畢業(yè)設(shè)計開題報告--汽車懸掛和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

1、<p><b>　　一、汽車懸掛系統(tǒng)</b></p><p><b>　　1、汽車懸掛的概念</b></p><p>　　簡單來說，懸掛是汽車的車架與車橋或車輪之間的一切傳力連接裝置的總稱。懸架的主要作用是傳遞作用在車輪和車身之間的一切力和力矩，比如支撐力、制動力和驅(qū)動力等，并且緩和由不平路面?zhèn)鹘o車身的沖擊載荷、衰減由此引起的振動、保證

2、乘員的舒適性、減小貨物和車輛本身的動載荷。</p><p>　　2、汽車懸掛系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　簡單說來，汽車懸掛包括彈性元件、減振器和傳力裝置等三部分，分別起緩沖、減振和受力傳遞的作用。從轎車上來講，彈性元件多指螺旋彈簧，它只承受垂直載荷，緩和及抑制不平路面對車體的沖擊，具有占用空間小、質(zhì)量小、無需潤滑的優(yōu)點，但由于本身沒有摩擦而沒有減振作用[1]。減振器又指液力減振器，

3、其功能是為加速衰減車身的振動，它也是懸掛系統(tǒng)中最精密和復(fù)雜的機械件。傳力裝置則是指車架的上下擺臂等叉形鋼架、轉(zhuǎn)向節(jié)等元件，用來傳遞縱向力、側(cè)向力及力矩，并保證車輪相對于車架有確定的相對運動規(guī)律。</p><p>　　3、汽車懸掛系統(tǒng)的分類</p><p>　　一般來說，汽車的懸掛系統(tǒng)分為非獨立懸掛和獨立懸掛兩種[2]。</p><p>　　非獨立式懸掛的車輪是指在一

4、根整體車軸的兩端安裝兩個車輪，當(dāng)一邊車輪運轉(zhuǎn)跳動時，就會影響另一側(cè)車輪也作出相應(yīng)的跳動，使整個車身振動或傾斜[3]。采取這種懸掛系統(tǒng)的汽車一般平穩(wěn)性和舒適性較差，但由于其構(gòu)造較簡單，承載力大，該懸掛多用于載重汽車、普通客車和一些其他特種車輛上。</p><p>　　獨立式懸掛的車軸分成兩段，每只車輪用螺旋彈簧獨立地安裝在車架下面，這樣當(dāng)一邊車輪發(fā)生跳動時，另一邊車輪不受波及，車身的震動大為減少，汽車舒適性也得以很

5、大的提升，尤其在高速路面行駛時，它還可提高汽車的行駛穩(wěn)定性。不過，這種懸掛構(gòu)造較復(fù)雜，承載力小，還會連帶使汽車的驅(qū)動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)變得復(fù)雜起來。目前大多數(shù)轎車的前后懸掛都采用了獨立懸掛的形式，并已成為一種發(fā)展趨勢[3]。</p><p><b>　　二、汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)</b></p><p><b>　　1、汽車轉(zhuǎn)向的概念</b></p>

6、;<p>　　汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是汽車上的一個重要組成部分，是決定汽車主動安全性能的關(guān)鍵所在。現(xiàn)如今交通發(fā)達，車輛已經(jīng)進入千家萬戶，駕駛者工作性質(zhì)的差異決定著汽車要適應(yīng)更加專業(yè)化的不同工作情況，如何設(shè)計出更加合理的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)顯得尤為重要[4]。</p><p>　　2、汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展</p><p>　　汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了純機械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

7、3個發(fā)展階段。</p><p>　　2.1、純機械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)</p><p>　　機械式的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，由于產(chǎn)生轉(zhuǎn)動所需要的轉(zhuǎn)矩完全由機械力來提供，所以為施加足夠的轉(zhuǎn)矩而不得不適用大直徑的方向盤，因此占用了很大的駕駛空間而使轉(zhuǎn)向系統(tǒng)顯得很笨拙，而且駕駛?cè)藛T操作起來也比較吃力，故適用范圍有很大局限性[5]。但是由于其結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉、故障率低，目前在一部分轉(zhuǎn)向操縱力不大、對操控性能要求不高的微

8、型轎車、農(nóng)用機械上仍有使用。</p><p>　　2.2、液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)</p><p>　　液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)于1953年通用汽車公司首次使用。80年代后期，這一系統(tǒng)進一步得到優(yōu)化，出現(xiàn)了變流量泵液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(Variable Displacement Power Steering Pump)和電動液壓助力轉(zhuǎn)向(Electric Hydraulic Power Steering，簡稱

9、EHPS)系統(tǒng)[6]。變流量泵助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在汽車處于比較高的行駛速度或者不需要轉(zhuǎn)向的情況下，泵的流量會相應(yīng)地減少，從而有利于減少不必要的功耗。電動液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)采用電動機驅(qū)動轉(zhuǎn)向泵，由于電機的轉(zhuǎn)速可調(diào)，可以即時關(guān)閉，所以也能夠起到降低功耗的功效。</p><p>　　液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)降低了轉(zhuǎn)向操縱力，從而大大減少了方向盤所占用的駕駛室空間，同時也使轉(zhuǎn)向系統(tǒng)變得更加靈敏[7]。由于該類轉(zhuǎn)向系統(tǒng)技術(shù)成熟、能提供大的轉(zhuǎn)向

