知名汽車(chē)公司轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)(共19頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上整車(chē)技術(shù)部設(shè)計(jì)指南16專心-專注-專業(yè)知名汽車(chē)公司換擋系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1 簡(jiǎn)述汽車(chē)轉(zhuǎn)向系是用來(lái)保持或者改變汽車(chē)行使方向的機(jī)構(gòu)，在汽車(chē)轉(zhuǎn)向行使時(shí)，還要保證各轉(zhuǎn)向輪之間有協(xié)調(diào)的轉(zhuǎn)角關(guān)系。駕駛員通過(guò)操縱轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，使汽車(chē)保持在直線或轉(zhuǎn)彎運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，或者使上述兩種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相互轉(zhuǎn)換。2.2 汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基本形式和特征2.2.1 轉(zhuǎn)向系的基本形式可根據(jù)轉(zhuǎn)向輪、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向桿系布置以及動(dòng)力轉(zhuǎn)向能源進(jìn)行分類(lèi)。表 2.12.2.2 電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)直接利用電動(dòng)機(jī)完成轉(zhuǎn)向助力功能，它由轉(zhuǎn)矩傳感器、車(chē)速傳感器、控制器、電動(dòng)機(jī)、電磁離合器和減速機(jī)構(gòu)等組成。整車(chē)技術(shù)部設(shè)計(jì)指南17根據(jù)電動(dòng)機(jī)布

2、置的位置分為轉(zhuǎn)向軸助力式、齒輪助力式、單獨(dú)助力式及齒條助力式四種形式。a)轉(zhuǎn)向軸助力式該電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)固定在轉(zhuǎn)向軸一側(cè)，由離合器與轉(zhuǎn)向軸相連接，直接驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向軸助力轉(zhuǎn)向。如下圖中所示。b)齒輪助力式該電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)和離合器與小齒輪相連，直接驅(qū)動(dòng)齒輪助力轉(zhuǎn)向。整車(chē)技術(shù)部設(shè)計(jì)指南18c)單獨(dú)助力式該電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)和離合器固定在齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的小齒輪相對(duì)另一側(cè)，單獨(dú)驅(qū)動(dòng)齒條助力實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向動(dòng)作。d)齒條助力式該電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)和與齒條為一體，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)循環(huán)球螺母轉(zhuǎn)動(dòng)，使齒條螺桿產(chǎn)生軸向位移，直接起助力轉(zhuǎn)向作用。整車(chē)技術(shù)部設(shè)計(jì)指南192.2.3 液壓式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成液壓式助

3、力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由：轉(zhuǎn)向機(jī)、轉(zhuǎn)向管柱、動(dòng)力轉(zhuǎn)向儲(chǔ)液罐、轉(zhuǎn)向泵、以及轉(zhuǎn)向管路等幾部分組成。儲(chǔ)液罐轉(zhuǎn)向泵轉(zhuǎn)向管柱轉(zhuǎn)向機(jī)轉(zhuǎn)向管路圖 2.12.3、布置設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的基本要求1）應(yīng)滿足整車(chē)最小轉(zhuǎn)彎半徑要求。2）傳動(dòng)效率高，力矩波動(dòng)小。3）在發(fā)生碰撞的過(guò)程中能盡量保護(hù)乘員安全。2.4、布置設(shè)計(jì)過(guò)程2.4.1 轉(zhuǎn)向梯形的確定一般而言，在平臺(tái)沿用的基礎(chǔ)上，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向直拉桿內(nèi)點(diǎn) B、C 的位置，直拉桿外點(diǎn) A、D 的位置，優(yōu)先考慮的是沿用原有平臺(tái)車(chē)型的相關(guān)數(shù)據(jù)。如下圖 2.2 中所示。整車(chē)技術(shù)部設(shè)計(jì)指南20圖 2.22.4.2 前軸內(nèi)外轉(zhuǎn)向輪的最大轉(zhuǎn)角確定在確定轉(zhuǎn)向系統(tǒng)傳動(dòng)比之前，需要給定兩個(gè)輸入條件，他們分別是：

