的优点又能增加助力，从而实现了汽车转向的稳定性和灵敏性。在本文中主要进行了转向器齿轮齿条的设计和对转向齿轮轴的校核，主要方法和理论采用汽车设计的经验参数和大学所学机械设计的课程内容进行设计，其结果满足强度要求，安全可靠。 关键词：转向系；机械型转向器；齿轮齿条；液压式助力转向器 Abstract The title of this topic is the design of steering system. Rack and pinion steering gear to the design as the center, one vehicle parameters on the overall framework of the impact of vehicle steering; Second, the choice of mechanical steering; third rack gear and a reasonable match to meet the correct steering gear ratio and strength requirements; Fourth, power steering mechanism design; Fifth, the structural design of trapezoidal. Therefore, taking into account the above issues and factors that require study, based on the steering wheel rotary drive transmission shaft of the steering rack and pinion steering, through the universal joint drive shaft rotation gear shift, steering rack and steering gear shaft meshing, thereby encouraging steering rack linear motion to achieve steering. Simple structure to achieve the steering tight, short axial dimension, and the number of parts can increase the advantages of less power in order to achieve the vehicle steering stability and sensitivity. In this article a major design steering rack and pinion steering gear shaft and the check, the main methods and theoretical experience in the use of automotive design parameters and the University of mechanical design school curriculum design and the results meet the strength
助力转向系统的保养及常识
助力转向系统的保养及常识 助力转向，顾名思义，是协助驾驶员作汽车方向调整，为驾驶员减轻打方向盘的用力强度，当然，助力转向在汽车行驶的安全性、经济性上也一定的作用。 就目前汽车上配置的助力转向系统和我能看到的资料，大致可以分为三类：(1)一种是机械式液压动力转向系统；(2)一种是电子液压助力转向系统；(3)另外一种电动助力转向系统。 一、机械式液压动力转向系统 1机械式的液压动力转向系统一般由液压泵、油管、压力流量控制阀体、V型传动皮带、储油罐等部件构成。 2无论车是否转向，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，也在一定程度上浪费了资源。可以回忆一下：开这样的车，尤其时低速转弯的时候，觉得方向比较沉，发动机也比较费力气。又由于液压泵的压力很大，也比较容易损害助力系统。 还有，机械式液压助力转向系统由液压泵及管路和油缸组成，为保持压力，不论是否需要转向助力，系统总要处于工作状态，能耗较高，这也是耗资源的一个原因所在。 一般经济型轿车使用机械液压助力系统的比较多。 二、电子液压助力转向系统 1主要构件：储油罐、助力转向控制单元、电动泵、转向机、助力转向传感器等，其中助力转向控制单元和电动泵是一个整体结构。
