磁流變線控轉(zhuǎn)向力反饋裝置設(shè)計及試驗研究.pdf

1、磁流變線控轉(zhuǎn)向力反饋裝置設(shè)計及試驗研究重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文（專業(yè)學(xué)位）學(xué)生姓名：何耀斌指導(dǎo)教師：盧少波副教授兼職導(dǎo)師：金松濤高工學(xué)位類別：工程碩士（車輛工程）重慶大學(xué)汽車工程學(xué)院二O一五年五月重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要I摘要線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)將轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)與轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)通過控制信號連接，取消了機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)之間的剛性連接部件，導(dǎo)致來自路面及輪胎激勵所產(chǎn)生的反饋力無法直接傳遞給駕駛員。所以，線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)需要通過特定的裝置來實現(xiàn)轉(zhuǎn)向盤路感模擬以及

2、轉(zhuǎn)向盤的自動回正功能。目前，線控轉(zhuǎn)向力反饋功能多以電機配合減速器來實現(xiàn)，但一般的電機執(zhí)行器在匹配減速機構(gòu)后尺寸通常比較大，在工作時有明顯的剛性沖擊、能耗較高等不足，且當(dāng)電機控制失效時，可能會拖動方向盤做不希望的運動而引發(fā)事故。因此，本文提出了一種基于磁流變液的線控轉(zhuǎn)向力反饋裝置，以實現(xiàn)低能耗、工作柔和的轉(zhuǎn)向盤路感模擬，滿足線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工程實際需求。具體工作包括以下幾個方面：①從機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)出發(fā)，研究了機械轉(zhuǎn)向系中轉(zhuǎn)向盤反饋力矩的來源；

3、對每種轉(zhuǎn)向盤反饋力矩產(chǎn)生的機理進行分析，建立其理論計算模型。根據(jù)某車型的結(jié)構(gòu)參數(shù)，利用Simulink對理論模型進行仿真，為研究基于磁流變液的線控轉(zhuǎn)向力反饋裝置提供理論基礎(chǔ)。②在現(xiàn)有旋轉(zhuǎn)式磁流變阻尼器結(jié)構(gòu)形式的基礎(chǔ)上，提出了一種同時利用轉(zhuǎn)子側(cè)、端面工作間隙的混合工作模式。根據(jù)側(cè)、端面工作間隙的結(jié)構(gòu)形式，分別推導(dǎo)了其產(chǎn)生反饋力矩的理論計算公式。綜合側(cè)面和端面單一工作模式理論模型的特點，總結(jié)了混合工作模式的力矩模型。③根據(jù)磁路設(shè)計的基本定律

4、，建立了混合模式磁流變線控轉(zhuǎn)向力反饋裝置的磁路設(shè)計模型。利用有限元軟件ANSYS，分別對側(cè)、端面單一模式和混合模式的磁路結(jié)構(gòu)進行有限元分析，驗證了理論設(shè)計方法的有效性。對混合模式力矩影響因素進行分析，研究了混合模式端面積與側(cè)面積之比的關(guān)系，以及合適的工作間隙寬度范圍。利用APDL參數(shù)化設(shè)計語言對裝置的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)進行優(yōu)化設(shè)計，使裝置結(jié)構(gòu)更加緊湊。④對力反饋裝置進行機械結(jié)構(gòu)設(shè)計，介紹了裝置主要零部件的設(shè)計思路和選型方法，以及裝置整體結(jié)構(gòu)的