汽車檢測與維修技術7畢業(yè)論文

1、四川汽車職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 論文題目： 汽車常用轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的性能分析 系 別： 汽車工程系 專業(yè)班級： 12級汽車檢測與維修技術2班 學生姓名： 殷豪 指導教師： 王成健 二O 一 五 年 三 月 二 十 日 目 錄引 言.21 緒論.31.1 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的類型和組成.31.2 機械轉(zhuǎn)系.32 助力轉(zhuǎn)向系.62.1 助力轉(zhuǎn)向的分類.62.2 液壓助力轉(zhuǎn)向統(tǒng).63 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng).73.1 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)述.73.2 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的成.73.3 電動助力轉(zhuǎn)向EPS的原理.74 四輪轉(zhuǎn)向技術.94.1 四輪轉(zhuǎn)向技術的展.94.2 四輪轉(zhuǎn)向技術的能.94.3 轉(zhuǎn)向輪跑偏. .9參考文獻

2、.10致 謝.11i四川汽車職業(yè)技術學院汽車常用轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的性能分析【摘 要】汽車轉(zhuǎn)向性能是汽車主要性能之，轉(zhuǎn)向系的性能直接影響到汽車的操縱穩(wěn)定性，它對保證車輛的安全駛、減少交通事故以及改善駕駛員的作條件起著重要作。本綜述了汽車常見轉(zhuǎn)向系的性能，包括機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。分析各轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、作原理、性能。汽車電化是當前汽車技術發(fā)展的必然趨勢，汽車電動助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)正逐步取代傳統(tǒng)液壓助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。電動助轉(zhuǎn)向是轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中較新的技術，在國內(nèi)外發(fā)展很快，其性能和可靠性檢測還未有統(tǒng)的法及評價標準。針對電動助轉(zhuǎn)向的結(jié)構(gòu)特點，分析了電動助轉(zhuǎn)向?qū)ζ囖D(zhuǎn)向系的影響。探討汽車電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

3、的發(fā)展趨勢?！娟P鍵詞】轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 性能 助轉(zhuǎn)向 電動轉(zhuǎn)向引 言 汽車發(fā)展的趨勢是安全、節(jié)能、環(huán)保。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是關系主動安全的重要系統(tǒng)，其操縱穩(wěn)定性好壞對汽車性能影響很大。操縱性是汽車準確跟蹤駕駛員意圖行駛；穩(wěn)定性是要求危險工況(高速行駛，側(cè)向加速度大，離心力大，超過輪胎側(cè)偏力而發(fā)生大的側(cè)滑；小附著系數(shù)路面的側(cè)滑；對開路面上輪胎左右側(cè)偏力不相等、側(cè)向風引起的橫擺)下汽車仍穩(wěn)定行駛。為提高操縱穩(wěn)定性，出現(xiàn)了ESP(電子穩(wěn)定程序)、主動轉(zhuǎn)向、4WS(4輪轉(zhuǎn)向)等。ESP判斷產(chǎn)生不足轉(zhuǎn)向或過度轉(zhuǎn)向時相應在后輪、前輪產(chǎn)生制動力，產(chǎn)生橫擺力矩即糾偏力矩。四輪轉(zhuǎn)向的后輪也參與轉(zhuǎn)向。低速時，后輪與前輪反向轉(zhuǎn)向，減

4、小轉(zhuǎn)彎半徑，提高機動靈活性。高速時，后輪與前輪同向轉(zhuǎn)向，提高汽車的穩(wěn)定性。其控制目標是質(zhì)心側(cè)偏角為零。然而這些汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)卻處于機械傳動階段，由于其轉(zhuǎn)向傳動比固定，汽車的轉(zhuǎn)向響應特性隨車速而變化。因此駕駛員就必須提前針對汽車轉(zhuǎn)向特性的幅值和相位變化進行一定的操作補償，從而控制汽車按其意愿行駛。如果能夠?qū)Ⅰ{駛員的轉(zhuǎn)向操作與轉(zhuǎn)向車輪之間通過信號及控制器連接起來，駕駛員的轉(zhuǎn)向操作僅 僅是向車輛輸入自己的駕駛指令，由控制器根據(jù)駕 駛員指令、當前車輛狀態(tài)和路狀況確定合理的前 輪轉(zhuǎn)角，從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的智能控制，必將對車輛 操縱穩(wěn)定性帶來很大的提高，降低駕駛員的操縱負擔，改善人一車閉環(huán)系統(tǒng)性能。1 緒 論

