轉(zhuǎn)向柱式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì),轉(zhuǎn)向,電動(dòng),助力,系統(tǒng),設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告 設(shè)計(jì)（論文）題目: 轉(zhuǎn)向柱式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì) 院 系 名 稱(chēng): 汽車(chē)與交通工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè) 班 級(jí): 車(chē)輛07-6班 學(xué) 生 姓 名: 李東輝 導(dǎo) 師 姓 名: 安永東 開(kāi) 題 時(shí) 間: 2011年2月28日 指導(dǎo)委員會(huì)審查意見(jiàn)： 簽字： 年 月 日 開(kāi)題報(bào)告撰寫(xiě)要求 一、“開(kāi)題報(bào)告”參考提綱 1. 課題研究目的和意義； 2. 文獻(xiàn)綜述（課題研究現(xiàn)狀及分析）； 3. 基本內(nèi)容、擬解決的主要問(wèn)題； 4. 技術(shù)路線(xiàn)或研究方法； 5. 進(jìn)度安排； 6. 主要參考文獻(xiàn)。 二、“開(kāi)題報(bào)告”撰寫(xiě)規(guī)范 請(qǐng)參照《黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)及畢業(yè)論文撰寫(xiě)規(guī)范》要求。字?jǐn)?shù)應(yīng)在4000字以上，文字要精練通順，條理分明，文字圖表要工整清楚。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告 學(xué)生姓名 李東輝 系部 汽車(chē)工程系 專(zhuān)業(yè)、班級(jí) 車(chē)輛工程 07-6班 指導(dǎo)教師姓名 安永東 職稱(chēng) 副教授 從事 專(zhuān)業(yè) 車(chē)輛工程 是否外聘 □是□否 題目名稱(chēng) 轉(zhuǎn)向柱式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì) 一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義 1、研究現(xiàn)狀 1988 年2 月日本鈴木公司首次在其Cervo 車(chē)上裝備EPS , 隨后還用在了其Alto 車(chē)上。在此之后, 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向技術(shù)如雨后春筍般得到迅速發(fā)展。日本的大發(fā)汽車(chē)公司、三菱汽車(chē)公司、本田汽車(chē)公司, 美國(guó)的Delphi 汽車(chē)系統(tǒng)公司、TRW公司, 德國(guó)的ZF 公司, 都相繼研制出各自的EPS。比如: 大發(fā)汽車(chē)公司在其Mi2ra 車(chē)上裝備了EPS , 三菱汽車(chē)公司則在其Minica 車(chē)上裝備了EPS ; 本田汽車(chē)公司的Accord 車(chē)目前已經(jīng)選裝EPS , S2000 轎車(chē)的動(dòng)力轉(zhuǎn)向也將傾向于選擇EPS ;Delphi 汽車(chē)系統(tǒng)公司已經(jīng)為大眾的Polo 、歐寶的318i以及菲亞特的Punto 開(kāi)發(fā)出EPS 。 TRW從1998 年開(kāi)始, 便投入了大量人力、物力和財(cái)力用于EPS 的開(kāi)發(fā)。他們最初針對(duì)客車(chē)開(kāi)發(fā)出轉(zhuǎn)向柱助力式EPS , 如今小齒輪助力式EPS 開(kāi)發(fā)也已獲成功。1999 年3 月, 他們的EPS 已經(jīng)裝備在轎車(chē)上, 如Ford Fiesta 和Mazda 323F 等 。Mercedes OBenz 和Siemens Automotive 兩大公司共同投資6 500 萬(wàn)英鎊用于開(kāi)發(fā)EPS , 他們的目標(biāo)是到2002 年裝車(chē), 年產(chǎn)300 萬(wàn)套, 成為全球EPS 制造商。他們計(jì)劃開(kāi)發(fā)出適用于汽車(chē)前橋負(fù)荷超過(guò)1200kg的EPS，因此貨車(chē)也將可能成為EPS的裝備目標(biāo)。而我國(guó)在2002 年才開(kāi)始研制開(kāi)發(fā)汽車(chē)EPS 產(chǎn)品, 目前已經(jīng)知道的有13 家企業(yè)和科研院校正在研制中。其中南摩股份有限公司( 生產(chǎn)轉(zhuǎn)向柱式的EPS 產(chǎn)品) 在2003 年開(kāi)始進(jìn)入小批量生產(chǎn)階段, 其他廠家和科研院校均在開(kāi)發(fā)階段中。 經(jīng)過(guò)20 幾年的發(fā)展, EPS 技術(shù)日趨完善。其應(yīng)用范圍已經(jīng)從最初的微型轎車(chē)向更大型轎車(chē)和商用客車(chē)方向發(fā)展, 如本田的Accord 和菲亞特的Punto 等中型轎車(chē)已經(jīng)安裝EPS ,本田甚至還在其Acura NSX賽車(chē)上裝備了EPS 。EPS 的助力型式也從低速范圍助力型向全速范圍力型發(fā)展, 并且其控制形式與功能也進(jìn)一步加強(qiáng)。日本早期的EPS 僅僅在低速和停車(chē)時(shí)提供助力, 高速時(shí)EPS 將停止工作。新一代的EPS 則不僅在低速和停車(chē)時(shí)提供助力, 而且還能在高速時(shí)提高汽車(chē)的操縱穩(wěn)定性。