2工作原理：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同时，节省一部分发动机功率。 三、电动助力转向系统(EPS) 1英文全称是Electronic Power Steering，简称EPS，它利用电动机产生的动力协助驾车者进行动力转向。EPS的构成，不同的车尽管结构部件不一样，但大体是雷同。一般是由转矩(转向)传感器、电子控制单元、电动机、减速器、机械转向器、以及畜电池电源所构成。2主要工作原理：汽车在转向时，转矩(转向)传感器会“感觉”到转向盘的力矩和拟转动的方向，这些信号会通过数据总线发给电子控制单元，电控单元会根据传动力矩、拟转的方向等数据信号，向电动机控制器发出动作指令，从而电动机就会根据具体的需要输出相应大小的转动力矩，从而产生了助力转向。如果不转向，则本套系统就不工作，处于standby(休眠)状态等待调用。由于电动电动助力转向的工作特性，你会感觉到开这样的车，方向感更好，高速时更稳，俗话说方向不发飘。又由于它不转向时不工作，所以，也多少程度上节省了能源。一般高档轿车使用这样的助力转向系统的比较多。
液压助力转向电控系统说明书
汽车与交通学院 课程设计说明书 课程名称:汽车电控系统实习及课程设计 课程代码: 106010319 题目: 液压助力转向电控系统 年级/专业/班: 2013级车辆工程汽电(1)班 学生姓名: XX 学号: 开始时间: 2017 年 1 月 4 日 完成时间: 2017 年 1 月 10 日 课程设计成绩： 指导教师签名：年月日
目录 摘要 (3) 1 引言 (4) 1.1问题的提出 (4) 1.2国内外研究的现状 (4) 1.3任务与分析 (4) 1.3.1硬件需求 (4) 1.3.2软件需求 (4) 2 设计方案 (5) 2.1系统设计方案论证 (5) 2.1.1信号输入方案设计 (5) 2.1.2系统显示方案设计 (5) 2.1.3 信号输出的方案设计 (5) 2.2 总体设计方案框图 (6) 2.2.1 方案一设计框图 (6) 2.2.1 方案二设计框图 (7) 2.3最终方案确定 (7) 3系统硬件设计 (8) 3.1 AT89C51介绍 (8) 3.2 ADC0804芯片介绍 (11) 3.2.1 ADC0804芯片的时钟频率 (11) 3.2.1 ADC0804采集的信号处理 (11) 3.3 LCD1602液晶显示器 (12) 3.4L298电机驱动芯片 (12) 4 系统软件设计 (13) 4.1 主程序流程图 (13) 4.2 子程序流程图 (14)
4.2.2 ADC0804子流程图 (15) 4.2.2 PID控制算法子流程图 (16) 5. 系统调试过程 (17) 5.1 原题图和印制板图绘制和检测 (17) 5.1.1 在Protel99se绘制原理图 (17) 5.1.2 在Protell99se生成PCB图 (18) 5.1 keil程序调试 (19) 5.3 Proteus 仿真调试 (19) 结论 (23) 致谢 (24) 参考文献 (25) 附录原题图和印制板图 (26) C语言代码………………………………………………………………………
液压助力转向系统工作原理
液压助力转向系统工作原理、故障诊断与排除 排除, 原理, 液压, 系统, 故障诊断 于树彬，刘建勋（济南鲍德汽车运输有限公司，山东济南 250101） 摘要：介绍了汽车液压助力转向系统的工作原理，并就助力系统易出现的转向沉重、前轮摆振、转向轻重不同、跑偏等故障的产生原因及排除方法进行了阐述。 1 前言 目前，已有许多汽车的转向系统带有液压助力，它使驾驶车辆转向时轻便灵活，更利于提高车辆的行驶安全性。为了使驾修人员更好地了解液压助力转向系统的性能，下面介绍其工作原理、故障诊断与排除方法。 2 液压助力转向系统的工作原理 液压助力转向系统主要由机械部分和液压助力装置两部分组成。机械部分由转向传动副、转向摇臂、纵拉杆总成、横拉杆总成、转向节臂、转向主销、转向节主销套、转向节压力轴承及转向节等组成。液压助力装置部分由液压助力器、贮油箱、转向油泵及管路等组成。液压助力转向按液流形式分为常流式和常压式两种，按分配阀的形式又可分为滑阀式和转阀两种。现以液压常流式转向为例介绍液压助力转向系统的工作原理。 如图1(a)所示，助力转向系统主要由油泵3、控制阀（滑阀7和阀体9）、螺杆螺母式转向器(11、12)及助力缸15等组成。 滑阀7同转向螺杆11连为一体，两端设有两个止推轴承。由于滑阀7的长度比阀体9的宽度稍大，所以两个止推轴承端面与阀体端面之间有轴向间隙h，使滑阀连同转向螺杆一起能在阀体内做轴向移动。回位弹簧10有一定的
预紧力，将两个反作用柱塞顶向阀体两端，滑阀两端的挡圈正好卡在两个反作用柱塞的外端，使滑阀在不转向时一直处于阀体的中间位置。滑阀上有两道油槽C、B，阀体的相应配合面上有三道油槽A、D、E。油泵3由发动机通过带或齿轮来驱动，压力油经油管流向控制阀，再经控制阀流向动力缸L、R腔。 汽车直线行驶时，如图1(a)所示，滑阀7在回位弹簧10和反作用阀8的作用下处于中间位置，动力缸15两端均与回油孔道连通，油泵输出的油液通过进油道量孔4进入阀体9的环槽A，然后分成两路：一路通过环槽B和D，另一路流过环槽C和E。由于滑阀7在中间位置，两路油液经回油孔道流回油箱，整个系统内油路相通，油压处于低压状态。
