【《某皮卡汽车转向器的设计方案论证概述》2600字】

-PAGE38-某皮卡汽车转向器的设计方案论证概述目录TOC\o"1-3"\h\u13319某皮卡汽车转向器的设计方案论证概述 190461.1转向器类型选择 1125102.1.1齿轮齿条式 1306182.1.2循环球式 241922.1.3蜗杆指销式 336642.1.4小结 3200112.2助力方案选择 3272102.2.1纯机械式转向系统 3104432.2.2液压助力转向系统 47322.2.3电动助力转向系统（EPS） 423902.2.4线控转向系统 4306142.2.5论证小结 4104352.3动力转向机构布置方案选择 5242272.4梯形方案选择 51.1转向器类型选择转向器需要通过转向管柱与驾驶室内的方向盘相联，因此转向器的位置与驾驶室的布置位置密切相关[7]。2.1.1齿轮齿条式齿轮齿条式转向器通常由两部分构成，其一为转向器，并且它的转向器尺寸是和转向轴为一个整体的，另一部分则是齿条齿条也常常和转向横拉杆设计为一个整体，如图2.1所示。这类转向器到现在仍在被广泛使用原因就是它有很多优点，构造更加简单，布置方便，重量也轻；传动效率也很高。因其拥有众多优势，目前也是主流的转向器之一。它的构件较多，具有很多样式的辅助形式，空间运动关系随时变化，构件之间的相对位置关系在工作过程中不断变化[8]。图2.1齿轮齿条式转向器2.1.2循环球式螺杆、螺母、转向器外壳和很多小钢球共同构成了循环球式转向器。这些小钢球就是我们口中所说的循环球式转向器。和螺杆之间的封闭管道中，小钢球以自身的滚动运动代替二者之间的相对滑动，减小了摩擦力。当与方向盘转向柱固定的螺杆转动时，螺杆通过小钢球带动螺母径向运动，螺母又带动齿扇。致使摇臂往复运动实现转向。在整个传递进程中，循环球式转向器正是由许许多多的小钢球在封闭的管道中做滚动运动而得名。如图2.2循环球式转向器作为传动效率最高的转向器之一，正是凭借其中的循环球的滚动摩擦，并且操作更轻便舒适，机械零件磨损少，寿命周期更加长。在动力转向还未出现时，循环球转向系统占主导地位图2.2循环球式转向器2.1.3蜗杆指销式蜗杆曲柄销式转向器大体由两部分构成，运动由转向蜗杆发出从而带动指销完成运动的传递，其指销常常与摇臂轴曲柄端部固连在一起。与单指型相比，双指型摇臂轴可以完成更大的旋转角度。但双指销结构更复杂，蜗杆的加工精度也更高[9]。这种转向器应用较少2.1.4小结循环球转向器效率高，寿命长，操作方便。方便布置。可以与动力转向系统配合的很好，广泛应用于中大型车辆；可以和驾驶员产生很好的操纵交互；反向效率高，回程好，与液压助力器动作更方便配合。由于循环球转向器可以实现变速比，应用越来越广泛。本设计拟采用循环球式转向器[10]2.2助力方案选择2.2.1纯机械式转向系统其所有的传力部件都是机械的。因为期间都采用机械结构，设计师就需选择更大直径的方向盘来中和，达到满足转向的转向扭矩，但这又需要更大空间来布置，使驾驶室更加拥挤，尤其是中大型车辆，单独使用驾驶员的手动力。难以产生足够的扭矩。但由于其结构简单、价格低廉，仍用于一些转向控制力小、对于控制性能没有太严格要求的部分小型车和农业用车上。2.2.2液压助力转向系统液压泵、油管、储油罐等在液压助力辅助系统中扮演了重要的角色。只要汽车处于行使状态，液压助力就要进行运作，而且即使是低速行驶要进行较大幅度的转向时，助力系统需要较大强度的工作以便产生足够大的助力。因此这样就会造成资源的无意义消耗。根据实践经验：开装有助力转向的车进行低速转弯时，会让驾驶员感到更加难操控费力。此外，因为长期处于较大工作强度，其中构件的使用寿命也会一定程度的缩减。此外，由于机械式夜里转向箱系统的工作特点。转向系统要一直处于工作状态，这样才能维持住一定的压力随时起到作用。能耗高，浪费资源。但由于这种转向系统的长期发展、完善的技术、可弥补传统转向机构的不足，目前仍被大多数汽车上。2.2.3电动助力转向系统（EPS）电动助力转向系统(EPS,ElectricPowerSteering)是近代蓬勃发展的一种助力方式。此类系统突破性的采用电动助力器不通过其他传动件直接提供了转向辅助力，取代了液压助力的众多传递构件，更具有效率还环保。另外，调试方便，安装简单，适用性强也是它不可忽略的特点。作为晚于液压助力转向系统出现的一种更为先进的转向辅助方案，应用范围更广，对传统液压助力提出了新的挑战。它可以根据不同的车速提供不同程度的助力，从而实现车辆低速时的便携性和高速转向的可靠稳定[9]。2.2.4线控转向系统线控技术(by-wire)，传统机械全靠机械来连接去完成操作而目前的线控技术突破性的采用电信号来充当传递介质从而达到控制传递的目的。以往全靠驾驶员动作，如转动方向盘等操作经过一步步机械传递来完成预设目的，线控技术就是用电信号来代替动作的机械信号，更方便快速的完成所需要的汽车反应。为了满足线控系统传递的及时性，高效响应性就需要更为科学的控制器，例如Freescale公司生产制造的MPC500/MPC5500系列微处理器。SBW就是线控转向系统的缩写，SBW中的控制单元、执行器、传感器和冗余电控单元相互之间协调配合才是其具有如此优势，代替了传统冗杂的机械结构，完全由电实现转向，挣脱了以往传统转向的工作壁垒。2.2.5论证小结皮卡车被设计为商用车，以提高车辆的转向便携性和灵敏度。采用动力转向系统。由于液压动力转向系统的成熟技术，它可以提供较大的转向辅助。因此，最终决定采用液压助力转向系统。2.3动力转向机构布置方案选择分配阀、动力缸、液压泵、、转向器、和油管等构件在动力转向机构中起到了不可或缺的作用，整体式(图2-1a)和分置式的区别仅仅是由安装分配阀、转向器和动力缸的位置不同。联阀式就是指分配阀装在动力缸上，见图2.1b;连杆式中的分配阀装在转向器和动力缸之间的拉杆上，见图2.1c;半分置式的特点就是分配阀装在转向器上，见图2.1d。上述三种布置形式均属于分置式。1－分配阀2－转向器3－动力缸图2.1动力转向机构布置方案在选择布局方案时，要综合考虑转向器的拆装难度；动力缸发出的荷载是不是会作用到转向器上；结构安排是不是很紧凑；管道的长度和其他条件。整体式动力转向器，将分配阀、转向器和动力缸安装在一起，使整体结构紧凑，系统管路简单、短。螺母、转向摇臂等部件必须承受动力缸的载荷，所以尺寸和质量要适当增加，但与分体式动力转向器相比，尺寸更合理，所以本设计采用整体式动力转向装置。2.4梯形方案选择汽车在转弯时，每个车轮的轴线应在一点相交，以实现车轮的纯滚动，否则轮胎会打滑。因此，内侧方向盘的偏转角应大于外侧方向盘的偏转角。为了实现内，外转向车轮的达到预设理想的关