乘用車機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制閥設(shè)計(jì)

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2017 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目：乘用車機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制閥設(shè)計(jì) 專 業(yè)： 班 級(jí)： 姓 名： 指導(dǎo)老師： 起訖日期： 2017 年 4 月 摘 要 本文研究的是乘用車液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制閥的設(shè)計(jì)，通過對(duì)整車的動(dòng)力學(xué)分析，摘要 利用液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中液壓泵與控制閥的特性 ,對(duì)這三者進(jìn)行匹配 ,從而保證轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩 ,使其在滿足轉(zhuǎn)向輕便性的同時(shí)滿足 轉(zhuǎn)向的靈敏性。 本文通過對(duì)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的液壓泵與控制閥進(jìn)行設(shè)計(jì)分析，最后將優(yōu)化的計(jì)算結(jié)果導(dǎo)入到模型中將兩者聯(lián)合仿真。分析轉(zhuǎn)向盤在不同車速下的力矩特性 ,對(duì)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與整車的匹配有一定的指導(dǎo)作用。 論文介紹了助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在國內(nèi)外的發(fā)展應(yīng)用情況、各種類型的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)以及助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)今后的發(fā)展趨勢(shì) ,并闡述了助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基本工作原理和組成部分。 分析乘用車的轉(zhuǎn)向特性 ,確定影響轉(zhuǎn)向的整車參數(shù)，并確定不同車速下，轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向的力矩特性 ,結(jié)合液壓泵與控制閥的特性，對(duì)液壓泵最大流量、排量、高速時(shí)的流量減 少量進(jìn)行匹配設(shè)計(jì)，并確定控制閥的特性參數(shù)。 關(guān)鍵字： 液壓 轉(zhuǎn)向 控制閥 he of is of of At to it to of to on in to be of of a of of of of of of to of it is of is of in of of At 目 錄 摘 要 ........................................................................................................... I ...................................................................................................... 錄 ............................................................................................................ 1 第一章 緒論 ................................................................................................. 2 題的研究背景 ............................................................................................. 2 .............................................................................. 2 文研究的主要內(nèi)容與方法 ......................................................................... 4 文主要內(nèi)容 ............................................................................................................... 4 文研究思路 .............................................................................................................. 