电动液压助力转向系统用BLDCM工作原理及控制策略
电动液压助力转向系统用BLDCM 工作原理及控制策略 文章编号：1001-3997（2010）03-0262-02 【摘要】电动液压助力转向系统（EHPS ）将传统液压助力转向系统（HPS ）中的液压泵改为由变成单 独的电机驱动，并根据不同车速和转向盘转速控制等级转速，从而提供可变的转向助力，同时在一定程度上节省了能源的消耗。对POLO 轿车装备的EHPS 系统的电流无刷电机工作原理进行深入分析，并针对该电机设计控制器及制定相应控制策略，实现对电机转速的控制。 关键词：电动液压助力转向；直流无刷电机；电机控制 【Abstract 】The Electro-hydraulic Power Steering System （EHPS ）drives a hydraulic pump with a sep －arate motor ，in contrast to the traditional Hydraulic Power Steering System （HPS ）doing so by the engine.In this way ，EHPS shall be able to provide alterable steering force according to different vehicle speeds and steering wheel ratatioanl speeds ，and to save energy in a more effective way.It mainly discusses the Basic Principle and Control Strategy of the Brushless Direct Current （BLDC ）Motor Used in the Electro-hydraulic Power Steering system from POLO ，and designs an ECU with control strategy to control the motor. Key words ：EHPS ；BLDC motor ；Motor control 1引言 传统的液压助力转向系统（HPS ）通过汽车发动机带动液压泵以提供转向助力，因此无论驾驶员是否进行转向操作，只要发动机在运转，HPS 都处于工作状态，造成了不必要的能源浪费。同时，转向助力大小不能随着车速的变化而改变，难以满足汽车低速行驶时的转向轻便感和高速行驶时转向稳定的要求。电动液压助力转向系统（EHPS ）将传统HPS 中由发动机驱动的液压泵改变成由一个单独的电机驱动，使得转向助力完全脱离发动机的束缚，并且EHPS 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，从而控制电机转速以驱动液压泵提供必要的流量，这样不但在一定程度上节省了能源消耗，也保证了驾驶员在不同车速下均能获得良好的转向手感。 早期EHPS 系统大多以直流有刷电机驱动液压泵，随着无刷电机控制技术的发展及应用的普及，目前安装EHPS 系统的微型轿车均采用无刷电机驱动液压泵，例如上海大众POLO 、一汽大众宝莱、北京神龙以及雷克萨斯、皇冠、Chevy Silverado 、GMC Sierra 轻度并联混合动力皮卡等。对于一些电动车及新能源汽车而言，则大多采用了大功率直流永磁电机驱动[1]。 分析了由TRW 公司提供直流无刷电机和转向盘转速传感器的POLO 车上EHPS 系统的电机工作原理，并设计了该电机的控制器及控制策略，从而对电机的转速进行控制。 2EHPS 直流无刷电机的结构及工作原理 对于本系统所用的无刷直流电机，其转子、定子的外观结构， 如图1所示。 图1电机结构 由图1可见，该电机的转子是外置的，另外电机定子总槽数为12个，转子含7块永磁体，即7对极，根据公式： 电角度＝极对数×360°总槽数 ，或者 电角度＝极对数×机械角度，可以计算出该直流无刷电机的电角度为210°，由该电角度可绘制出电机绕组的星形矢量图，如图2所示。 图2 绕组星型矢量图 210° 1 7 6 11 4 109 2 12 5 8 3 262
汽车液压助力转向系统设计
XXXX大学 毕业设计说明书 学生姓名：学号： 学院： 专业： 题目：某乘用车液压助力转向系统设计 指导教师：职称: 职称: 20**年12月5日