10、操縱助力，目前在部分乘用車、大部分商用車特別是重型車輛上廣泛應(yīng)用。但是該系統(tǒng)在系統(tǒng)布置、安裝、密封性、操縱靈敏度、能量消耗、磨損與噪聲等方面存在不足。</p><p>　　2.3、汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPS)</p><p>　　EPS在1988年由日本鈴木公司首次開發(fā)出來，此后，電動助力轉(zhuǎn)向技術(shù)得到迅速發(fā)展，其應(yīng)用范圍已經(jīng)從微型轎車向大型轎車和客車方向發(fā)展。</p>&l

11、t;p>　　電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由轉(zhuǎn)矩傳感器、車速傳感器、電子控制器、電動機、電磁離合器和減速機構(gòu)等組成，汽車處于起動或者低速行駛狀態(tài)操作轉(zhuǎn)向時，轉(zhuǎn)矩傳感器不斷檢測作用于轉(zhuǎn)向柱扭桿上的扭矩，并將此信號與車速信號同時輸入電子控制器，處理器對輸入信號進行運算處理，確定助力扭矩的大小和方向，從而控制電動機的電流和轉(zhuǎn)向，電動機將轉(zhuǎn)矩傳遞給牽引前輪轉(zhuǎn)向的橫拉桿，最終起到為駕駛?cè)藛T提供輔助轉(zhuǎn)向力的功效[8]；當(dāng)車速超過一定的臨界值或者出現(xiàn)故障時，

12、為保持汽車高速時的操控穩(wěn)定性，EPS系統(tǒng)退出助力工作模式，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)入手動轉(zhuǎn)向模式。不轉(zhuǎn)向的情況下，電動機不工作。</p><p>　　2.4、汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)</p><p>　　線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由方向盤模塊、轉(zhuǎn)向執(zhí)行模塊和主控制器3個主要部分以及自動防故障系統(tǒng)、電源等輔助模塊組成。它是一種全新概念的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，由于其取消了方向盤與轉(zhuǎn)向車輪間的機械連接，通過軟件協(xié)調(diào)它們之間的運動關(guān)系，可以實現(xiàn)

13、一系列傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)無法實現(xiàn)的特殊功能。</p><p>　　汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能夠減輕駕駛員的負(fù)擔(dān)、提高整車主動安全性，使汽車性能適應(yīng)更多非職業(yè)駕駛員的需求，對廣大消費者有著巨大的吸引力[9]。但是由于可靠性要求及制造成本較高，該系統(tǒng)距離普及仍有一段距離。</p><p>　　伴隨著科技的飛速發(fā)展，對于汽車懸掛系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的研究越來越偏向于更加優(yōu)異的操作性能、穩(wěn)定性和安全性，如何設(shè)計出更加

14、節(jié)省空間、提高性能的懸掛和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是擺在每一個汽車設(shè)計者面前的切實問題[10]。通過閱讀大量的相關(guān)文獻，我們要在認(rèn)真學(xué)習(xí)和總結(jié)優(yōu)秀設(shè)計的同時注重自我的創(chuàng)新，在仿真模擬的同時融入自己的創(chuàng)新思維，切實將學(xué)到的知識化為己用。</p><p><b>　　文 獻 綜 述</b></p><p>　　[1]齊志鵬.汽車懸架和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理與檢修[M].人民郵電出版社，200

15、2年5月第 一版；</p><p>　　[2]羅志文.汽車懸掛[J].汽車知識，2003年第4期：58~61頁；</p><p>　　[3]Kevin Craig.Motivation for the Study of Mechanical System Physical & Mathematical Modeling [J]. Fuzzy sets and Systems,

16、2007.4: 213~245</p><p>　　[4]丁志剛，宋洪烈. 汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)發(fā)展簡述[M].海峽科學(xué)，2010年12期</p><p>　　[5] 黃安華,卜憲衛(wèi).淺談汽車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)[J].Automobile Parts,2010,1(1):81-82</p><p>　　[6]喻凡,林逸.汽車系統(tǒng)動力學(xué)[M].北京:機械工業(yè)出版社，2005.<

17、/p><p>　　[7]Ali Mohammadzadeh, Salim Haidar. Analysis And Design Of Vehicle Suspension System Using MATLAB And SIMULINK[J]. American Society for Engineering Education，2006</p><p>　　[8]喻凡.車輛動力學(xué)及其控制[

18、M].人民交通出版,2004．</p><p>　　[9]周名,余卓平,趙治國.動力轉(zhuǎn)向技術(shù)的發(fā)展[J].輕型汽車技術(shù), 2004(10): 9-10</p><p>　　[10]E. Fischer, “Standard multi-body system software in the vehicle development process”, Journal of Multibody