毕业设计开题报告--某商用车电动助力转向系统的设计与研发

精品文档 1欢迎下载1欢迎下载 福建工程学院福建工程学院 毕业设计 论文 开题报告毕业设计 论文 开题报告 机械与汽车工程 学院 车辆工程 专业 设计 论文 题目 某商用车电动助力转向系统的设计与研发 学生姓名 学号 起迄日期 2015 年 3 月 6 月 设计地点 福建工程学院 指导教师 卢松俊 洪 亮 2015 年 3 月 05 日 精品文档 2欢迎下载2欢迎下载 毕业设计 论文 开题报告毕业设计 论文 开题报告 1 结合毕业设计 论文 课题任务情况 根据所查阅的文献资料 每人撰写文献 综述 1 1 课题的目的与意义 从 20 世纪 50 年代以来 汽车转向系统从最简单的纯机械转向系统 机械液压 动力转向系统 电控液压动力转向系统 直到现在的更为节能 路感更好 更舒适 的电动助力转向系统 并且有向更加智能化的方向发展的趋势 转向系统是影响汽 车操作稳定性 舒适性和行驶安全性的关键系统之一 在转向系统的设计当中 存在着转向轻便性和转向灵敏性的矛盾 4 电控液压动力转向系统尽管解决了上述 的矛盾 但是无法改变液压动力转向系统无论转向与否都需要消耗能量的缺憾 1 与传统的转向系统相比不仅弥补了传统助力系统的缺点且电动助力转向系统具 有更大的优势 并且逐渐的取代了液压动力转向系统 电动助力转向系统一般有转 向 扭矩 传感器 电子控制单元 电动机 减速器 机械转向器以及蓄电池电源 所构成 6 电动助力转向系统采用了电动机直接提供助力 助力的大小由电控单元 控制 具有助力大小可调节 改善汽车转向性能 路感好 结构简单 重量轻 环 保 维修方便等优点 5 目前 在全世界汽车行业中 电动转向系统每年正以 9 10 的增长速度发展 并将由微型车 轿车向商用车等车型扩展 年增长量达 130 万 150 万套 而国内市场进入批量生产后每年将增加 10 15 万套 按此速度发 展 用不了几年的时间 电动转向将会完全占领轿车市场 并向微型车和中型和中 型商用车扩展 可以预见 在各种车型上 EPS 系统取代传统液压助力转向系统是必 然的趋势 1 开发具有自主知识产权的 EPS 系统 对于我国在世界汽车工业新技术 领域占有一席之地 以及我国汽车零配件生产技术水平都具有重要意义 目前 EPS 已经运用于某些轿车 通过开发的话完全可以运用于某些商用车上 并且可以向上继续研发用于重型 超重型商用车的电动助力转向系统 从而形成全 系列 多种类的 EPS 产品 迅速占领市场 创造良好的效益 1 2 国内外研究现状 由于电动助力转向系统的诸多优点 自 20 世纪 80 年代以来国外一些大型的汽 车零部件供应商和汽车公司都相继开始研发 最早运用于汽车上的是日本 1988 年 2 月铃木公司首先在 Cervo 车上装备了 EPS 随后还用在了 Alto 车上 并于 1990 年在小型乘用车上率先使其商品化 随后电动助力转向系统的发展如雨后春笋 精品文档 3欢迎下载3欢迎下载 般的迅速发展 日本 Honda 公司的 EPS 系统从 1990 到 1997 年已经发展到了第六代 同时 日本 NSK 公司 Koyo Seiko 公司以及 DENSO 公司也相继研发出自己的 EPS 产 品并安装到了轿车上 欧美方面起步的虽比日本稍晚 但也很快的研发出了自己的 如美国的 elphi 汽车系统公司 TRW 公司 TRW 从 1998 年开始 投入了大 量的人力 物力和财力用于 EPS 的开发 他们最初针对客车开发转向轴助力式 EPS 目前小齿轮助力式和齿条助力式 EPS 的开发也获得成功 1999 年 3 月 他们 的 EPS 已经装备在轿车上 如 Ford Fiesta 和 Mazda323F 等 Mercedes benz 和 Siemens Automotive 两大公司正共同投资开发 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载超过 1200KG 的 EPS 因此火车也将成为 EPS 的装备目标 德国的 ZF 公司 英国的 CHERWELL 公司 Lucas 公司也研究出了各自的 EPS 系统 日本在有刷电机 EPS 系统 的研究起步较早 产品也比较成熟 欧美则偏向开发无刷电机 EOS 系统 尽管无刷 电机具有结构简单 无换向火花等优点 但在小功率电机上 这些优点不是很明显 且无刷电机的控制十分复杂 经过了 20 几年的发展 EPS 的技术逐渐的完善 其运 用的范围已经从小型轿车向商业车方向发展 如本田的 Accord 和菲亚特的 Punto 等中型轿车已经安装 EPS 本田还甚至在其 Acura NSX 赛车上装备了 EPS EPS 的助 力形式也从低速范围助力型向全速范围助力型发展 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供汽车的操纵 