目录 绪论 (1) 1. 汽车转向系的类型和组成 (2) 1.1机械转向系 (3) 1.2动力转向系 (4) 1.3动力转向技术的发展 (6) 1.3.1液压动力转向 (6) 1.3.2电动动力转向 (8) 2.1转向系的功用与要求 (9) 2.2转向器方案分析 (10) 3 液压助力转向机构布置方案分析 (12) 3.1动力转向机构布置方案 (12) 3.2动力转向器结构形式的选择 (14) 3.3分配阀的结构方案 (15) 4液压系统方案分析 (16) 4.1常用转向液压系统工作原理 (16) 4.2系统设计工作原理 (17) 5 转向器输出力矩的确定 (19) 6 轴的设计计算及校核 (20) 6.1转向摇臂轴（即齿形齿扇轴）的设计计算 (20) 6.1.1材料的选择 (20) 6.1.2结构设计 (20) 6.1.3轴的设计计算 (20) 6.2螺杆轴设计计算及主要零件的校核 (24) 6.2.1材料选择 (24) 6.2.2结构设计 (25) 6.2.3轴的设计计算 (25) 6.2.4钢球与滚道之间的接触应力校核 (27) 7 齿轮齿条式液压动力转向机构设计 (29) 7.1 齿轮齿条式转向器结构分析 (29) 7.2 参考数据的确定 (35) 7.3 转向轮侧偏角计算 (36) 7.4 转向器参数选取 (37) 7.5 选择齿轮齿条材料 (39) 7.6 强度校核 (39) 7.7 齿轮齿条的基本参数如下表所示 (41) 7.8 齿轮轴的结构设计 (42) 结论 (43) 致谢 (44) 参考文献 (45)
汽车液压助力转向系统设计
本科毕业设计（论文）通过答辩 目录 绪论 (1) 1. 汽车转向系的类型和组成 (2) 1.1机械转向系 (3) 1.2动力转向系 (4) 1.3动力转向技术的发展 (6) 1.3.1液压动力转向 (6) 1.3.2电动动力转向 (8) 2.1转向系的功用与要求 (9) 2.2转向器方案分析 (10) 3 液压助力转向机构布置方案分析 (12) 3.1动力转向机构布置方案 (12) 3.2动力转向器结构形式的选择 (14) 3.3分配阀的结构方案 (15) 4液压系统方案分析 (16) 4.1常用转向液压系统工作原理 (16) 4.2系统设计工作原理 (17) 5 转向器输出力矩的确定 (19) 6 轴的设计计算及校核 (20) 6.1转向摇臂轴（即齿形齿扇轴）的设计计算 (20) 6.1.1材料的选择 (20) 6.1.2结构设计 (20) 6.1.3轴的设计计算 (20) 6.2螺杆轴设计计算及主要零件的校核 (24) 6.2.1材料选择 (24) 6.2.2结构设计 (25) 6.2.3轴的设计计算 (25) 6.2.4钢球与滚道之间的接触应力校核 (27) 7 齿轮齿条式液压动力转向机构设计 (29) 7.1 齿轮齿条式转向器结构分析 (29) 7.2 参考数据的确定 (35) 7.3 转向轮侧偏角计算 (36) 7.4 转向器参数选取 (37) 7.5 选择齿轮齿条材料 (39) 7.6 强度校核 (39) 7.7 齿轮齿条的基本参数如下表所示 (41) 7.8 齿轮轴的结构设计 (42) 结论 (43) 致谢 (44) (45) 参考文献
本科毕业设计（论文）通过答辩 绪论 改革开放以来，中国的汽车工业有着飞速的发展，据中国汽车工业协会统计，截至2006年10月底，轿车累计销量超过300万辆，达到304万辆，同比增长40%。2006年11月的北京车展，自主品牌：奇瑞、吉利、长城、中兴、众泰、比亚迪、双环、中顺、力帆、华普、长安、哈飞、华晨等自主品牌纷纷亮相，在国际汽车盛宴中崭露头角，无论从参展规模还是产品所展示的品质和技术含量上，都不得不令人折服，但和国外有着近百年发展历史的国外汽车工业相比，我们的自主品牌汽车在行车性能和舒适体验方面仍有差距。 汽车工业是国民经济的支柱产业，代表着一个国家的综合国力，汽车工业随着机械和电子技术的发展而不断前进。到今天，汽车已经不是单纯机械意义上的汽车了，它是机械、电子、材料等学科的综合产物。汽车转向系也随着汽车工业的发展历经了长时间的演变。 转向系统性能和整车及其它总成、系统的性能息息相关，在系统设计的每一个环节都需要考虑整车及其它总成的性能。首先，转向系统必须能够实现整车所要求的车轮转角，这为转向机构的设计及动力转向器匹配提出了基本要求。其次，转向机构和悬架系统必须有协调的运动学关系，这就对转向机构设计提出了附加的要求。这两项要求基本可以在系统设计层面进行分析解决，而和转向系统相关的行驶稳定性及行驶路感则必须在整车层面进行计算分析。 综上所述，随着我国汽车的发展，新的问题及要求不断涌现，在车辆设计与开发领域尚存在很多的问题需要研究和解决，如何使基础研究与产品设计实践紧密结合，将研究成果最大限度地应用于产品开发过程，不断提高汽车的性能水平是摆在汽车产品研究与开发人员面前的重要课题。 1
大卡车液压助力转向系统设计
毕业论文（设计）题目：大卡车液压助力转向系统设计