4、a)方向盤(pán)整個(gè)轉(zhuǎn)角范圍。b)轉(zhuǎn)向機(jī)齒條的行程。一般而言，方向盤(pán)的轉(zhuǎn)角范圍的大小直接關(guān)系到人機(jī)工程方面，通常情況下推薦如下的轉(zhuǎn)角范圍：3.0 圈3.5 圈之間，比較常見(jiàn)的是 3.2 圈左右。轉(zhuǎn)向機(jī)齒條的行程由轉(zhuǎn)向梯形以及轉(zhuǎn)向輪的內(nèi)外側(cè)車(chē)輪最大轉(zhuǎn)角來(lái)確定，一般齒條的總行程在 150mm 左右，因此必須首先確定轉(zhuǎn)向輪內(nèi)外側(cè)車(chē)輪的最大轉(zhuǎn)角，下圖中表示了計(jì)算內(nèi)外側(cè)車(chē)輪最大轉(zhuǎn)角需要的參數(shù)。圖 2.3整車(chē)技術(shù)部設(shè)計(jì)指南21相關(guān)輸入數(shù)據(jù)：表 2.2整車(chē)前軸內(nèi)外轉(zhuǎn)向輪最大轉(zhuǎn)角的計(jì)算：一般而言，無(wú)論選擇哪一種轉(zhuǎn)向梯形方案，必須在正確選擇轉(zhuǎn)向梯形參數(shù)的同時(shí)，做到汽車(chē)轉(zhuǎn)彎行使時(shí)，保證全部車(chē)輪繞一個(gè)瞬時(shí)轉(zhuǎn)向中心行使，使

5、在不同圓周上運(yùn)動(dòng)的車(chē)輪，做無(wú)滑動(dòng)的純滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)。兩軸汽車(chē)以低速轉(zhuǎn)彎行使，可忽略離心力的影響，假設(shè)輪胎是剛性的，忽略輪胎側(cè)偏影響的時(shí)候，此時(shí)若各車(chē)輪繞同一瞬時(shí)轉(zhuǎn)向中心進(jìn)行轉(zhuǎn)彎行使，則兩轉(zhuǎn)向前輪軸線的延長(zhǎng)線，交在后軸延長(zhǎng)線上，如圖 2.4 所示。內(nèi)側(cè)車(chē)輪的最大轉(zhuǎn)角為：公式（一）2.4.3 確定轉(zhuǎn)向機(jī)輸出軸線的位置,中間軸兩端萬(wàn)象節(jié)中心位置方向盤(pán)輸入軸管柱的長(zhǎng)度一般而言，在平臺(tái)沿用的基礎(chǔ)上優(yōu)先考慮新開(kāi)發(fā)車(chē)型的轉(zhuǎn)向機(jī)輸入軸軸線的位置沿用原車(chē)型,下面是確定相關(guān)參數(shù)的步驟。a、平臺(tái)沿用的基礎(chǔ)上優(yōu)先考慮新開(kāi)發(fā)車(chē)型的轉(zhuǎn)向機(jī)輸入軸軸線的位置沿用原車(chē)型。b、根據(jù)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)值初步確定中間軸兩端萬(wàn)向節(jié)中心坐標(biāo)。c、根據(jù)方