稳定性 2 但对于中国而言 起步的比较晚 目前还处于初始阶段 国产的电动助力转向 还处于空白 1992 年清华大学的学生在导师的指导下进行了探索性的研究 其后几 年同济大学 吉林大学 华中科技大学 武汉理工大学和合肥工业大学相继开展了 这项研究 由于专业方面的限制 高校对于实用型产品的开发模式和项目管理认识 不清以及转向行业对可靠性设计中所采用的余度技术 容错控制技术等的认识非常 有限 当然国内有许多的厂家和科研单位致力于研发属于自己的 EPS 如南方航空 动力机械设备厂开发的 EPS 系统已经开始在昌河爱迪尔车型上进行小批量装车 浙 江福林国润汽车零配件有限公司开发的 EPS 系统开始已经运用于某些车型了 浙江 世宝方向机有限公司等单位也在进行 EPS 系统的研究和开发 2000 年 9 月 我国科 技部 财政部和国家税务总局联合公布 将 EPS 列为汽车零部件 高新技术产品 之一 精品文档 4欢迎下载4欢迎下载 1 3 根据现状总结出存在的问题及不足 我国对于 EPS 的研究主要集中在几个高校 电动助力转向器的研发方式也存在 问题 比较分散 每个单位都想自己掌握所有的技术 没有形成合力 且没有资金 支持 尤其是电力驱动技术 非接触式传感器技术 转向控制技术 EPS 系统与整 车性能的匹配技术等关键的技术问题还未解决 还需要后续的努力研发 而且 目 前国内所有研发单位所进行的电动助力转向系统的研究 都是针对乘用车的 且都 没有大规模产业化 还有很长的道路要走 1 4 参考文献 1 张云安 汽车电动助力转向系统控制技术的研究 西安 西北工业大学 2005 03 01 2 于建成 汽车电动助力转向系统的研究与开发 大连 大连理工大学 2005 03 01 3 朱迅 新型电子控制电动助力转向系统 j 北京汽车 1996 4 33 37 4 林逸 施国标 电动助力转向系统转向性能的客观评价 农业机械学报 2003 34 4 5 何仁 徐建平 电动助力转向系统稳定性分析 江苏大学学报 2004 25 4 6 王好 许镇琳等 电动转向系统助力特性研究 公路交通科技 2003 7 Electric Power Steering System Design Based on MC68HC908AB32 8 Robust Control of Electric Power Steering System using PI type Dynamic Inversion Method 2 毕业设计 论文 任务要研究或解决的问题和拟采用的方法 2 1 研究内容 目前 国内商用车大部分采用的是液压助力转向 其成本低 结构简单且可靠 但商用车一般转向力较大 电动助力可以有效解决液压助力力矩不足 异响和维修复 杂等缺点 本毕业设计研究包含以下内容 对商用车的电动助力转向系统的结构布置 参数设计和驱动模式进行分析使其 能够符合商用车的使用要求和安全性能 通过对其参数的理论设计 在 CATIA 中设计出其结构 最后导入 anysy 中进行 有限元的分析 精品文档 5欢迎下载5欢迎下载 在市场上寻找其同类型的参数和实物进行参照和对比 逐渐完善其性能 2 2 拟采用的方法 2 2 1 技术路线和方法 查阅文献 技术调研 利用电脑或者去图书馆查找相关的资料和书籍 了解电动助力转向系统的组成 各部分零件 和其工作原理 对整个系统有个认知 学习熟练运用 CATIA 画三维图 由于是要做出一个系统 所以对于软件的密令要很熟练 对于一些不常用的可以 上网看视频学习或者请教他人 对画出来的三维图进行有限元分析 保证其安全性能和使用性能 利用 anysy 对其进行有限元的分析 要求对 anysy 软件也要运用熟练 使其分析 出来的数据符合要求 保证其安全性能和使用性能 收集市场上其同类的参数和实物进行参照和对比 利用网络查找同类 比较其参数和实体 改善不足之处 逐步完善其性能 修改完成毕业论文 对论文的格式 内容的不足之处进行修改 使其规范化 准备答辩 2 2 2 难点和关键技术 对于整个系统结构的设计 怎样使其简单化 轻量化是课题的关键问题 对于各部分零件的参数设计 研究如何优化能使其保证安全性能和使用性能 对于 anysy 软件的运用 anysy 软件的内容大部分是英文的 对于理解和使 用有一点的困难 需进行深入研究与应用 在产品三维设计中 如何建立更精确的模型 特别是转向机构零部件的合理布 局 装配与运动仿真是本课题的难点之一 精品文档 6欢迎下载6欢迎下载 指导教师意见 对课题的深度 广度及工作量的意见和对毕业设计 论文 结果的预 测 该课题从某商用车电动助力转向系统的设计改进着手 学习并掌握三维建模软 件 CATIA 和分析软件 ANSYS 的使用 对电动助力转向系统的结构进行了设计与分析 从而指导实际工程中电动助力转向系统的生产和设计 课题内容具有一定的深度与广 度 实际操作性好 研究内容符合现在商用车转向系