5、汽車發(fā)展的趨勢是安全、節(jié)能、環(huán)保。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是關系汽車主動安全性的重要系統(tǒng)，其操縱穩(wěn)定性好壞對汽車性能影響很。操縱性是汽車準確跟蹤駕駛員意圖駛；穩(wěn)定性是要求危險況(速駛，側(cè)向加速度，離，超過輪胎側(cè)偏發(fā)的側(cè)滑；附著系數(shù)路的側(cè)滑；對開路上輪胎左右側(cè)偏不相等、側(cè)向風引起的橫擺)下汽車仍穩(wěn)定駛。為提操縱穩(wěn)定性，出現(xiàn)了ESP(電穩(wěn)定程序)、4WS(四輪轉(zhuǎn)向)等。1.1轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的類型和組成汽車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)按轉(zhuǎn)向能源的不同分為機械轉(zhuǎn)向系和助轉(zhuǎn)向系兩類。1.2機械轉(zhuǎn)向系機械轉(zhuǎn)向系以的體作為轉(zhuǎn)向動，其中所有傳件都是機械機構(gòu)，它由轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)、轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)三部分組成。1.2.1轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)從轉(zhuǎn)向盤到轉(zhuǎn)向傳動軸

6、這系列零部件屬于轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)。它包括轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向柱管、轉(zhuǎn)向軸、上下萬向節(jié)、轉(zhuǎn)向傳動軸等。當汽車發(fā)碰撞時，從安全考慮，不僅要求轉(zhuǎn)向盤具有柔軟的外表，起到緩沖作，且還要求轉(zhuǎn)向盤在撞車時，其架能產(chǎn)定的變形，以吸收沖擊能量，減緩駕駛員受傷的程度。對于轎車，除了要求裝有吸能式轉(zhuǎn)向盤外，還要求轉(zhuǎn)向管柱也必須備有緩和沖擊的吸能裝置。其基本原理是，當受到巨沖擊時，轉(zhuǎn)向軸產(chǎn)軸向位移，使架或某些撐件產(chǎn)塑性變形，從吸收沖擊能量。1.2.2轉(zhuǎn)向器（1）循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器是由兩套傳動副組成的，套是螺桿螺傳動副，另套是齒條齒扇傳動副或滑塊曲柄指銷傳動副。轉(zhuǎn)向螺直徑于螺桿直徑，故能松套在螺桿上。在螺桿和螺的內(nèi)外圓

7、上，制出斷近似為半圓形的螺旋槽，者的槽相配合構(gòu)成了圓形截的螺旋形通道。螺側(cè)有兩對通孔，可將鋼球從此孔塞 螺旋形通道內(nèi)。轉(zhuǎn)向螺外有兩個鋼球?qū)Ч?，每個導管的兩端分別插螺側(cè)的對通孔中，以組成兩條管狀的封閉循環(huán)通道，這樣實現(xiàn)了螺桿與螺之間的滾動摩擦，從減少了摩擦阻。循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的正傳動效率很，故操縱輕便，使壽命長，作穩(wěn)定、可靠。但其逆效率也很，容易將路沖擊傳到轉(zhuǎn)向盤。不過，對于前軸載質(zhì)量不經(jīng)常在平坦路上使的汽車，這缺點影響不。（2）齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)包括左、右橫拉桿、轉(zhuǎn)向減振器等組成。汽車轉(zhuǎn)向時，轉(zhuǎn)向器中齒條作橫向移動，使左右橫拉桿個受壓、個受拉地移動。橫拉桿外端的球頭鉸鏈帶動左、右轉(zhuǎn)向節(jié)

