【正文】 標(biāo)和環(huán)境進(jìn)行調(diào)整，而不需要對系統(tǒng)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)； （ 5）消除了撞車事故中轉(zhuǎn)向柱后移傷害駕駛員的可能性，不必設(shè)置轉(zhuǎn)向防傷機(jī)構(gòu)； 汽車電控液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)組成 電控液壓轉(zhuǎn)向動 力系統(tǒng)克服了傳統(tǒng)的液壓轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)的缺點(diǎn)。其中屬于轉(zhuǎn)向加力裝置的部件是：轉(zhuǎn)向油泵 轉(zhuǎn)向油管 轉(zhuǎn)向油罐 6 以及位于整體式轉(zhuǎn)向器 10 內(nèi)部的轉(zhuǎn)向控制閥及轉(zhuǎn)向動力缸等。汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)已從簡單的純機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（ Hydraulic Power Steering，簡稱HPS）、電動液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（ Electric Hydraulic Power Steering，簡稱 EHPS）發(fā)展到如今的更為節(jié)能及操縱性能更為優(yōu)越的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（ Electrical Power Steering，簡 稱 EPS）。隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在體積、價格和所消耗的功率等方面都取得了驚人的進(jìn)步。 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。本田還在其 AcuraNXS 賽車上裝備了 EPS[3]。如日本鈴木公司裝備在 WagonR+車上的 EPS 是一個負(fù)載 路面 車速感應(yīng)型助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) [4]。 隨著電子技術(shù)的發(fā)展， EPS 技術(shù)日趨完善，并且其成本大幅度降低，為此其應(yīng)用范圍將越來越大。目前許多汽車公司開發(fā)了自己的電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，一些國際著名汽車生產(chǎn)商已在其概念車上安裝了該系統(tǒng)。目前， 42V 電源已經(jīng)在一些概念車上得到應(yīng)用，通用的 ―自主魔力 ‖和 Bertone 的 ―FILO‖都采用了 42V 電源。隨著直流電機(jī)性能的改進(jìn)，其應(yīng)用范圍將越來越廣。電子控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的最終發(fā)展趨勢在以下幾個方面。 將根據(jù)車速、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)向角、轉(zhuǎn)向速度、橫向加速度、前軸重力等多種信號進(jìn)行與汽車特性相吻合的綜合控制，以獲得更好的轉(zhuǎn)向路感。采用取消轉(zhuǎn)向盤的 SBWS 系統(tǒng)后，駕駛室有更大的空間黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 用于布置被動安全部件，減少了危險發(fā)生時對乘員的傷害。 本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 本設(shè)計(jì)主要內(nèi)容是對汽車電控液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的液壓部分和機(jī)械部分進(jìn)行設(shè)計(jì)，首先確定液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成與系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，然后進(jìn)行液壓動力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算與液壓元件的計(jì)算 選型再進(jìn)行齒輪齒 條轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)計(jì)算。 機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是依靠駕駛員操縱轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)向力來實(shí)現(xiàn)車輪轉(zhuǎn)向；動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)則是在駕駛員的控制下，借助于汽車發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的 液體壓力或電動機(jī)驅(qū)動力來實(shí)現(xiàn)車輪轉(zhuǎn)向。 