4 第二章仿真模型的建立 ................................................................................ 5 型的建立 .................................................................................................... 5 第三章液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) ............................................................................ 6 向系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)分析 ..................................................................................... 6 向系統(tǒng)控制閥的設(shè)計(jì) ................................................................................. 7 第四章總結(jié)與展望 ....................................................................................... 12 文總結(jié) ...................................................................................................... 12 望 ............................................................................................................ 13 參考文獻(xiàn) ..................................................................................................... 14 致謝 ............................................................................................................. 15 第一章 緒論 2 第一章 緒論 乘用車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，即按照駕駛員的意愿 保持或改變汽車行駛方向的機(jī)構(gòu) ,它對(duì)整車的操縱穩(wěn)定性、舒適性以及行駛安全性均有重大的影響。 最早的機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，完全是是依靠人力作用在方向盤上，通過轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)進(jìn)行轉(zhuǎn)向，特別對(duì)于大型和重型的乘用車 ，往往比較費(fèi)勁，容易造成駕駛疲勞。因此，人們開始研究對(duì)機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)添加輔助動(dòng)力，從而提高駕駛員的駕駛舒適性。機(jī)械液壓助力轉(zhuǎn)向是車用車中最常見的一種助力方式，這種助力方式是將一部分發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出轉(zhuǎn)化成液壓泵壓力，通過控制閥對(duì)液壓油流動(dòng)方向和流量的調(diào)節(jié)作用，對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)施加輔助作用力，從而使輪胎轉(zhuǎn)向。因此控制閥的設(shè)計(jì)，是機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)中最重要的環(huán)節(jié)之一。 在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中 ,一直存在著轉(zhuǎn)向輕便性與轉(zhuǎn)向靈敏性的矛盾。增大轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的傳動(dòng)比，轉(zhuǎn)向輕便性好轉(zhuǎn) ,但是轉(zhuǎn)向靈敏性降低；減小轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的傳動(dòng)比 ,轉(zhuǎn)向靈敏性提高 ,但 是轉(zhuǎn)向輕便性變差。 為了解決這個(gè)矛盾 ,汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展（圖 1機(jī)械轉(zhuǎn)向器到了助力轉(zhuǎn)向裝置。助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的形式有液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) ,電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng) ',。 