如鈴木公司裝備在Wagon R + 車(chē)上的EPS 是一個(gè)負(fù)載-路面-車(chē)速感應(yīng)型助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 。由Delphi 為Punto 車(chē)開(kāi)發(fā)的EPS 屬全速范圍助力型, 并且首次設(shè)置了兩個(gè)開(kāi)關(guān), 其中一個(gè)用于郊區(qū), 另一個(gè)用于市區(qū)和停車(chē)。當(dāng)車(chē)速大于70km/ h 后, 這兩種開(kāi)關(guān)設(shè)置的程序則是一樣的, 以保證汽車(chē)在高速時(shí)有合適的路感。這樣即使汽車(chē)行駛到高速公路時(shí)駕駛員忘記切換開(kāi)關(guān)也不會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)。市區(qū)型開(kāi)關(guān)還與油門(mén)相關(guān),使得在踩油門(mén)加速和松油門(mén)減速時(shí), 轉(zhuǎn)向更平滑。隨著直流電機(jī)性能的改進(jìn), EPS 助力能力的提高, 其應(yīng)用范圍將進(jìn)一步拓寬, 現(xiàn)在3 升級(jí)的運(yùn)動(dòng)型跑車(chē)也有安裝EPS。EPS 代表未來(lái)動(dòng)力轉(zhuǎn)向技術(shù)的發(fā)展方向, 將作為標(biāo)準(zhǔn)件裝備到汽車(chē)上, 并將在動(dòng)力轉(zhuǎn)向領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位。據(jù)TRW公司預(yù)測(cè), 到2010 年全世界生產(chǎn)的每3 輛轎車(chē)中就有1 輛裝備EPS。特別是低排放汽車(chē)(LEV) 、混合動(dòng)力汽車(chē)(HEV) 、燃料電池汽車(chē)( FCEV) 、電動(dòng)汽車(chē)(EV) 四大EV 汽車(chē)將構(gòu)成未來(lái)汽車(chē)發(fā)展的主體，這給EPS 帶來(lái)了更加廣闊的應(yīng)用前景。 盡管EPS 已達(dá)到了其最初的設(shè)計(jì)目的, 但仍然存在一些問(wèn)題需要解決, 其中, 進(jìn)一步改善電動(dòng)機(jī)的性能是關(guān)鍵問(wèn)題。因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)的性能是影響控制系統(tǒng)性能的主要因素, 電動(dòng)機(jī)本身的性能及其與電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的匹配都將影響到轉(zhuǎn)向操縱力、轉(zhuǎn)向路感等問(wèn)題。概括地說(shuō), 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向技術(shù)的發(fā)展方向主要為: 改進(jìn)控制系統(tǒng)性能和降低控制系統(tǒng)的制造成本。只有進(jìn)一步改進(jìn)控制系統(tǒng)性能, 才能滿(mǎn)足更高檔轎車(chē)的使用要求。另外, EPS 的控制信號(hào)將不再僅僅依靠車(chē)速與扭矩, 而是根據(jù)轉(zhuǎn)向角、轉(zhuǎn)向速度、橫向加速度、前軸重力等多種信號(hào)進(jìn)行與汽車(chē)特性相吻合的綜合控制, 以獲得更好的轉(zhuǎn)向路感。未來(lái)的EPS 將朝著電子四輪轉(zhuǎn)向的方向發(fā)展, 并與電子懸架統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制。 2、目的、依據(jù)和意義 隨著汽車(chē)行業(yè)的蓬勃發(fā)展，人們對(duì)于汽車(chē)功能的要求變得越來(lái)越高，EPS系統(tǒng)也迎來(lái)了巨大的市場(chǎng)需求，許多廠商都以EPS系統(tǒng)作為一個(gè)賣(mài)點(diǎn)，來(lái)吸引顧客買(mǎi)車(chē)。所謂電動(dòng)轉(zhuǎn)向( EPS) , 就是在機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中,用電池作為能源, 電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力, 以轉(zhuǎn)向盤(pán)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩以及車(chē)速為輸入信號(hào), 通過(guò)電子控制裝置, 協(xié)助人力轉(zhuǎn)向, 并獲得最佳轉(zhuǎn)向力特性的伺服系統(tǒng)。EPS汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的性能直接影響到汽車(chē)的操縱穩(wěn)定性, 對(duì)于確保車(chē)輛的安全行駛、減少交通事故以及保護(hù)駕駛員的人身安全、改善駕駛員的工作條件起著重要的作用。特別是EPS用電動(dòng)機(jī)直接提供助力，助力大小由電子控制單元（ECU）控制。它能在汽車(chē)低速行駛轉(zhuǎn)向時(shí)減輕轉(zhuǎn)向力使轉(zhuǎn)向輕便、靈活; 在汽車(chē)高速行駛轉(zhuǎn)向時(shí), 適當(dāng)加重轉(zhuǎn)向力, 從而提高了高速行駛時(shí)的操縱穩(wěn)定性, 增強(qiáng)了路感 。不僅如此,EPS的能耗是HPS能耗的1 /3以下, 且前者比后者使整車(chē)油耗下降可達(dá)3% - 5%, 因而, 它能節(jié)約燃料，提高主動(dòng)安全性，且有利于環(huán)保。 二、設(shè)計(jì)（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問(wèn)題 1、研究的基本內(nèi)容 （1）分析轉(zhuǎn)向柱式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式及工作原理。 （2）分析助力電機(jī)與電磁離合器的工作原理，選取合適的助力電機(jī)和電磁離合器。 （3）分析減速機(jī)構(gòu)蝸輪蝸桿式的工作原理 ，確定具體的參數(shù)。 （4）齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)。 （5）聯(lián)軸器的選擇。 （6）扭轉(zhuǎn)傳感器的選擇。 2、擬解決的主要問(wèn)題 （1）利用Autocad完成蝸輪蝸桿與轉(zhuǎn)向器裝配圖的繪制。 （2）利用強(qiáng)度校核公式對(duì)蝸輪蝸桿及轉(zhuǎn)向器各部件進(jìn)行校核，確保符合實(shí)際應(yīng)用。 （3）繪制助力系統(tǒng)分布圖。 （4）確定蝸桿相對(duì)蝸輪的布置方式。 三、技術(shù)路線(xiàn)（研究方法） 調(diào)研、收集資料及總體方案論證 分析轉(zhuǎn)向柱式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理 助力電機(jī)的選擇 電磁離合器的選擇 扭轉(zhuǎn)傳感器的選擇擇選擇 減速機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì) 撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 蝸桿軸徑向、軸向尺寸確定 蝸輪軸徑向、軸向尺寸確定 四、進(jìn)度安排 （1）調(diào)研、資料收集，完成開(kāi)題報(bào)告 第4周（3月24日～3月30日） （2）助力電動(dòng)機(jī)、電磁離合器、扭轉(zhuǎn)傳感器的選擇 第4～5周（3月21～4月1日） （3）減速機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及校核 第5～7周（4月1日～4月19日） （4）轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)第8～12周（4月20～5月24日） （5）撰寫(xiě)說(shuō)明書(shū)第13～14周（5月25～6月7日） （6）設(shè)計(jì)審核、修改 第15、16周（6月9日～6月22日） （7）畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯準(zhǔn)備及答辯 第17周（6月23日～6月 29日） 五、參考文獻(xiàn) [1]馮櫻等.電子控制式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)前景[J].汽車(chē)科技,2001(3) : 4- 6. [2]卓敏等.汽車(chē)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向技術(shù)分析[J].機(jī)電工程技術(shù),200231(5):17- 19. [3] NakayamaT,Suda E.The Present and Future of Electric Power Steer2. ing.Int.J1 of Vehicle Design,1994, 15(3,4,5): 243 - 254. [4]Ken Rogers , William Kimberley. Turning Steering to Electric. Automo2. tive Engineer , 2000 , 108 (2) : 39 - 41. [5]Kami Buchholz.TRW Demonstrates Electrically Powered Steering and Active Roll Control . Automotive Engineer , 1996 , 104 (12) : 42. [6]林逸，施國(guó)標(biāo).汽車(chē)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì).公路交通科技，2006.18（3）. [7]龔培康萬(wàn)沛霖，汽車(chē)電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。重慶工業(yè)管理學(xué)院，2005.10（4）. [8]楊通順ZF 電子助力轉(zhuǎn)向器，汽車(chē)與配件2005.4. [9]王望予.汽車(chē)設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004：78-111. [10]馬秋生.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003：150-221. [11]周松鶴.工程力學(xué)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005：209-222. [12]王豪等.電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及其發(fā)展現(xiàn)狀[J] .汽車(chē)運(yùn)用,2002(8) : 9- 11. [13]張松林.最新軸承手冊(cè)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2007：374-378. [14]苗立東等.汽車(chē)電動(dòng)轉(zhuǎn)向技術(shù)發(fā)展綜述[J] .長(zhǎng)安大學(xué)學(xué)報(bào),2004,24(1) : 79- 84. [15]汽車(chē)工程手冊(cè)編委會(huì)。《汽車(chē)工程手冊(cè)-設(shè)計(jì)篇》.人民交通出版社.北京.2001. 六、備注 指導(dǎo)教師意見(jiàn)： 簽字： 年 月 日