汽車 轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 機(jī)械 式轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 電子伺服轉(zhuǎn)向 循環(huán)球式 齒輪齒條式 液壓動力轉(zhuǎn)向 電控動力轉(zhuǎn)向 電控液壓動 力轉(zhuǎn)向（ EPHS） 電 動 助 力 轉(zhuǎn) 向(EPS) 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 轉(zhuǎn)向動力缸總成 傳動結(jié)構(gòu) 圖 液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)示意圖 當(dāng)汽車直線行駛時，轉(zhuǎn)向控制閥將轉(zhuǎn)向液壓泵泵出來的工作液與油罐接通，轉(zhuǎn)向液壓泵處于卸荷狀態(tài)，動力轉(zhuǎn)向器不起助力作用。在汽車直線行使，轉(zhuǎn)向盤保持中立位置時，轉(zhuǎn)向控制閥經(jīng)常處于關(guān)閉位置。此時儲能器中的壓力油即流入轉(zhuǎn)向動力缸。 由此可見，無論轉(zhuǎn)向盤處于中立位置還 是轉(zhuǎn)向位置，也無論轉(zhuǎn)向盤保持靜止還是運(yùn)動狀態(tài)，該系統(tǒng)工作管路中總是保持高壓 。轉(zhuǎn)向油泵輸出的油液流入轉(zhuǎn)向控制閥，又由此流回轉(zhuǎn)向油罐。于是轉(zhuǎn)向油泵輸出壓力急劇升高，直到足以推動轉(zhuǎn)向動力缸 活塞為止。常流式的優(yōu)點(diǎn)則是結(jié)構(gòu)簡單，油泵壽命長，泄漏較少，消耗功率也較少。電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（簡稱 EPSElectronic Control Power Steering），根據(jù)動力源不同又可分為液壓式電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（液壓式 EPS）和電動式電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（電動式 EPS）。在采用氣壓制動或空氣懸架的大型車輛上，也有采用氣壓動力轉(zhuǎn)向的。電動機(jī)的扭矩由電磁離合器通 過減速機(jī)構(gòu)減速增扭后，加在汽車的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上，使之得到一個與工況相適應(yīng)的轉(zhuǎn)向作用力。因此，在高速時轉(zhuǎn)向油泵內(nèi)大部分泵流量通過溢流閥返回，在轉(zhuǎn)向油泵內(nèi)循環(huán)，造成轉(zhuǎn)向油泵發(fā)熱，更重要是造成能源浪費(fèi)，不符合汽車節(jié)能要求。 本次設(shè)計(jì)采用直流電機(jī)驅(qū)動油泵，電子控制單元根據(jù)車速信號和轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角信號，控制電磁閥的開閉狀態(tài)和電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，決定是否助力和助力的大小。當(dāng)車輛在一定的車速范圍內(nèi)（車速較低）行駛或者停止時，轉(zhuǎn)向助力較大，轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤比較輕松；車輛高速行駛時，轉(zhuǎn)向助力較小，轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤比較費(fèi)力，安全性能提高，同時還可以減少燃料消耗。即 電子控制單元根據(jù)車速信號和轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角信號，控制電磁閥閥針的開閉，從而控制是否實(shí)行助力轉(zhuǎn)向；控制單元根據(jù)不同信號，計(jì)算出液壓泵電動機(jī)對應(yīng)的轉(zhuǎn)速，對液壓泵電動機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，進(jìn)而控制泵的流量，也就控制了在不同工況下轉(zhuǎn)向助力的大小。 本次設(shè)計(jì)選擇單桿雙作用活塞式液壓缸。 一般情況下，工作壓力 5100 10p Pa?? 時使用鑄鐵，在 5200 10p Pa?? 時使用無縫鋼管，在 5200 10p Pa?? 時使用鑄鋼或鍛鋼。 （ 3）缸體端部聯(lián)接型式 采用法蘭聯(lián)接，該結(jié)構(gòu)簡單、加工與拆卸方便，應(yīng)用廣泛。本設(shè)計(jì)中采用 活塞環(huán) 密封。 動力缸的緩沖裝置 動力缸中緩沖裝置的工作原理，是利用活塞或缸筒在其走向行程終端時在活塞和缸筒之間封住一部分油液，強(qiáng)迫它從小孔或細(xì)縫中擠出，產(chǎn)生很大的阻力，使工作部件受到制動，逐漸減慢運(yùn)動速度，達(dá)到避免活塞和缸蓋相互撞擊的目的?；钊骄鶠閱蜗蜃饔?，其缸體長度大而伸縮長度小、使 用油壓低（一般不超過 14MPa ）。 工作壓力 是確定執(zhí)行元件結(jié)構(gòu)參數(shù)的主要依據(jù)。 動力缸的主要幾何尺寸的計(jì)算 動力缸的主要幾何尺寸，包括動力缸的內(nèi)徑 D 、活塞桿直徑 d 和動力缸行程 s 等 。 3 22m i nm i n0 . 