液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)按照控制閥、液壓泵、動(dòng)力缸、轉(zhuǎn)向器的位置的不同可分 3 為四類 ,包括整體式、聯(lián)閥式、連桿式、半份置式。整體式即是控制閥、轉(zhuǎn)向器與動(dòng)力缸三者全部集成在一起當(dāng)控制閥與動(dòng)力缸集成在一起 ,而轉(zhuǎn)向器分開安裝時(shí)即為聯(lián)閥式。當(dāng)動(dòng)力缸單獨(dú)安裝放置 ,控制閥位于轉(zhuǎn)向器之后時(shí)為連桿式。動(dòng)力缸 不僅單獨(dú)安裝 ,且控制閥安裝與轉(zhuǎn)向器上時(shí)為半份置式。這些組合方式主要受以下因數(shù)的約束與限制：車輛載荷 ,拆卸與安裝轉(zhuǎn)向器的便利性，液壓管路的布置、長度，是否容易引起振動(dòng) ,動(dòng)力缸能承受的載荷等等。 液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)又可以分為常壓式和常流式兩種基本類型。常壓式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)只被少數(shù)的重型汽車所采用 ,而常流式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)則廣泛用于各種汽車上。 其中控制閥是液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分 ,它的主流形式有滑閥式與轉(zhuǎn)閥式兩種 ,從名稱上就可以看出兩者的區(qū)別 ,即滑閥式是利用閥芯與閥體的相對(duì)位移來控制液壓油的流動(dòng)與壓力 ,轉(zhuǎn) 閥式是運(yùn)用閥芯與閥套的相對(duì)角位移來控制液壓油的流動(dòng)。這兩種形式各有優(yōu)缺點(diǎn) ,如于滑閥式控制閥結(jié)構(gòu)簡單 ,生產(chǎn)工藝性較好 ,易于布置 ,使用性能較好。轉(zhuǎn)閥式控制閥相對(duì)滑閥式控制閥靈敏度要高 ,密封件要少 ,并且結(jié)構(gòu)較為先進(jìn) ,但是結(jié)構(gòu)相對(duì)要復(fù)雜 ,如轉(zhuǎn)閥式控制閥的閥芯是利用扭桿彈簧來回位。隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展 ,這些已不算很難的問題 ,所以轉(zhuǎn)閥式控制閥無論在國內(nèi)還是國外都得到了廣泛的發(fā)展與應(yīng)用。 隨著液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用與發(fā)展 ,人們對(duì)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的要求也與日俱增。人們要求裝有液壓助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的車輛 ,它在運(yùn)動(dòng)上要能保持駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角保持一定的比例關(guān)系。隨著路面給予轉(zhuǎn)向輪的阻力的增大或者減小 ,作用在方向盤上的手力應(yīng)該相應(yīng)的增大或者減小。并且規(guī)定了液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的在駕駛員的手力達(dá)到一定程度時(shí)必須開始工作的標(biāo)準(zhǔn) ,這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于不同形式的車輛有所不同。還規(guī)定了車輛轉(zhuǎn)向后 ,轉(zhuǎn)向盤應(yīng)能自動(dòng)回正 ,液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不應(yīng)阻礙車輛的自動(dòng)回正。另外液壓系統(tǒng)的工作應(yīng)該很靈敏 ,在突然打轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)向時(shí) ,液壓系統(tǒng)內(nèi)的壓力能很快達(dá)到最大值。當(dāng)液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)失靈后 ,駕駛員任然能操縱轉(zhuǎn)向盤 ,僅用機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行轉(zhuǎn)向。 最后就是液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的密封性能要好 ,內(nèi)外泄露要盡量的少 ,尤其是外泄漏 ,要基本杜絕。 第一章 緒論 4 文研究的主要內(nèi)容與方法 文主要內(nèi)容 本文首先進(jìn)行的是對(duì)整車的動(dòng)力學(xué)分析 ,涉及的主要是轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與懸架系統(tǒng)相關(guān)的部分 ,無論采用何種助力轉(zhuǎn)向形式 ,對(duì)整車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與懸架系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析都是不可避免的 ,也是助力轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)的依據(jù)。