汽車轉(zhuǎn)向系論文

1、 畢業(yè)(設(shè)計)論文開題報告論文題目 福特?？怂闺娮右簤褐D(zhuǎn)向系統(tǒng)的優(yōu)點及常見故障檢修院 (系)山東勞動職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車工程系專 業(yè) 汽車檢測與維修技術(shù)學(xué)生姓名 辛海金班 級 D09汽修三班指導(dǎo)教師 王婷2011 年 11 月摘 要汽車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的性能是汽車的主要性能之一，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的性能直接影響到汽車的操縱穩(wěn)定性，它對于確保車輛的安全行駛、減少交通事故以及保護駕駛員的人身安全、改善駕駛員的工作條件起著重要的作用?？倲?shù)了國內(nèi)外轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的研究發(fā)展，介紹了各轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理及其關(guān)鍵技術(shù)并提出汽車轉(zhuǎn)向系的發(fā)展趨勢。如何合理地設(shè)計轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，使汽車具有良好的操縱性能，始終是設(shè)計人員的重要研究課題。在車輛

2、高速化、駕駛?cè)藛T非職業(yè)化、車流密集化的今天，針對更多不同水平的駕駛?cè)巳?，汽車的易操縱性設(shè)計顯得尤為重要。汽車發(fā)展了一百多年，其轉(zhuǎn)向系統(tǒng)也從最初的純機械系統(tǒng)發(fā)展到現(xiàn)在的助力轉(zhuǎn)向及其電子轉(zhuǎn)向。通過大量的數(shù)據(jù)及實踐我們找到了各種轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的優(yōu)劣，但汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)每一次的變革都使整車的操控性、安全性上升了一個高度。關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電動助力轉(zhuǎn)向 轉(zhuǎn)向車輪 線控 電子轉(zhuǎn)向目 錄摘 要(1)第一章 緒 論1.1轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述(1)1.2轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展概況(4)1.3汽車轉(zhuǎn)向原理及基本特性(5)第二章 汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的類型、組成及工作原理2.1 傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)：機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(7)機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成.（7）機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的

3、工作原理.（9） 機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的優(yōu)缺點（10）2.2 電液助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng).(11)電動液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EHPS的組成及工作原理（11）.1整體式液壓動力轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)的組成及工作原理（12）電液助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的缺點.（13）2.3電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)SBW(Steer-By-Wire).（14）電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成與分類.（14）電子控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點.（15）電子控制結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點.（15）2.4四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng).（16）機械式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng).（16）動式四輪轉(zhuǎn)向（17）第三章 部分汽車轉(zhuǎn)向系的檢測與維修3.1機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的檢測與維修(18)轉(zhuǎn)向器的檢測與維修(19)循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的檢修(20)齒

4、輪齒條式轉(zhuǎn)向器的檢修(23)3.2液壓動力轉(zhuǎn)向裝置主要部件檢查調(diào)整要點(24)3.3液壓式動力轉(zhuǎn)向系常見故障診斷與排除(25)3.4電控式動力轉(zhuǎn)向系故障的檢測(26)第四章 結(jié)論與展望4.1 本文總結(jié)和將來展望(27)致 謝(29)參考文獻(31)1 緒 論1.1 汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)1.1.1 汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的概述汽車行駛中，駕駛員通過操縱轉(zhuǎn)向盤，經(jīng)過一套傳動機構(gòu)，使轉(zhuǎn)向輪在路面上偏轉(zhuǎn)一定的角度來改變其行駛方向，確保汽車穩(wěn)定安全的正常行駛。1.2 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展概況發(fā)展綜述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是駕駛者通過方向盤來操縱和控制汽車的行進方向，從而實現(xiàn)自己的駕駛意圖。 一百多年來，汽車工業(yè)隨著機械和電子技術(shù)的發(fā)展而不斷