6、向盤(pán)中心位置初步確定方向盤(pán)輸入軸芯軸端點(diǎn)坐標(biāo)。d、從力矩波動(dòng)的角度檢查中間軸萬(wàn)向節(jié)中心布置位置的合理性。相關(guān)關(guān)鍵參數(shù)的初步確定：下面是相關(guān)關(guān)鍵尺寸的描述以及經(jīng)驗(yàn)值。前軸兩主銷(xiāo)軸線與地面交點(diǎn)間距離K整車(chē)軸距L整車(chē)最小轉(zhuǎn)彎半徑要求Rmin前軸兩主銷(xiāo)軸線接地點(diǎn)與車(chē)輪中平面接地線的最小距離r數(shù)值整車(chē)技術(shù)部設(shè)計(jì)指南22表 2.3注：從減小力矩波動(dòng)的角度考慮一般要求：|1-2|3.3°，相關(guān)尺寸表示如下圖中示例。圖 2.4輸入軸與中間軸夾角輸出軸與中間軸夾角輸入軸與整車(chē) XY 平面夾角輸入軸與整車(chē) XZ 平面夾角管柱芯軸端部與安全氣囊激發(fā)器最小間隙轉(zhuǎn)向機(jī)輸入軸長(zhǎng)度相關(guān)代號(hào)12xyxzL1L3經(jīng)驗(yàn)

7、值<=30°<=30°<30°<=1.5°20mm-25mm190 左右整車(chē)技術(shù)部設(shè)計(jì)指南圖 2.5中間軸萬(wàn)向節(jié)中心布置位置的合理性計(jì)算檢查：通常情況下，轉(zhuǎn)向管柱連接機(jī)構(gòu)采用十字軸萬(wàn)向節(jié)，如下圖中所示。圖 2.623相關(guān)角度定義：整車(chē)技術(shù)部設(shè)計(jì)指南24:中間軸相位角，定義為中間軸主動(dòng)叉所在平面（圖中 L2 線所代表位置）沿順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)到中間軸被動(dòng)叉所在平面（圖中 L1 線所在位置）所旋轉(zhuǎn)的角度。圖 2.7：輸入軸和中間軸所在平面與中間軸和輸出軸所在平面的夾角。：輸入軸轉(zhuǎn)角，也即方向盤(pán)轉(zhuǎn)角。T2：輸出轉(zhuǎn)矩T1：輸入轉(zhuǎn)矩兩萬(wàn)向節(jié)等效

8、角度e=(12-22×cos2(2(+)2+24×sin2(2(+)1/4 力矩波動(dòng)T2/T1（(1sin2ecos2)/cose） 通常情況下：0.97=T2/T1<=1.03 是比較合理的范圍2.4.4 轉(zhuǎn)向管柱與周?chē)浜霞g隙檢查一般情況下，將整個(gè)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的相關(guān)關(guān)鍵硬點(diǎn)確定以后，就可以將相關(guān)硬點(diǎn)坐標(biāo)值提供給底盤(pán)部門(mén)，然后由底盤(pán)部門(mén)完成轉(zhuǎn)向機(jī)以及轉(zhuǎn)向管柱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，最后將設(shè)計(jì)好的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)交由車(chē)型部進(jìn)行下面的相關(guān)確認(rèn)檢查：a)設(shè)計(jì)狀態(tài)下轉(zhuǎn)向管柱與踏板機(jī)構(gòu)的間隙，如圖 2.8 中所示。b)饋縮后轉(zhuǎn)向管柱與踏板機(jī)構(gòu)的間隙（如果轉(zhuǎn)向管柱輸入端饋縮后輸入端的萬(wàn)向節(jié)點(diǎn)也跟

9、著移動(dòng)），如圖 2.9 中所示。c)考慮組合開(kāi)關(guān)護(hù)罩與儀表板的配合間隙。整車(chē)技術(shù)部設(shè)計(jì)指南25一般而言，轉(zhuǎn)向管柱分為兩向可調(diào)（上下角度調(diào)節(jié)）以及四向可調(diào)（上下角度可調(diào)以及軸向伸縮調(diào)整）兩種，必須考慮到轉(zhuǎn)向管柱調(diào)整到各個(gè)狀態(tài)位置時(shí)組合開(kāi)關(guān)護(hù)罩與儀表板的配合間隙是否滿足要求，詳見(jiàn)內(nèi)外飾布置指南-組合開(kāi)關(guān)護(hù)罩的布置。d)考慮組合開(kāi)關(guān)以及點(diǎn)火鎖與轉(zhuǎn)向管柱的配合情況，詳見(jiàn)電器布置設(shè)計(jì)指南。設(shè)計(jì)狀態(tài)時(shí)轉(zhuǎn)向管住與踏板機(jī)構(gòu)的最小間隙 D1,一般要求D1>=20mm圖 2.8饋縮后轉(zhuǎn)向管柱中間軸與踏板機(jī)構(gòu)最小間隙D2>=5mm2饋縮后轉(zhuǎn)向管柱輸入端萬(wàn)向節(jié)點(diǎn)1由圖中的 1 點(diǎn)移動(dòng)到 2 點(diǎn)位置圖 2.