大卡车液压助力转向系统设计 1 绪论 1.1问题的提出 随着国民经济连续多年的高速发展，尤其是国家对基础设施建设投入的逐年加大，使得大型汽车的生产在近年来呈现了爆发式发展。而大型载货汽车由于具有运输效率高、运输成本低的特点，逐渐成为公路运输的首选。2007年大型卡车市场为2.85万辆，中型卡车市场为17.5万辆，大型卡车占整体市场的比例为60%，大型载货汽车的生产与开发成为国内载货汽车生产厂家竞争的焦点。汽车技术的进步和人民生活水平的进一步提高，使载货汽车用户对车辆的性能水平要求越来越高，而越来越大的竞争压力使整车厂家的产品开发周期不断缩短。如何使车辆开发各个环节的设计方案都得到充分的分析与筛选，使其性能得到有效控制，以保障在限定的周期内开发出性能优越的汽车产品，已成为大型载货汽车产品研发部门所关注的重要课题。 由于汽车保有量的增加和社会生活汽车化而造成交通错综复杂，使转向盘的操作频率增大，这就要求减轻驾驶疲劳。在汽车向轻便灵活、容易驾驶的方向发展的同时，对动力转向系统的需求也提到日程上来。要求其成本低，性能方面能适应车速变化，实现变特性的动力转向器，并且可以与不同类型的大型汽车相适应、相匹配。 大型载货汽车和其它车辆相比具有一些显著的特点，为保障大型载货汽车良好的转向性能，必须对这些特点及由此引发的问题进行专门的研究。按照GB1589一2004“道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值”的要求，每侧单轮胎的车轴轴荷限值为7吨，6x4载货车的设计轴荷之和可达30吨，车长可达12m，铰接式列车的车长可至16.sm。同时，GB7258一2004“机动车运行安全技术条件”要求车辆必须能够通过外径25m内径10.6m 的通道。另外，载货汽车公路运输的高速化发展趋势也已是不争的事实，尤其国家于2004年5月开始的治理公路运输车辆超限超载专项工作的开展，使以提高行驶速度来带动运输效率的提高成为载货汽车设计的重要目标。高的运输速度对车辆的操纵性与稳定性提出了更高的要求。 为在法规允许的情况下尽可能提高车辆的运输能力，大型车的设计轴荷及外廓尺寸基本接近法规的限值。对于转向轴，7吨的轴荷使动力转向器成为必选的配置，如何合理匹配动力转向器，提高车辆的转向能力并保持操纵路感值得进行进一步的研究。国家 1
转向系统设计
标题 转向系统设计与优化 摘要 汽车在行驶过程中，需要按照驾驶员的意志经常改变行驶方向，即所谓汽车转向。用来改变或保持汽车行驶方向的机构称为汽车转向系统。汽车转向系统的功能就是按照驾驶员的意愿控制汽车的行驶方向。汽车转向系统对汽车的行驶安全是至关重要的。因此需要对转向系统进行优化，从而使汽车操作起来更加方便、安全。本次设计是EPS电动转向系统，即电动助力转向系统。该系统是由一个机械系统和一个电控的电动马达结合在一起而形成的一个动力转向系统。EPS系统主要是由扭矩传感器、电动机、电磁离合器、减速机构和电子控制单元等组成。驾驶员在操纵方向盘进行转向时，转矩传感器检测到转向盘的转向以及转矩的大小，将电压信号输送到电子控制单元，电子控制单元根据转矩传感器检测到的转距电压信号、转动方向和车速信号等，向电动机控制器发出指令，使电动机输出相应大小和方向的转向助力转矩，从而产生辅助动力。汽车不转向时，电子控制单元不向电动机控制器发出指令，电动机不工作。该系统由电动助力机直接提供转向助力，省去了液压动力转向系统所必需的动力转向油泵、软管、液压油、传送带和装于发动机上的皮带轮，既节省能量，又保护了环境。另外，还具有调整简单、装配灵活以及在多种状况下都能提供转向助力的特点。因此，电动助力转向系统是汽车转向系统的发展方向。 关键词：机械系统，扭矩传感器，电动机，电磁离合器，减速机构，电子控制单元。 概述 汽车在行使过程中，需要经常改变行驶方向，即所谓的转向。这就需要有一套能够按照司机意志来改变或恢复汽车行驶方向的专设机构，它将司机转动方向盘的动作转变为车轮的偏转动作，这就是所谓的转向系统。转向系统是用来改变汽车的行使方向和保持汽车直线行使的机构，既要保持车辆沿直线
电动机械式液压助力转向系统
电动机械式液压助力转向系统 () 电动机械式助力转向系统 () 与传统液压助力转向机构在转向助力上有所区别。通过一个电动伺服马达而非通过一个液压驱动装置对驾驶员提供支持。只在转向时，此伺服马达才激活。因此，该伺服马达在直线行驶时不消耗功率。 电动机械式助力转向系统具有下列优点： -驻车时转向力较低 -集成式、视车速而定的转向助力（伺服转向助力系统） -转向时冲击较低以及方向盘旋转振动较低 -主动式方向盘复位 -节约燃油达 0.3 100 并因此降低 2 排放 -不需要液压油 电动机械式助力转向系统包含下列装备系列： 电动机械式助力转向系统 ()：12 伏特供电（和以前相同） 电动机械式助力转向系统 ()，配备一体化主动转向控制 () 和电动马达/变速箱特定组合：由发动机室内的外部起动接线柱进行 12 伏供电 电动机械式助力转向系统 ()，配备一体化主动转向控制 () 和电动马达/变速箱特定组合（重量集中在前桥）：由辅助电池、断路继电器和具有转换器的辅助电池充电装置进行 24 伏特供电 显示的为带主动转向控制的电动机械式助力转向系统 索引 说明 索引 说明 1 转向器 2 转向阻力矩传感器 3 控制单元 4 集成有马达位置传感器的伺服马达 5