8、臂和轉(zhuǎn)向節(jié)繞主銷轉(zhuǎn)動，使得轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)定度。由于齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器具有結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、質(zhì)量輕、剛性、轉(zhuǎn)向靈敏，制造容易，成本低，正逆效率都以及便于布置等優(yōu)點，且特別適合與燭式和麥弗遜式懸架配。因此，前它在轎車和微型、輕型貨車上得到泛應。例如，汽的紅旗CA7220型轎車、奧迪100型轎車、捷達轎車、上海桑塔納轎車、夏利轎車等。1.2.3轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)分為與獨懸架配轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)和與獨懸架轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)。1）與獨懸架配的轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)與獨懸架配的轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)主要包括轉(zhuǎn)向搖臂、轉(zhuǎn)向直拉桿轉(zhuǎn)向節(jié)臂和轉(zhuǎn)向梯形。在前橋僅為轉(zhuǎn)向橋的情況下，由轉(zhuǎn)向橫拉桿和左、右梯形臂組成的轉(zhuǎn)向梯形般布置在前橋之后。當轉(zhuǎn)向輪處于與汽車直線

9、駛相應的中位置時，梯形臂與橫拉桿在與道路平的平(平)內(nèi)的交90°。在發(fā)動機位置較低或轉(zhuǎn)向橋兼充驅(qū)動橋的情況下，為避免運動涉，往往將轉(zhuǎn)向梯形布置在前橋之前，此時上述交90°。若轉(zhuǎn)向搖臂不是在汽車縱向平內(nèi)前后擺動，是在與道路平的平向左右搖動，則可將轉(zhuǎn)向直拉桿橫置，并借球頭銷直接帶動轉(zhuǎn)向橫拉桿，從推使兩側(cè)梯形臂轉(zhuǎn)動。2）與獨懸架配的轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)當轉(zhuǎn)向輪獨懸掛時，每個轉(zhuǎn)向輪都需要相對于車架作獨運動，因轉(zhuǎn)向橋必須是斷開式的。與此相應，轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)中的轉(zhuǎn)向梯形也必須是斷開式的。 2 助力轉(zhuǎn)向系重型汽車或裝有超低壓胎的轎車轉(zhuǎn)向時阻較，為了減輕駕駛員的疲勞程度，改善轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的技術性能，采動

10、轉(zhuǎn)向裝置。采動轉(zhuǎn)向的汽車轉(zhuǎn)向時，所需的能量在正常情況下，只有部分是駕駛員提供的體能，部分是發(fā)動機驅(qū)動轉(zhuǎn)向油泵旋轉(zhuǎn)，將發(fā)動機輸出的部分機械能轉(zhuǎn)化為壓能，并在駕駛員控制下，對轉(zhuǎn)向傳動裝置或轉(zhuǎn)動器中某傳動件施加不同向的隨動漸進壓，從實現(xiàn)轉(zhuǎn)向。2.1助力轉(zhuǎn)向分類按助能源分：液壓助轉(zhuǎn)向、壓助轉(zhuǎn)向（僅限于重型且采壓制動的車）、電動助轉(zhuǎn)向。2.2液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)液壓助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（Hydraulic power Steering,簡稱HPS）。1953年通汽車公司在凱迪拉克和別克轎車上次批量使液壓動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以來，液壓動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)給汽車的發(fā)展帶來了巨的變化，使駕駛員的轉(zhuǎn)向操縱降低，轉(zhuǎn)向的靈敏性得到了提。隨著產(chǎn)技術的