通過轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)分析 ,確定影響轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向 ,會(huì)造成轉(zhuǎn)向輪產(chǎn)生附加轉(zhuǎn)角的因數(shù) ,以及影響轉(zhuǎn)向輕便性與轉(zhuǎn)向靈敏性的因數(shù) ,對(duì)它們進(jìn)行分析 ,可以簡化的簡化 ,該著重考慮的重點(diǎn)考慮。在根據(jù)本課題選定的是 ,對(duì)其液壓泵、轉(zhuǎn)向閥、動(dòng)力缸 進(jìn)行匹配。最后再對(duì)整車操縱穩(wěn)定性進(jìn)行仿真分析 ,來確定其匹配性能有所提高。 文研究思路 在具體的研究過程中 ,采用三維多體動(dòng)力學(xué)軟件對(duì)整車除液壓助力轉(zhuǎn)向部分進(jìn)行建模 ,在一維系統(tǒng)仿真軟件中對(duì)液壓助力轉(zhuǎn)向部分。然后進(jìn)行聯(lián)合仿真 ,并對(duì)的液壓泵以及轉(zhuǎn)向閥展開設(shè)計(jì)。最后與整車的匹配分析 ,并進(jìn)行操穩(wěn)性驗(yàn)證。 5 第二章 仿真模型的建立 圖 2壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的模型如圖 2示，這是一個(gè)完整的液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一維系統(tǒng)圖 ,系統(tǒng)圖中包括了液壓泵、控制閥、動(dòng)力缸、安 全閥、原動(dòng)機(jī)、高壓油管、低壓油管等。在這個(gè)模型中有兩個(gè)與外界的接口 ,一個(gè)是方向盤的轉(zhuǎn)向角 ,這個(gè)是對(duì)液壓系統(tǒng)的輸入 ,液壓系統(tǒng)對(duì)這個(gè)輸入的干擾很小 ,為了簡化 ,假設(shè)液壓系統(tǒng)沒有對(duì)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角以阻力反饋由于轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角的作用 ,使控制閥產(chǎn)生一個(gè)轉(zhuǎn)角 ,進(jìn)而動(dòng)力缸兩端有壓差 ,推動(dòng)齒條助力 ,這個(gè)助力作用就是另一個(gè)是接口 ,在這個(gè)助力的過程中 ,齒條反饋相當(dāng)大 ,反饋回來的就是齒條上的位移與速度 ,如下圖一所示已經(jīng)標(biāo)出了兩個(gè)接口的位置 ,以及與其他軟件的輸入輸出數(shù)據(jù)的關(guān)系。 第三章液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 6 第三章液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 的幾何運(yùn)動(dòng)學(xué)分析主要是對(duì)轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向梯形進(jìn)行優(yōu)化 分析。汽車的轉(zhuǎn)向參數(shù)設(shè)置得不好可以影響輪胎的使用壽命 ,降低其行駛平順性 ,也可能引起側(cè)滑導(dǎo)致側(cè)翻等安全事故。因此需要對(duì)汽車的轉(zhuǎn)向參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。 3向理論 根據(jù)如圖一 轉(zhuǎn)向理論 ,O 點(diǎn)為瞬時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)中心。 b 的取值為兩主銷中心線的延長線與地面之間交點(diǎn)的距離 ,如式一所示。但是 ,的這種取值使得求解得的內(nèi)、外側(cè)轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)角誤差較大。當(dāng)用 去代替 r 時(shí) ,其與空間分法的結(jié)果差別很小 ,與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好 ,計(jì)算也很簡單 ,此時(shí) b 的取值如式 (3式（ 3較大的改進(jìn)。根據(jù)轉(zhuǎn)向理論可以得出外側(cè)車輪轉(zhuǎn)向角與內(nèi)側(cè)車輪轉(zhuǎn)向角符合是（ 3關(guān)系。 7 上述情況還是過于理想 ,在實(shí)際的汽車轉(zhuǎn)向過程中 ,僅在停車過程等低速轉(zhuǎn)向行駛時(shí) ,離心力幾乎為零 ,整車側(cè)向力也為零 ,瞬時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)中心在后軸的延長線上。