5、前進。到今天，汽車已經(jīng)不是單純機械意義上的汽車了，它是機械、電子、材料等學(xué)科的綜合產(chǎn)物。 各時期汽車轉(zhuǎn)向系發(fā)展情況傳統(tǒng)的汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是機械式的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，汽車的轉(zhuǎn)向由駕駛員控制方向盤，通過轉(zhuǎn)向器等一系列機械轉(zhuǎn)向部件實現(xiàn)車輪的偏轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)向。近年來，隨著電子技術(shù)在汽車中的廣泛應(yīng)用，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中也愈來愈多地采用電子器件。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)因此進入了電子控制時代，相應(yīng)的就出現(xiàn)了電液助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)?，F(xiàn)如今在某些概念車上又有了一種電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。它由：方向盤模塊、轉(zhuǎn)向執(zhí)行模塊和主控制器ECU三個主要部分以及自動防故障系統(tǒng)、電源等輔助模塊組成。其發(fā)展前景非?？捎^。1.3汽車轉(zhuǎn)向原理及基本特性 圖1-1車輪的運動軌跡若使

6、汽車能順利轉(zhuǎn)向，各車輪不產(chǎn)生滑動，轉(zhuǎn)向車輪須同向偏轉(zhuǎn)，且所有車 圖1-2 前輪的運動軌跡輪需要繞著一個轉(zhuǎn)向中心轉(zhuǎn)動，保證各車輪在轉(zhuǎn)向過程中均為純滾動。如圖1-1所示，汽車四個車輪A、B、C和D轉(zhuǎn)軸的延長線相交于一點O，O 點即為車輪的轉(zhuǎn)動中心，四個車輪的運動軌跡形成同心圓。這就是汽車轉(zhuǎn)向基本特性。2汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的類型、組成及工作原理2.1傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)：機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成：轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)：轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向軸、萬向節(jié)（上、下）、轉(zhuǎn)向傳動軸。 轉(zhuǎn)向器：內(nèi)設(shè)減速傳動付，作用減速增扭。轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)：轉(zhuǎn)向搖臂、轉(zhuǎn)向主拉桿、轉(zhuǎn)向節(jié)臂、 轉(zhuǎn)向節(jié)、轉(zhuǎn)向梯形。 圖2-1 機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成和布置示意圖轉(zhuǎn)向操

7、縱機構(gòu)1. 轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)的功用與組成轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)的功用是將駕駛員轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤的操縱力矩傳給轉(zhuǎn)向器。2. 轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向盤主要由輪圈1、輪輻2 和輪轂3 組成，其結(jié)構(gòu)如圖2-2 所示。有的汽車喇叭開關(guān)按鈕裝在轉(zhuǎn)向盤上，方便駕駛員操作。 圖2-2 轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)示意圖轉(zhuǎn)向盤自由行程應(yīng)控制在轉(zhuǎn)向輪處于直線行駛位置時轉(zhuǎn)向盤向左或向右的自由行程不超過10°15°。3. 轉(zhuǎn)向軸和轉(zhuǎn)向管柱轉(zhuǎn)向軸用來連接轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向器，并將轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩傳給轉(zhuǎn)向器。4. 安全保護裝置在轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)上體現(xiàn)的汽車被動安全技術(shù)有安全氣囊和能量吸收式轉(zhuǎn)向軸。(1)安全氣囊SRS安裝在轉(zhuǎn)向盤上。它的結(jié)構(gòu)主要由傳感器、氣體

8、發(fā)生器、氣囊系統(tǒng)等三部分組成。 (2)能量吸收式轉(zhuǎn)向軸。 除了能滿足轉(zhuǎn)向軸常規(guī)的功能外，在汽車發(fā)生正面碰撞時，能夠有效地吸收碰撞能量，防止或減少碰撞能量傷害駕駛員的轉(zhuǎn)向軸叫做能量吸收式轉(zhuǎn)向軸。2.1.3機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理：轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)是把轉(zhuǎn)向器的運動傳給轉(zhuǎn)向車輪的機構(gòu)，包括從搖臂到轉(zhuǎn)向車輪的零部件。當(dāng)轉(zhuǎn)向盤直徑一定時，駕駛員操縱轉(zhuǎn)向盤手力的大小取決于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)角傳動比的大小。汽車的轉(zhuǎn)向，完全由駕駛員所付的操縱力來實現(xiàn)的，操縱較費力，勞動強度較大，但其具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、路感性好、維護方便等優(yōu)點，多應(yīng)用于中小型貨車或轎車上。 機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的優(yōu)缺點：雖然傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作最可靠，但是也存在很多

