转向柱式电动助力转向系统设计

毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目转向柱式电动助力转向系统设计院系名称专业班级学生姓名导师姓名开题时间开题报告撰写要求指导委员会审查意见签字年月日一、“开题报告”参考提纲1课题研究目的和意义；2文献综述（课题研究现状及分析）；3基本内容、拟解决的主要问题；4技术路线或研究方法；5进度安排；6主要参考文献。二、“开题报告”撰写规范请参照黑龙江工程学院本科生毕业设计说明书及毕业论文撰写规范要求。字数应在4000字以上，文字要精练通顺，条理分明，文字图表要工整清楚。毕业设计（论文）开题报告学生姓名系部汽车工程系专业、班级车辆工程076班指导教师姓名职称副教授从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称转向柱式电动助力转向系统设计一、课题研究现状、选题目的和意义1、研究现状1988年2月日本铃木公司首次在其CERVO车上装备EPS,随后还用在了其ALTO车上。在此之后,电动助力转向技术如雨后春笋般得到迅速发展。日本的大发汽车公司、三菱汽车公司、本田汽车公司,美国的DELPHI汽车系统公司、TRW公司,德国的ZF公司,都相继研制出各自的EPS。比如大发汽车公司在其MI2RA车上装备了EPS,三菱汽车公司则在其MINICA车上装备了EPS本田汽车公司的ACCORD车目前已经选装EPS,S2000轿车的动力转向也将倾向于选择EPSDELPHI汽车系统公司已经为大众的POLO、欧宝的318I以及菲亚特的PUNTO开发出EPS。TRW从1998年开始,便投入了大量人力、物力和财力用于EPS的开发。他们最初针对客车开发出转向柱助力式EPS,如今小齿轮助力式EPS开发也已获成功。1999年3月,他们的EPS已经装备在轿车上,如FORDFIESTA和MAZDA323F等。MERCEDESOBENZ和SIEMENSAUTOMOTIVE两大公司共同投资6500万英镑用于开发EPS,他们的目标是到2002年装车,年产300万套,成为全球EPS制造商。他们计划开发出适用于汽车前桥负荷超过1200KG的EPS，因此货车也将可能成为EPS的装备目标。而我国在2002年才开始研制开发汽车EPS产品,目前已经知道的有13家企业和科研院校正在研制中。其中南摩股份有限公司生产转向柱式的EPS产品在2003年开始进入小批量生产阶段,其他厂家和科研院校均在开发阶段中。经过20几年的发展,EPS技术日趋完善。其应用范围已经从最初的微型轿车向更大型轿车和商用客车方向发展,如本田的ACCORD和菲亚特的PUNTO等中型轿车已经安装EPS,本田甚至还在其ACURANSX赛车上装备了EPS。EPS的助力型式也从低速范围助力型向全速范围力型发展,并且其控制形式与功能也进一步加强。日本早期的EPS仅仅在低速和停车时提供助力,高速时EPS将停止工作。新一代的EPS则不仅在低速和停车时提供助力,而且还能在高速时提高汽车的操纵稳定性。如铃木公司装备在WAGONR车上的EPS是一个负载路面车速感应型助力转向系统。由DELPHI为PUNTO车开发的EPS属全速范围助力型,并且首次设置了两个开关,其中一个用于郊区,另一个用于市区和停车。当车速大于70KM/H后,这两种开关设置的程序则是一样的,以保证汽车在高速时有合适的路感。这样即使汽车行驶到高速公路时驾驶员忘记切换开关也不会发生危险。市区型开关还与油门相关,使得在踩油门加速和松油门减速时,转向更平滑。随着直流电机性能的改进,EPS助力能力的提高,其应用范围将进一步拓宽,现在3升级的运动型跑车也有安装EPS。EPS代表未来动力转向技术的发展方向,将作为标准件装备到汽车上,并将在动力转向领域占据主导地位。据TRW公司预测,到2010年全世界生产的每3辆轿车中就有1辆装备EPS。特别是低排放汽车LEV、混合动力汽车HEV、燃料电池汽车FCEV、电动汽车EV四大EV汽车将构成未来汽车发展的主体，这给EPS带来了更加广阔的应用前景。尽管EPS已达到了其最初的设计目的,但仍然存在一些问题需要解决,其中,进一步改善电动机的性能是关键问题。