0 5 1 0 510qA c m c mv ?? ? ? （ ） 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 動力缸工作腔的有效工作面積 2 2 2 2 2 2( ) ( 4 2 . 5 ) 7 . 6 544A D d c m c m??? ? ? ? ? ? 可見上述不等式滿足，動力缸能達(dá)到所需低速 。 鑄鐵 [ ] 60MPa? ? 由式（ ）計(jì)算得動力缸缸筒壁厚 5mm?? 當(dāng) ? ? ～ 時，按下式校驗(yàn)強(qiáng)度，即 m axm ax2[ ] 3pDP? ?? ? 63661 .2 1 0 4 0 1 02 6 0 1 0 3 1 1 0?? ? ??? ? ? ? ? 1 10m??? 式中 []? ——缸體材料的許用應(yīng)力 ()MPa ，取 [ ] 60MPa? ? maxp ——最高工作壓力 ()Pa yp ——試驗(yàn)壓力 ()MPa ，工作壓力 ≤16MPa 時， ? ， 1LP MPa? ? ——液壓缸缸筒厚度 ()m D ——液壓缸內(nèi)徑 ()m 外徑強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求 缸體外徑 1D 的計(jì)算 1 2DD??? （ ） 式 中 1D —缸體外徑（ m ）；則 由式（ ）計(jì)算得 1 2 50D D mm?? ? ? 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 動力缸的性能參數(shù)的計(jì)算 主要包括動力缸的推力、油口直徑、缸底厚度等 。 由式（ ）計(jì)算得 3 2 2 31 0 1 ( 0 . 0 4 0 . 0 2 5 ) 1 0 0 . 7 6 54F p A K N?? ? ? ? ? ? ? ? 動力缸的輸出速度 雙 桿活塞式 動力缸活塞縮入時的速度 60 vqv A? （ ） 式中 v —雙桿 活塞 動力缸 的 輸出 速度（ /minm ）； vq —進(jìn)入 （或流出） 動力缸的流量（ 3/ms）； A —活塞 作用面積（ 2m ） 22()4A D d??? D —活塞直徑（ m ）； d —活塞桿直徑（ m ）。齒輪泵多為外嚙合式，在相同體積下齒輪泵比柱塞泵流量大但油壓低。常用葉片泵為 YB 系列葉片泵。取 5 q L?? 根據(jù)液壓設(shè)計(jì)手冊油箱容積取標(biāo)準(zhǔn)值 40VL? 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 油管內(nèi)徑 d 的計(jì)算 由 326 1046010 ????? Vdq p ? 即： 103 ?? Vqd p （ ） 式中： pq ——油泵理論流量， (L/min)； V ——管路中油的流速；低壓管路中油的流速 smV /1? 。 它的用途很廣，種類也很多。 按閥的操縱方式有：手動式、機(jī)動式、電磁式、液動式、電液動式、氣動式。其滿足在不同工況下轉(zhuǎn)向靈敏、迅速的工作要求。由閥體、閥心、彈簧、電磁鐵等組成。額定流量： 330L/min。 節(jié)流閥 節(jié)流閥是根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動速度的要求供給所需的流量。常用的車速傳感器有磁感應(yīng)式、光電式、霍爾效應(yīng)式、磁阻式等多種類型。常用轉(zhuǎn)角傳感器為光電式，磁電式兩種。 因此本設(shè)計(jì)采用光電式轉(zhuǎn)角傳感器，安裝于轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)軸上， 用于向電子控制單元輸送轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)動方向和轉(zhuǎn)動角度信號。 機(jī)械轉(zhuǎn)向器方案分析 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器由與轉(zhuǎn)向軸做成一體的轉(zhuǎn)向齒輪和常與轉(zhuǎn)向橫拉桿做成一體的齒條組成。 根據(jù)輸入齒輪位置和輸出特點(diǎn)不同，齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器有四種形式：中間輸入，黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 兩端輸出 (圖 )；側(cè)面輸入，兩端輸出 (圖 )；側(cè)面輸入，中間輸出 (圖 )；側(cè)面輸入，一端輸出 (圖 )。 圖 拉桿與齒條的聯(lián)接 采用兩端輸出方案時，由于轉(zhuǎn)向拉桿長度受到限制，容易與懸架系統(tǒng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)產(chǎn)生運(yùn)動干涉。采用斜齒圓柱齒輪與斜齒齒條嚙合的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器，重合度增加，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，沖擊與工作噪聲均下降，而且齒輪軸線與齒條軸線之間的夾角易于滿足總體設(shè)計(jì)的要求。 圖 V 形斷面齒條 圖 Y 形斷面齒條 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器廣泛應(yīng)用于微型、普通級、中級和中高級轎車上，甚至在高級轎車上也有采