但是絕大多數(shù)情況下瞬時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)中心并不在后軸的延長線上 ,由于輪胎的彈性特性以及塑性特性 ,瞬時(shí)轉(zhuǎn)向中心一般在前后軸軸線之間的區(qū)域內(nèi)。 在實(shí)際的轉(zhuǎn)向梯形的設(shè)計(jì)中 ,常使車輛左右車輪的轉(zhuǎn)向角在理論轉(zhuǎn)向與平行轉(zhuǎn)向之間。所謂平行轉(zhuǎn)向即是指車輛在轉(zhuǎn)向時(shí) ,左右車輪的轉(zhuǎn)向角大小相等。在近代 汽車轉(zhuǎn)向系的設(shè)計(jì)中 ,常使轉(zhuǎn)向時(shí)的內(nèi)側(cè)車輪轉(zhuǎn)角小于對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)角 ,外側(cè)車輪轉(zhuǎn)角大于對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)角。因此內(nèi)、外側(cè)車輪的轉(zhuǎn)向差就要比轉(zhuǎn)角小 ,這樣的設(shè)計(jì)可以允許較高的側(cè)向加速度 ,給轉(zhuǎn)向桿系帶來的運(yùn)動(dòng)學(xué)問題也相對(duì)較少。 向系統(tǒng)控制閥的設(shè)計(jì) 液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制閥具有對(duì)稱的結(jié)構(gòu) ,在很多文獻(xiàn)中都將控制閥等效為惠斯通模型 ,如圖（ 3示。在圖中 , 與 分別為控制閥的入口流量與出口流量 , 實(shí)際上在助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)沒有外泄漏時(shí) ，分別為控制閥的入口壓力與出口壓力 ,在工作過程中， 分別為兩路液體入口流量 ,它們的和等于入 口流量與 分別為對(duì)應(yīng)流道的出口流量 , 與 與尺分別為負(fù)載即動(dòng)力缸兩端的油壓 , 為負(fù)載流量 , 為負(fù)載壓力。 第三章液壓助 力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 8 3制閥等效為惠斯通模型 從圖（ 3可得控制閥的流量方程與負(fù)載的流量方程 ,如（ 3（ 3（ 3示： （ 3 （ 3 （ 3 對(duì)于控制閥這樣的閥體 ,它的閥流量可以用薄壁小孔的節(jié)流公式（ 3確定。 （ 3 將式（ 3入式（ 3（ 3可得： （ 3 3 9 該液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制閥是轉(zhuǎn)閥式流量控制閥 ,它是在一定壓力差下 ,通過改變閥口的流通面積大小來控制流量的大小。流量控制閥是利用小孔節(jié)流原理工作的 ,作為節(jié)流口的小孔通常有三種形式 ,薄壁小孔、短孔和細(xì)長孔 ,液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制閥是薄壁小孔 ,其小孔節(jié)流的流量公式如（ 3示。 液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制閥的工作原理如下圖 3畫陰影線部分就是控制閥 ,右邊的腔室是動(dòng)力缸。從圖中也可以看出 ,控制閥是具有對(duì)稱結(jié)構(gòu)的可控節(jié)流閥。當(dāng)車輛啟動(dòng)后 ,發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)圖中 P 處的液壓泵 ,液壓泵對(duì)控制閥提供 一個(gè)連續(xù)的有一定壓力作用的液流 ,在駕駛員未轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤時(shí) ,控制閥的滑閥處于中位 ,A、 B 兩端壓力相等 ,動(dòng)力缸活塞不發(fā)生位移 ,此時(shí)沒有助力 ,液壓油經(jīng)管路 T 又流回液壓泵。當(dāng)駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤時(shí) ,控制閥的滑閥離開中位 ,A、 假如 A 端閥口面積增大 ,則 B 端閥口面積減小 ,A 端壓力增大 如圖所示則腔室 A 壓力大 ,從而推動(dòng)活塞向另一邊運(yùn)動(dòng) ,也就是這樣 ,液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了助力的工作。 圖 3制閥的工作原理 圖（ 3出了控制閥的等效模型 ,在進(jìn)行壓力和流量計(jì)算時(shí) ,做了一些簡化的假設(shè)忽略了一些管道 與腔室的壓力損失 ,,因?yàn)檫@些地方的壓力所示很小認(rèn)為油液是不可壓縮的 ,這樣就不用考慮密度的變化 ,實(shí)際上油液的密度變化也非常小 ,第三章液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 10 可以忽略不計(jì)。 根據(jù)圖（ 3等效模型可得壓力平衡關(guān)系： （ 3 （ 3 （ 3 （ 3 根據(jù)等效模型還可得流量的平衡關(guān)系： （ 3 （ 3 （ 3 （ 3 式中 —— 管路 對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)。 