9、固有的缺點：汽車的轉(zhuǎn)向特性受駕駛員駕駛技術(shù)的影響嚴重；轉(zhuǎn)向傳動比固定，使汽車轉(zhuǎn)向響應(yīng)特性隨車速、側(cè)向加速度等變化而變化，駕駛員必須提前針對汽車轉(zhuǎn)向特性幅值和相位的變化進行一定的操作補償。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)經(jīng)濟性差， 2.2電液助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)：動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)就是在機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加設(shè)一套轉(zhuǎn)向加力裝置而形成的。轉(zhuǎn)向加力裝置減輕了駕駛員操縱轉(zhuǎn)向盤的作用力。轉(zhuǎn)向能源來自駕駛員的體力和發(fā)動機(或電動機)，其中發(fā)動機(或電動機)占主要部分，通過轉(zhuǎn)向加力裝置提供。電動液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EHPS(electro-hydraulic power steering)的組成.1整體式液壓動力轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)的組成及工作原理：整體式

10、液壓動力轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)：轉(zhuǎn)向控制閥、齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向動力缸，組成整體式動力轉(zhuǎn)向器。電液助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的缺點缺點：在車輛設(shè)計制造完成后，車輛轉(zhuǎn)向的助力特性不能改變。汽車在低速段可以得到很好的助力，但是在高速段需要有較好路感的時候，存在液壓油泄漏問題，不僅對環(huán)境造成污染，而且容易使其他部件損壞；在低溫下，液壓系統(tǒng)的工作性能比較差。優(yōu)點：電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能在不同車速下提供不同的助力特性。在低速行駛時，增加轉(zhuǎn)向助力，使得轉(zhuǎn)向更加輕便 ；在高速行駛時減少轉(zhuǎn)向助力，甚至為了提高路感增加轉(zhuǎn)向阻尼。電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)只在轉(zhuǎn)向時電動機才工作，為轉(zhuǎn)向提供助力，因而能減少能耗。2.3電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)SBW(St

11、eer-By-Wire)電子控制的動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在低速行駛時可使轉(zhuǎn)向輕便、靈活；在中高速區(qū)域轉(zhuǎn)向時，能保證提供最優(yōu)的動力放大倍率和穩(wěn)定的轉(zhuǎn)向手感，提高了高速行駛的操縱穩(wěn)定性。發(fā)動機前置前輪驅(qū)動的轎車，其前軸負荷的增加影響轉(zhuǎn)向輕便性的問題，所以電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)被逐步移置到轎車上，這樣不僅能很好地解決轉(zhuǎn)向輕便與轉(zhuǎn)向靈活的矛盾，還能提高行駛安全性和舒適性。電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成與分類電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，根據(jù)動力源不同可分為液壓式電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(稱為EHPS)和電動式電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，亦稱(ECPS)。EHPS 是在傳統(tǒng)的液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增設(shè)控制液體流量的電磁閥、車速傳感器和

12、電子控制單元等。將EHPS分為三類：流量控制式、反力控制式和閥靈敏度控制式。2.3.2電子控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)取消了方向盤與轉(zhuǎn)向輪之間的機械連接，改而由方向盤模塊、轉(zhuǎn)向執(zhí)行模塊和主控制器ECU三個主要部分以及自動防故障系統(tǒng)、電源等輔助模塊組成。電子控制結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點1 取消了方向盤和轉(zhuǎn)向車輪之間的機械連接。2 電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)采用了軟件控制，因而可以把轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與其它主動安全設(shè)備3 電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)也帶來了可觀的經(jīng)濟性和環(huán)境效益。4 電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是通過一個通用的執(zhí)行器來調(diào)整轉(zhuǎn)向的。5 把動力性和汽車控制統(tǒng)一到一個系統(tǒng)中。6 對汽車生產(chǎn)商的好處。7 對將來的好處·提供轉(zhuǎn)向的舒適性。&#