单元 部件简短描述 将描述电动机械式助力转向系统的下列部件： 单元 单元由下列部件组成： -控制单元 -集成有马达位置传感器的伺服马达 控制单元是电动机械式助力转向系统的一部分。控制单元通过 2 个插头连接与车载网络连接。转向阻力矩传感器通过另一个插头连接与控制单元连接。 在控制单元中存储了多条用于伺服助力装置、主动式方向盘复位以及减震特性的特性线。根据输入端参数计算出的数值与相应的特性线一起得出必要的转向助力。 根据不同的装备系列，为单元提供不同的总线端 . 30。接线盒中的配电器为控制单元提供总线端 . 15N。 索引 说明 索引 说明 1 带伺服马达的装置 2 转向阻力矩传感器的插头连接，6 芯（使用 2 个线脚） 3 电源插头连接，2 芯 4 车载网络插头连接，6 芯 5 控制单元 带马达位置传感器的伺服马达 此伺服马达是一个无集流环的同步直流马达 (永久磁铁)。此伺服马达驱动减速器。于是伺服马达的功率传递到齿条上。 控制单元线路板上有 2 个马达位置传感器（冗余）。两个传感器利用霍尔效应原理工作（带凸极转子的霍尔传感器）。凸极转子固定在发动机轴上。马达位置传感器 1 可以获知伺服马
设施规划课程设计--液压转向器厂总平面布置设计
设施规划课程设计--液压转向器厂总平面布置设计
设施规划与物流分析课程设计 说明书 姓名： 学号： 指导教师： 开始时间： 结束时间： 成绩：
设施规划与物流分析课程设计任务书姓名：学号：年（班）级：地点：课程设计题目：液压转向器厂总平面布置设计 课程设计内容与要求： 1、液压转向器厂物流分析。 2、液压转向器厂作业单位相互关系分析。 3、作业单位位置相关图，相当于A3图样的坐标纸1张。 4、作业单位面积相关图，相当于A3图样的坐标纸1张。 5、液压转向器厂总平面布置图三套路，A3图样三张。 6、评价择优，选出最佳总平面布置图。
目录 一．概述 (1) 二．基本要素分析 (1) 1、液压转向器结构及有关参数 (1) 2、作业单位划分 (6) 3、液压转向器生产工艺过程 (7) 三．物流分析 (20) 1、产品工艺过程分析 (20) 2．物流强度分析 (27) 四．作业单位非物流相关分析 (31) 1.作业单位相互关系理由 (31) 2．作业单位相互关系等级 (31) 3. 作业单位相互关系 (32) 五．作业单位综合相关分析 (33) 1. 综合物流相关等级 (33) 2.作业单位综合接近程度 (37) 六．作业单位位置相关分析 (40) 1. 绘制作业单位位置相关图 (40) 七．作业单位面积相关分析 (42) 1.作业单位面积相关图 (42) 八．工厂总平面布置可行方案 (43) 九．评价方案并择优 (46) 十．总结 (47)
一．概述 当地现有一叉车修理厂，占地面积为16000m2，厂区南北长为200m，东西宽为80m，所处地理位置如图1所示。该厂职工人数300人，计划改建成年产量6000套液压转向器的生产厂，需要完成工厂总平面布置设计。 图-1 待建液压转向器厂厂区图 二．基本要素分析 1、液压转向器结构及有关参数 液压转向器的基本结构如图2所示，有22个零、组件构成，每个零、组件的名称、材料、单间重量及年需求量均列于表1中。
转向系统设计计算书
密级：版本/更改状态：第一版／0 编号： 长城汽车股份有限公司技术文件 CC6460K/KY 转向系统设计计算书 编制： 审核： 审定： 批准： 长城汽车股份有限公司 二OO四年四月十五日
目录 1 系统概述????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1 2 转向系统设计依据的整车参数计设计要求????????????????????????????????????????????????????????2 3 转向系统设计过程????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2 3.1 最小转弯半径计算?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2 3.2 转向系的角传动比计算?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????3 3.3 转向系的力传动比计算?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????3 3. 4 转向系的内外轮转角?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4 3. 5 液压系统的匹配计算?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????5 3.5.1 转向油泵流量的计算??????????????????????????????????????????????????????????????????????????5 3.5.2 转向油泵压力的变化??????????????????????????????????????????????????????????????????????????6 4 结论说明????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????7 5 参考文献????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????8