當(dāng)控制閥的閥芯發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) ,節(jié)流小孔的寬度則相應(yīng)的由初始間隙發(fā)生變化 ,它的變化是一側(cè)閥口增 大 ,而另一側(cè)減小 ,它們的閥口寬度如式（ 3（ 3 （ 3 （ 3 下面僅以閥口較小側(cè)為例計(jì)算控制閥的輸入壓強(qiáng) ,將式（ 3式（ 3入式（ 3得： （ 3 11 動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的輸入轉(zhuǎn)矩與輸出轉(zhuǎn)矩之間的變化關(guān)系曲線如下圖 3示，它是用來評(píng)價(jià)動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的主要特性指標(biāo)。而輸出轉(zhuǎn)矩等于動(dòng)力缸的兩端壓差乘以工作面積和作用的力臂 ,對(duì)于以確定的結(jié)構(gòu) ,動(dòng)力缸的工作面積與其作用的力臂為常量 ,所以動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的輸入轉(zhuǎn)矩與輸出轉(zhuǎn)矩之間的變 化關(guān)系即為輸入轉(zhuǎn)矩與輸出油壓之間的變化關(guān)系 ,式一的推導(dǎo)過程也體現(xiàn)了出了控制閥油壓與閥芯轉(zhuǎn)角的關(guān)系 ,不過一般應(yīng)用油壓與方向盤的轉(zhuǎn)角關(guān)系來反映控制閥的流量特性 ,因?yàn)槿藗兏雨P(guān)心駕駛員給轉(zhuǎn)向盤的直接輸入與油壓助力的關(guān)系。 在圖 3 ,橫坐標(biāo)表示輸入轉(zhuǎn)矩 ,縱坐標(biāo)表示輸出油壓。這個(gè)曲線可分為個(gè)區(qū)段 ,在輸入轉(zhuǎn)矩不大時(shí) ,即圖中的區(qū)段 ,它代表的是汽車在直線行駛時(shí) ,是道路不平、駕駛員不自覺的輕微轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤等小轉(zhuǎn)角區(qū)段 ,此時(shí)曲線基本上是線性的 ,且液壓油壓力值較小區(qū)段是一個(gè)平滑的過渡階段 ,它連接到區(qū)段區(qū)段是車輛在常用的車速進(jìn)行 轉(zhuǎn)向行駛時(shí)液壓油壓力區(qū)段 ,它要求作用力明顯 ,油壓曲線的斜率變化較大 ,這樣才能給駕駛員以手感 ,提高轉(zhuǎn)向安全性區(qū)段就是之前提到原地轉(zhuǎn)向時(shí)的液壓油壓力 ,原地轉(zhuǎn)向時(shí)轉(zhuǎn)向阻力距最大 ,需要的助力相應(yīng)也最大 ,所以油壓曲線呈陡而直狀上升。 圖 3入轉(zhuǎn)矩與輸出油壓關(guān)系圖 第四章總結(jié)與展望 12 第四章總結(jié)與展望 本文運(yùn)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法對(duì)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與整車的匹配做了研究。首先利用液壓系統(tǒng)仿真軟件和多體動(dòng)力學(xué)仿真軟件分別對(duì)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與整車進(jìn)行建模 ,分析模型的可行性與正確性。然后將兩者聯(lián)合仿真 ,進(jìn)行匹配設(shè)計(jì)。最后將匹配 好的優(yōu)選模型進(jìn)行操縱穩(wěn)定性仿真分析。具體如下步驟 : 1) 對(duì)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的液壓泵、控制閥、動(dòng)力缸等建立模型 ,建立一維的液壓系統(tǒng)模型 ,并初步驗(yàn)證模型的正確性。建立整車的簡化模型 ,對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與懸架系統(tǒng)重點(diǎn)建模 ,并初步驗(yàn)證模型的正確性。 2) 對(duì)整車模型與液壓模型進(jìn)行聯(lián)合仿真 ,并對(duì)特定的整車模型進(jìn)行液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的匹配設(shè)計(jì) ,確保兩者的通訊交流順利。 3) 分析整車在轉(zhuǎn)向過程中附加轉(zhuǎn)角特性以及阻力矩的影響因數(shù) ,對(duì)這些影響轉(zhuǎn)向性能的整車參數(shù)進(jìn)行確定。根據(jù)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)需要提供助力的大小去確定液壓泵的最大壓力以及最大流量 ,然后根 據(jù)高速時(shí)車輛助力的減少量去確定高速時(shí)液壓泵流量的減少量 ,通過這樣來選取液壓泵。在確定流量減少量的時(shí)候需要借助控制閥流量、壓力等特性來完成 ,這樣也可以選取控制閥的參數(shù)。然后將選取好的模型參數(shù)輸入到模型中進(jìn)行聯(lián)合仿真 ,并確定模型的正確性。 