11、發(fā)展，動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在體積、價格和所消耗的功率等都取得了驚的進步。在20世紀80年代后期，出現(xiàn)了電控液壓動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。液壓助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是在機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎上加設套液壓轉(zhuǎn)向加裝置形成的。其中屬于轉(zhuǎn)向加裝置的部件主要有：轉(zhuǎn)向油罐、轉(zhuǎn)向液壓泵、轉(zhuǎn)向控制閥和轉(zhuǎn)向動缸。3 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)3.1電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述 1953年通汽車公司在凱迪拉克和別克轎車上次批量使液壓動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以來，液壓動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)給汽車的發(fā)展帶來了巨的變化，使駕駛員的轉(zhuǎn)向操縱降低，轉(zhuǎn)向的靈敏性得到了提。隨著產(chǎn)技術的發(fā)展，動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在體積、價格和所消耗的功率等都取得了驚的進步。在20世紀80年代后期，開發(fā)了變減速、電控液壓動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。但是動轉(zhuǎn)

12、向系統(tǒng)的技術新都是基于液壓動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的，法消除HPS系統(tǒng)在布置、安裝、密封性、操縱靈敏度、能量消耗、磨損與噪聲等的缺陷。直到1988年本鈴公司次開發(fā)出種全新的電控制式電動助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，才真正擺脫了液壓動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的束縛。電動助轉(zhuǎn)向（Electric power Aided steering ,簡稱EPS）系統(tǒng)是種直接依靠電動機提供輔助轉(zhuǎn)矩的動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，是為了滿們對假釋輕便性的要求產(chǎn)的。它可以根據(jù)不同的使況控制電動機提供不同的輔助動，這也符合當前電控技術與汽車技術相結(jié)合的趨勢。3.2電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（Steering-By-Wire System，SBWS）由轉(zhuǎn)向盤模塊、轉(zhuǎn)向執(zhí)模塊

13、和主控制器（ECU）3個主要部分以及動防故障系統(tǒng)、電源等輔助模塊組成，。轉(zhuǎn)向盤模塊包括轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)傳感器、轉(zhuǎn)矩傳感器和轉(zhuǎn)向盤回正矩電動機。其主要功能是將駕駛員的轉(zhuǎn)向意圖（通過測量轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)）轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并傳遞給主控制器;同時接收主控制器送來的矩信號，產(chǎn)轉(zhuǎn)向盤回正矩，以提供給駕駛員相應的路感信息。3.3電動助力轉(zhuǎn)向EPS的原理電控制動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是利電動機作為助源，根據(jù)轉(zhuǎn)向參數(shù)和車速等，由微機完成助作的，其原理可概述如下。不轉(zhuǎn)向時，電動機不作；當操縱轉(zhuǎn)向盤時，裝在轉(zhuǎn)向盤軸上的轉(zhuǎn)矩傳感器不斷檢測轉(zhuǎn)向軸上的轉(zhuǎn)矩，并由此產(chǎn)個電壓信號，該信號與車速信號同時輸電控制器，由控制器中的微機根據(jù)這些輸信號進運算

14、處理，確定助轉(zhuǎn)矩的和向，即選定電動機的電流和轉(zhuǎn)向，調(diào)整轉(zhuǎn)向的輔助動。電動機的轉(zhuǎn)矩由電磁離合器通過減速機構(gòu)減速增矩后，加在汽車的轉(zhuǎn)向機構(gòu)上，使之得到個與況相適應的轉(zhuǎn)向作。電控制電動助轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)的核是個4kBROM和256kBRAM的8位微機。轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩信號和車速信號經(jīng)過輸接送微機，隨著車速的提，通過微機控制相應地降低助電動機電流，以減少助轉(zhuǎn)矩。發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號也被送微機，當發(fā)動機處于怠速時，由于供電不，助電動機和離合器不作。點開關的通斷（on/off）信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換接送微機，當點開關斷開時，電動機和離合器不能作。微機控制指令經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后送電動機和離合器的驅(qū)動放電路中，控制電動機的旋轉(zhuǎn)向和離合