电动机械式液压助力转向系统 (EPS)
电动机械式液压助力转向系统 (EPS) 电动机械式助力转向系统 (EPS) 与传统液压助力转向机构在转向助力上有所区别。EPS 通过一个电动伺服马达而非通过一个液压驱动装置对驾驶员提供支持。只在转向时，此伺服马达才激活。因此，该伺服马达在直线行驶时不消耗功率。 电动机械式助力转向系统具有下列优点： - 驻车时转向力较低 - 集成式、视车速而定的转向助力（伺服转向助力系统） - 转向时冲击较低以及方向盘旋转振动较低 - 主动式方向盘复位 - 节约燃油达 0.3 l/100 km 并因此降低 CO 2 排放 - 不需要液压油 电动机械式助力转向系统包含下列装备系列： 电动机械式助力转向系统 (EPS)：12 伏特供电（和以前相同） 电动机械式助力转向系统 (EPS)，配备一体化主动转向控制 (AL) 和电动马达/变速箱特定组合：由发动机室内的外部起动接线柱进行 12 伏供电 电动机械式助力转向系统 (EPS)，配备一体化主动转向控制 (AL) 和电动马达/变速箱特定组合（重量集中在前桥）：由辅助电池、断路继电器和具有 DC/DC 转换器的辅助电池充电装置进行 24 伏特供电 显示的为带主动转向控制的电动机械式助力转向系统 索引 说明 索引 说明 1 转向器 2 转向阻力矩传感器
EPS 控制单元 4 集成有马达位置传感器的伺服马达 5 EPS 单元 部件简短描述 将描述电动机械式助力转向系统的下列部件： EPS 单元 EPS 单元由下列部件组成： - EPS 控制单元 - 集成有马达位置传感器的伺服马达 EPS 控制单元是电动机械式助力转向系统的一部分。EPS 控制单元通过 2 个插头连接与车载网络连接。转向阻力矩传感器通过另一个插头连接与 EPS 控制单元连接。 在 EPS 控制单元中存储了多条用于伺服助力装置、主动式方向盘复位以及减震特性的特性线。根据输入端参数计算出的数值与相应的特性线一起得出必要的转向助力。 根据不同的装备系列，为 EPS 单元提供不同的总线端 Kl. 30。接线盒中的配电器为 EPS 控制单元提供总线端 Kl. 15N。 索引 说明 索引 说明 1 带伺服马达的 EPS 装置 2 转向阻力矩传感器的插头连接，6 芯（使用 2 个线脚 Pin） 3 电源插头连接，2 芯 4 车载网络插头连接，6 芯
电控液压助力转向系统简介
电控液压助力转向(ECHPS)系统简介 ——反力控制式 反力控制式ECHPS系统是在传统液压助力转向 系统(HPS)的基础上增加一套反力控制装置而构成 的。该系统通过对转向控制阀的阀芯施加随车速而 变化的反作用力，使得转向操纵力矩必须克服施加 在阀芯上的反作用力而引起的转动阻力矩，才能使 阀芯和阀套产生相对转动而产生助力，见图1。目 前，产生反作用力的方式大都采用液压助力转向系 统中的液压力，也有通过电磁方式施加反作用力。 1．液压反力式ECHPS 系统 液压反力式ECHPS 系统是在传统HPS 系统的基础上增加一套液压反力装置而构成，见图2。液压反力装置由电磁阀和活塞等组成。活塞套在阀芯的上部，二者可轴向移动，但不能相对转动。活塞的下端及阀套的上端都加工有V 形槽，槽中放置有滚柱。活塞与转向器壳体上部形成反力腔，反力腔中装有弹簧。反力腔与转向器进油口的通道上安装有电磁阀，电磁阀受车速信号的控制。当车速较低时，电磁阀关死，反力装置不起作用。此时，系统的工作状态与传统HPS 系统相同。随着车速的提高，电磁阀逐渐开启，反作用腔中建立起一定的压力。此时，由于受弹簧力和液压力的共同作用，滚柱受到较大的轴向力，使得产生相同的阀芯和阀套间的相对转角所需的转向盘转矩较大，即转向助力减小。电磁阀开度越大，节流阻力越小，反作用腔中压力越高，产生相同的阀芯和阀套间的相对转角所需的转向盘转矩越大，转向助力越小。 由图2可知，在反作用腔与回油口的通道上安装有单向阀。当转动转向盘而使活塞相对阀芯向上运动时，反作用腔中压力进一步增加，此时单向阀开启，使反作用腔中压力不会超过设定值，也避免转向操纵过于沉重。 另外，反作用腔中的弹簧可提高转向盘中间位置路感。 图1 反力机构原理 1-阀芯；2-扭杆； 3-反力机构；4-阀套
汽车转向器液压助力系统设计刘子轩开题报告
汽车转向器液压助力系统设计------刘子轩-----开题报告