4) 對(duì)完整的整車模型進(jìn)行操縱穩(wěn)定性仿真 ,進(jìn)行的操縱穩(wěn)定仿真有穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗(yàn)、轉(zhuǎn)向回正性試驗(yàn)、轉(zhuǎn)向輕便性試驗(yàn)。驗(yàn)證匹配設(shè)計(jì)的合理性 ,達(dá)到兼顧手感與輕便性的結(jié)果。 13 望 本文研究的是液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與整車的匹配 ,對(duì)匹配的工作做了一些研究 ,但是在廣度和深度上還有待繼續(xù)研究。加之 本人能力有限 ,在今后該方面的工作開展中還需繼續(xù)從如下幾個(gè)方面改進(jìn)： 1) 需要做模型車的操縱穩(wěn)定性試驗(yàn)來模型的正確性。尤其是經(jīng)過匹配設(shè)計(jì)后的整車模型 ,是否改善了整車的操穩(wěn)性 ,還需要大量的試驗(yàn)來對(duì)比驗(yàn)證。 2) 輪胎模型的建立要結(jié)合實(shí)際車輛的情況。 3) 可以將液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與整車的匹配擴(kuò)展到助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與整車的匹配。 參考文獻(xiàn) 14 參考文獻(xiàn) 1) 陳家瑞主編 M], 北京機(jī)械工業(yè)出版社 ,2003. 2) 劉照 D] 華中科技大學(xué) ,2004, 3) 朱俊液壓助力轉(zhuǎn)向與整車匹配的研究 [D] 吉林 大學(xué) ,2008 4) 朱海 D] 吉林大學(xué) ,2004. 5) 劉民 D] 航天發(fā)射技術(shù) ,2012 年第 4 期 6) 李紅海 D] 重慶交通大學(xué) ,2013 7) 高翔 ,沈曉豐 ,夏長高 ,王若平 J] 制造技術(shù)與機(jī)床 ,2015 年第 6 期 8) 郭孔輝著 M] 吉林吉林科學(xué)技術(shù)出版社 ,2008 年 3 月第 4 版 9) 王洋 D]江蘇理工大學(xué) ,2012. 10) 趙萬里電控 液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的節(jié)能分析與建模仿真〔 D〕江蘇大學(xué) ,2014. 11) 2005. 12) F A ]. 2008, 36313) ,,. A to J］ 2003,27 ( 1) :19 － 26． 15 致謝 時(shí)間過得很快，差不多經(jīng)歷了三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)接近尾聲。對(duì)我而言，完成此次畢業(yè)設(shè)計(jì)可以說是對(duì)這大學(xué)四年所學(xué)習(xí)到的專業(yè)知識(shí)做了一次最好的實(shí)踐性總結(jié)，其時(shí)間之長、設(shè)計(jì) 內(nèi)容之廣、工作量之大是四年大學(xué)學(xué)習(xí)生涯中任何一次課程設(shè)計(jì)所不能比擬的。經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我對(duì)機(jī)械轉(zhuǎn)向的系統(tǒng)的原理及結(jié)構(gòu)有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，同時(shí)，提高了 ~~~~~~等工程制圖軟件的應(yīng)用能力，加深了對(duì)書本上理論知識(shí)的理解，為將來的工作奠定了較好的基礎(chǔ)。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)得以順利的完成，首先要感謝的就是帶我畢業(yè)設(shè)計(jì)的老師，師，感謝他的悉心指導(dǎo)和耐心幫助，······知識(shí)水平有限，在設(shè)計(jì)中常常遇到問題，是老師不厭其煩地指導(dǎo)、點(diǎn)播迷津，提供相關(guān)資料，才使設(shè)計(jì)順利完成。老師的耐心講解，使我如沐春風(fēng)，不僅如此，老師嚴(yán) 謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和高尚的敬業(yè)情操深深折服了我， 并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作 。對(duì)此，我向我們的洪榮晶老師致以最真誠的謝意。 其次，要感謝我的研究生學(xué)長和我的同學(xué)們，感謝他們?cè)谖耶厴I(yè)設(shè)計(jì)過程中陷入困境時(shí)對(duì)我伸出的援助之手。沒有他們對(duì)我的幫助，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)不可能完成的這么快。感謝從我進(jìn)入大學(xué)以來，學(xué)校所有老師在學(xué)習(xí)方面和生活方面對(duì)我的關(guān)心。同時(shí)也感謝為我們畢業(yè)設(shè)計(jì)辛苦的所有老師。 我也非常感謝我的父母，感謝他們無條件地一直支持我、養(yǎng)育我，使我能全身心地投入到學(xué)習(xí)中，在此，我想對(duì)我的父母說：你們辛苦了，謝謝你們！ 最 后，很感謝閱讀這篇畢業(yè)設(shè)計(jì)的你們，感謝你們抽出寶貴的時(shí)間來閱讀這篇畢業(yè)設(shè)計(jì)。