10、9整車(chē)技術(shù)部設(shè)計(jì)指南26上圖中 1 點(diǎn)為設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)狀態(tài)（還未饋縮時(shí)輸入軸萬(wàn)向節(jié)中心位置），2 點(diǎn)為方向管柱被壓饋后輸入軸萬(wàn)向節(jié)中心沿方向管柱軸線運(yùn)動(dòng)到的極限位置。2.4.5 轉(zhuǎn)向管柱的人機(jī)工程組合開(kāi)關(guān)護(hù)罩如左圖中所示，轉(zhuǎn)向管柱調(diào)節(jié)手柄伸出組合開(kāi)關(guān)護(hù)罩的外面，這樣是不合理F的，一般要求組合開(kāi)關(guān)護(hù)罩罩住整個(gè)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，同時(shí)從人機(jī)工程學(xué)的角度考慮，組合開(kāi)關(guān)護(hù)罩距離人體小腿膝部間隙 F>=60mm調(diào)節(jié)手柄圖 2.102.4.6 轉(zhuǎn)向管柱的固定如左圖中所示，轉(zhuǎn)向管柱固定于儀表板橫梁上，一般由四點(diǎn)固定?？紤]到方向管柱的振動(dòng)，一般而言，四點(diǎn)平均分布在管粱的兩側(cè)比較好，這樣固定比較牢固，同時(shí)不會(huì)形成懸臂梁，

11、可以減小方向管柱的振動(dòng)。圖 2.11整車(chē)技術(shù)部設(shè)計(jì)指南272.4.7 動(dòng)力轉(zhuǎn)向儲(chǔ)液罐的布置布置要求：a)要求吸油膠管與動(dòng)力轉(zhuǎn)向儲(chǔ)液罐連接端的管口盡量高于動(dòng)力轉(zhuǎn)向泵的管口。動(dòng) 力轉(zhuǎn) 向泵 吸油 膠管口轉(zhuǎn)向儲(chǔ)液罐管口圖 2.12b)要求動(dòng)力轉(zhuǎn)向儲(chǔ)液罐的布置位置易于進(jìn)行動(dòng)力轉(zhuǎn)向管路布置和動(dòng)力轉(zhuǎn)向液的加注。動(dòng)力轉(zhuǎn)向儲(chǔ)液罐動(dòng)力轉(zhuǎn)向泵吸油膠管圖 2.13整車(chē)技術(shù)部設(shè)計(jì)指南28從上圖中可以看出動(dòng)力轉(zhuǎn)向儲(chǔ)液罐距離動(dòng)力轉(zhuǎn)向泵較近，這樣布置吸油膠管比較方便。下圖中是動(dòng)力轉(zhuǎn)向加注槍的數(shù)據(jù)相關(guān)尺寸。圖 2.14從上圖中可以看出在加注的過(guò)程中加注槍體有 42mm 的長(zhǎng)度是伸入到動(dòng)力轉(zhuǎn)向儲(chǔ)液罐內(nèi)部的，在考察動(dòng)力轉(zhuǎn)向儲(chǔ)液罐