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：
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：1301034118 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 2017年3 月3日
毕业设计开题报告 1．文献综述： (1)选题背景 汽车的转向系统的性能是汽车的主要性能之一，转向系统的性能直接影响到汽车的操纵稳定性，它对于确保车辆的安全行驶、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。本次课题设计主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。]1[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、低速时的转向助力要求。]2[ (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、安全性能要求的不断提高，对转向器的安全性及操作稳定性的要求也进一步提高。本次设计通过分析转向器的功能要求，结合转向器的布置设计，比较各类型的转向器的优缺点设计一款转向器。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，给出优化设计的目标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要求。]3[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。]4[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，使其达到汽车总体设计的要求，以达到对汽车的机构整体优化，更好地提高相应性能，达到更高水平。通过此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，运算和编写技术文件等基本技能。通过汽车转向器液压助力系统的设计，培养理论联系实际
大卡车液压助力转向系统设计
大卡车液压助力转向系统设计 1 绪论 1.1问题的提出 随着国民经济连续多年的高速发展，尤其是国家对基础设施建设投入的逐年加大，使得大型汽车的生产在近年来呈现了爆发式发展。而大型载货汽车由于具有运输效率高、运输成本低的特点，逐渐成为公路运输的首选。2007年大型卡车市场 为2.85万辆，中型卡车市场为17.5万辆，大型卡车占整体市场的比例为60%，大型载货汽车的生产与开发成为国内载货汽车生产厂家竞争的焦点。汽车技术的进步和人民生活水平的进一步提高，使载货汽车用户对车辆的性能水平要求越来越高，而越来越大的竞争压力使整车厂家的产品开发周期不断缩短。如何使车辆开发各个环节的设计方案都得到充分的分析与筛选，使其性能得到有效控制，以保障在限定的周期内开发出性能优越的汽车产品，已成为大型载货汽车产品研发部门所关注的重要课题。 由于汽车保有量的增加和社会生活汽车化而造成交通错综复杂，使转向盘的操作频率增大，这就要求减轻驾驶疲劳。在汽车向轻便灵活、容易驾驶的方向发展的同时，对动力转向系统的需求也提到日程上来。要求其成本低，性能方面能适应车速变化，实现变特性的动力转向器，并且可以与不同类型的大型汽车相适应、相匹配。 大型载货汽车和其它车辆相比具有一些显著的特点，为保障大型载货汽车良好的转向性能，必须对这些特点及由此引发的问题进行专门的研究。按照GB1589一2004“道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值”的要求，每侧单轮胎的车轴轴荷限值为7吨，6x4载货车的设计轴荷之和可达30吨，车长可达12m，铰接式列车的车长可至16.sm。同时，GB7258一2004“机动车运行安全技术条件”要求车辆 必须能够通过外径25m内径10.6m的通道。另外，载货汽车公路运输的高速化发展趋势也已是不争的事实，尤其国家于2004年5月开始的治理公路运输车辆超限超载专项工作的开展，使以提高行驶速度来带动运输效率的提高成为载货汽车设计的重要目标。高的运输速度对车辆的操纵性与稳定性提出了更高的要求。 为在法规允许的情况下尽可能提高车辆的运输能力，大型车的设计轴荷及外廓尺寸基本接近法规的限值。对于转向轴，7吨的轴荷使动力转向器成为必选的配置，如何合理匹配动力转向器，提高车辆的转向能力并保持操纵路感值得进行进一步的研究。国家． 标准对车辆转弯能力的要求，给转向系统的设计提出了新的课题。对于长轴距的汽车，必须通过增加转向轮转角才能提高其转弯能力。对于载货车惯常采用的转向系统结构，大的转角设计很容易造成转向轮与周边部件干涉及转向机构卡死、左右转向不对称等后果。因此，必须建立转向系统设计计算的辅助分析方法，提