因为电动机的性能是影响控制系统性能的主要因素,电动机本身的性能及其与电动助力转向系统的匹配都将影响到转向操纵力、转向路感等问题。概括地说,电动助力转向技术的发展方向主要为改进控制系统性能和降低控制系统的制造成本。只有进一步改进控制系统性能,才能满足更高档轿车的使用要求。另外,EPS的控制信号将不再仅仅依靠车速与扭矩,而是根据转向角、转向速度、横向加速度、前轴重力等多种信号进行与汽车特性相吻合的综合控制,以获得更好的转向路感。未来的EPS将朝着电子四轮转向的方向发展,并与电子悬架统一协调控制。2、目的、依据和意义随着汽车行业的蓬勃发展，人们对于汽车功能的要求变得越来越高，EPS系统也迎来了巨大的市场需求，许多厂商都以EPS系统作为一个卖点，来吸引顾客买车。所谓电动转向EPS,就是在机械转向系统中,用电池作为能源,电动机为动力,以转向盘的转速和转矩以及车速为输入信号,通过电子控制装置,协助人力转向,并获得最佳转向力特性的伺服系统。EPS汽车转向系统的性能直接影响到汽车的操纵稳定性,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。特别是EPS用电动机直接提供助力，助力大小由电子控制单元（ECU）控制。它能在汽车低速行驶转向时减轻转向力使转向轻便、灵活在汽车高速行驶转向时,适当加重转向力,从而提高了高速行驶时的操纵稳定性,增强了路感。不仅如此,EPS的能耗是HPS能耗的1/3以下,且前者比后者使整车油耗下降可达35,因而,它能节约燃料，提高主动安全性，且有利于环保。二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题1、研究的基本内容（1）分析转向柱式电动助力转向系统的结构形式及工作原理。（2）分析助力电机与电磁离合器的工作原理，选取合适的助力电机和电磁离合器。（3）分析减速机构蜗轮蜗杆式的工作原理，确定具体的参数。（4）齿轮齿条式转向器的设计。（5）联轴器的选择。（6）扭转传感器的选择。2、拟解决的主要问题（1）利用AUTOCAD完成蜗轮蜗杆与转向器装配图的绘制。（2）利用强度校核公式对蜗轮蜗杆及转向器各部件进行校核，确保符合实际应用。（3）绘制助力系统分布图。（4）确定蜗杆相对蜗轮的布置方式。三、技术路线（研究方法）调研、收集资料及总体方案论证分析转向柱式电动助力转向器内部结构及工作原理助力电机的选择电磁离合器的选择扭转传感器的选择择选择减速机构设计转向器设计撰写设计说明书蜗杆轴径向、轴向尺寸确定蜗轮轴径向、轴向尺寸确定四、进度安排（1）调研、资料收集，完成开题报告第4周（3月24日3月30日）（2）助力电动机、电磁离合器、扭转传感器的选择第45周（3月214月1日）（3）减速机构的设计及校核第57周（4月1日4月19日）（4）转向器的设计第812周（4月205月24日）（5）撰写说明书第1314周（5月256月7日）（6）设计审核、修改第15、16周（6月9日6月22日）（7）毕业设计答辩准备及答辩第17周（6月23日6月29日）五、参考文献1冯樱等电子控制式电动助力转向系统的开发前景J汽车科技,20013462卓敏等汽车电动助力转向技术分析J机电工程技术,200231517193NAKAYAMAT,SUDAETHEPRESENTANDFUTUREOFELECTRICPOWERSTEER2INGINTJ1OFVEHICLEDESIGN,1994,153,4,52432544KENROGERS,WILLIAMKIMBERLEYTURNINGSTEERINGTOELECTRICAUTOMO2TIVEENGINEER,2000,108239415KAMIBUCHHOLZTRWDEMONSTRATESELECTRICALLYPOWEREDSTEERINGANDACTIVEROLLCONTROLAUTOMOTIVEENGINEER,1996,10412426林逸，施国标汽车电动助力转向技术的发展现状和趋势公路交通科技，200618（3）7龚培康万沛霖，汽车电子转向系统。重庆工业管理学院，200510（4）8杨通顺ZF电子助力转向器，汽车与配件200549王望予汽车设计M北京机械工业出版社，20047811110马秋生机械设计基础M北京机械工业出版社，20031502