15、器的結(jié)合。電動機的電流經(jīng)驅(qū)動放回路、電流表A、A/D轉(zhuǎn)換接反饋給微機，將電動機的實際電流與按微機指令應給的電流相較，調(diào)節(jié)電動機的實際電流，使兩者接近致。4 四輪轉(zhuǎn)向技術4.1四輪轉(zhuǎn)向技術的發(fā)展汽車的四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在20世紀80年代中期開始發(fā)展，其主要的是提汽車在速駛或側(cè)向風作時的操縱穩(wěn)定性，改善在低速時的操縱輕便性，以及減在停車場調(diào)車時的轉(zhuǎn)彎半徑。此外，在汽車速駛時還易于由個車道向另個車道調(diào)整。4.2四輪轉(zhuǎn)向技術性能4WS車速駛時，當受到側(cè)風或側(cè)向路擾時，車姿態(tài)變化，便于修正向盤。在速駛時，后輪與前輪同相位轉(zhuǎn)向，且轉(zhuǎn)較。從轉(zhuǎn)向盤到后輪轉(zhuǎn)向的時間很短，轉(zhuǎn)彎時車姿態(tài)變化，即標駛路線的跟蹤性好。車向與

16、實際進向沒有很差別，在速駛時具有穩(wěn)定感。輛傳統(tǒng)的2WS車，在轉(zhuǎn)彎開始時僅轉(zhuǎn)動前輪。由于從前輪開始轉(zhuǎn)彎到后輪也開始轉(zhuǎn)彎之間，有個時間差，在這段的時間差，因為后輪沒有側(cè)向，會使車輪后部向外偏移。對于4WS車，以為和前輪同向轉(zhuǎn)動后輪，所以在后輪也同樣產(chǎn)側(cè)向，于是車的側(cè)偏就，甚可以為零。這樣，汽車可以平滑地換道駛，從提汽車的操縱穩(wěn)定性。4.3轉(zhuǎn)向輪跑偏常見轉(zhuǎn)向輪跑偏的原因和解決辦法有以下情況轉(zhuǎn)向器內(nèi)閥芯與閥套間的定位彈簧片損壞或太軟，使閥套不能自動回到中立位置，此時必須更換定位彈簧。因油液臟污使閥套運動受阻滯，應清洗閥套，使閥套靈活運動。由于閥套與閥芯臺階位置偏移，使閥套不再中間位置。應拆解并檢修閥套

17、與閥芯。必要時更換。流量控制閥卡住。使油泵壓力過大，造成轉(zhuǎn)向缸左右壓力差過大，拆解并檢修流量控制閥。單側(cè)轉(zhuǎn)向油缸密封件損壞，應拆解并檢修轉(zhuǎn)向油缸密封件。兩前輪輪胎氣壓不等或者直徑不一，應檢查調(diào)整輪胎氣壓。前后橋或車架發(fā)生水平平面內(nèi)的彎曲，檢查并校正變形。車架兩邊的軸距不等，應調(diào)整并確保軸距一樣。兩前輪軸承或油封的松緊不一，應檢查軸承或油封參考文獻1 陳家瑞主編，汽車構(gòu)造：下冊.北京：機械業(yè)出版社2005.1 (P244-P280) 2 鄧賢貴、徐達編，汽車專業(yè)英語.北京：民交通出版社1995.12（1997重?。?P277-P283) 3 王錦俞主編，圖解英漢汽車技術詞典.北京：機械業(yè)出版社2002.1(P327-P352) 4 美主編，轉(zhuǎn)向系統(tǒng).北京：化學業(yè)出版社2005.5(P135-P142) 5 齊志鵬主編，汽車懸架和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理與檢修社.2002.5(P225-P261) 6 史庫主編，現(xiàn)代汽車技術. 北京：國防業(yè)出版社2005.1(P223-P248)7 孫祝華，汽車跑偏問題，城市車輛實用與維修。2009.7