12、的布置位置是否滿足加注空間要求時(shí)必須先將加注槍按照要求裝配到加注的位置，然后看加注槍體是否與周?chē)嬖诟缮娆F(xiàn)象，如果不存在干涉現(xiàn)象，一般要求加注槍與周?chē)拈g隙 D>=30mm.D圖 2.15整車(chē)技術(shù)部設(shè)計(jì)指南c )要考慮動(dòng)力轉(zhuǎn)向儲(chǔ)液罐與周?chē)拈g隙，以及轉(zhuǎn)向儲(chǔ)液安裝和拆卸的方便性。SECTION 1-1SECTION 2-2圖 2.1629整車(chē)技術(shù)部設(shè)計(jì)指南30圖 2.17相對(duì)運(yùn)動(dòng)件的間隙要求：如 SECTION 1-1 中 D1>=25mm相對(duì)靜止件的間隙要求：如 SECTION 1-1 中 D2>=8mm與機(jī)艙蓋的間隙要求：如 SECTION 2-2 中 D4>=

13、70mm與大燈的間隙要求：如果動(dòng)力轉(zhuǎn)向儲(chǔ)液壺布置在大燈的后部，考慮大燈更換燈泡的可行性，需要留出的一定的空間如 SECTION 2-2 中 D3>=60mm常見(jiàn)的動(dòng)力轉(zhuǎn)向儲(chǔ)液罐的安裝固定形式：d )通過(guò)螺栓固定與車(chē)身。如左圖中所示紅色區(qū)域部分為動(dòng)力轉(zhuǎn)向壺的固定點(diǎn)，這種固定方式固定牢固，但需要考慮足夠的工具操作空間，同時(shí)要考慮安裝和拆卸的方便性。圖 2.18e)通過(guò)插拔的形式固定圖 2.192.4.8 動(dòng)力轉(zhuǎn)向管路的布置整車(chē)技術(shù)部設(shè)計(jì)指南如左圖中所示，動(dòng)力轉(zhuǎn)向儲(chǔ)液罐直接插入車(chē)身上的焊接支架來(lái)固定，這種固定方式簡(jiǎn)單，安裝和拆卸都比較方便。動(dòng)力轉(zhuǎn)向軟管（含帶消聲作用）31回油膠管吸油膠管連接膠

14、管動(dòng)力轉(zhuǎn)向硬管（冷卻油管）圖 2.20整車(chē)技術(shù)部設(shè)計(jì)指南32表 2.4布置要求：a)與周?chē)拈g隙要求硬管與車(chē)身板金間隙要求：D5>=5mm硬管或軟管與相對(duì)運(yùn)動(dòng)件的間隙要求：D6>=25mm硬管或軟管與相對(duì)靜止件的間隙要求：D7>=10mm硬管或軟管與熱源（三元催化）間隙要求：D8>=60mm(要求管路上包裹相關(guān)隔熱材料)如左圖中所示，轉(zhuǎn)向管路與三元催化的間隙為 65mm,同時(shí)此段管路需要考慮包裹隔熱材料。圖 2.21直徑長(zhǎng)度作用硬管10mm根據(jù)需要確定散熱和傳輸轉(zhuǎn)向液軟管（含消聲）20mm>=500mm消聲連接膠管17mm>=170mm連接兩段硬管，方便安裝和拆卸同時(shí)隔離振動(dòng)吸油膠管29mm>=350mm連接動(dòng)力轉(zhuǎn)向泵和轉(zhuǎn)向儲(chǔ)液壺,同時(shí)隔離來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)回油膠管16.5mm>=200mm連接硬管和動(dòng)力轉(zhuǎn)向壺b)安裝固定要求整車(chē)技術(shù)部設(shè)計(jì)指南33Point 5此段管路為油冷管路，一般布置于冷Point 4凝器的前部Point 3Point 2Point 1圖 2.22如上圖中所示的動(dòng)力轉(zhuǎn)向管路由 5 個(gè)點(diǎn)固定其中 point 1 一般直接布置在轉(zhuǎn)向機(jī)上，而 point 2 point 3 兩點(diǎn)一般布置于車(chē)身或者是