13、183;方向盤的回饋力矩和轉(zhuǎn)向傳動比能通過軟件不斷的調(diào)整。·沒有轉(zhuǎn)向柱減少了駕駛員在事故中受傷的危險。·轉(zhuǎn)向行為(減速、加速、自動轉(zhuǎn)向)都被軟件記錄。2.4四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)機械式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)圖2-7所示為福克斯先驅(qū)汽車采用的機械式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。前后輪都設(shè)置有轉(zhuǎn)向器，兩轉(zhuǎn)向器之間用機械裝置連接，前輪轉(zhuǎn)向角決定后輪轉(zhuǎn)向角。 圖2-3 4ws前后輪轉(zhuǎn)向控制和機械式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)1. 系統(tǒng)組成?？怂瓜闰?qū)汽車機械式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在二輪轉(zhuǎn)向裝置(2WS)的基礎(chǔ)上，增設(shè)前輪轉(zhuǎn)向器、后輪轉(zhuǎn)向器和中央軸。2. 系統(tǒng)工作原理與工作特性當(dāng)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動量小時，后輪與前輪同向偏轉(zhuǎn)；當(dāng)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動量大時，后輪與前

14、輪反向偏轉(zhuǎn)。這樣可以提高汽車高速時的操縱穩(wěn)定性，并可以減小汽車的轉(zhuǎn)彎半徑。2.4.2動式四輪轉(zhuǎn)向電動四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)前后輪轉(zhuǎn)向器均為電動助力，兩轉(zhuǎn)向器之間無任何機械連接裝置及液壓管道等部件，直接對前后輪的轉(zhuǎn)向進行控制，具有前后輪轉(zhuǎn)向角關(guān)系控制精確、控制自由度高、機構(gòu)簡單等優(yōu)點。電動四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由微機控制單元、前后輪轉(zhuǎn)向執(zhí)行器、主副前輪轉(zhuǎn)向傳感器，主、副后輪轉(zhuǎn)向傳感器、后輪轉(zhuǎn)速傳感器、車速傳感器等組成。3 汽車轉(zhuǎn)向系的檢測與維修3.1機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的檢測與維修轉(zhuǎn)向器的檢測與維修1. 蝸桿指銷式轉(zhuǎn)向器的檢修（1）分解要點首先擰下放油螺栓，然后，再擰下其余固定螺栓，取下側(cè)蓋。最后，松開轉(zhuǎn)向器上蓋的螺栓，取

15、出墊片、止推軸承外圈和保持架等，分解后，對全部零件進行徹底清洗，清洗后分開放置，以備檢測維修。（2）主要部件的檢修 殼體及蓋的檢修 蝸桿的檢修 蝸桿平面止推軸承的檢修 用游標卡尺檢測蝸桿與軸承的配合間隙 搖臂軸的檢修 搖臂軸主銷、支承軸承的檢修 (3) 裝復(fù)與調(diào)整要點 裝復(fù)殼內(nèi)襯套和油封 裝復(fù)轉(zhuǎn)向器下蓋 裝復(fù)蝸桿 裝復(fù)上蓋總成 蝸桿軸承預(yù)緊度的調(diào)整 裝復(fù)側(cè)蓋 調(diào)整蝸桿，搖臂軸主銷嚙合間隙 加注潤滑油循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的檢修(1)轉(zhuǎn)向器的分解(2)主要零部件的檢修 殼體與蓋 搖臂軸 轉(zhuǎn)向螺桿螺母總成 轉(zhuǎn)向螺桿軸承(3) 裝配與調(diào)整的要點 螺桿螺母的裝配 螺桿軸承緊度調(diào)整要點 搖臂軸裝復(fù)要點 齒扇與齒

16、條的嚙合間隙調(diào)整要點3.1.3齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的檢修(1)齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器分解要點 轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)的分解 轉(zhuǎn)向器的分解(2) 主要零部件的檢修轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)的檢修 轉(zhuǎn)向器的檢修轉(zhuǎn)向減振器的檢修各螺栓，螺母應(yīng)按規(guī)定力矩擰緊 齒輪齒條間隙的調(diào)整 檢查3.2液壓動力轉(zhuǎn)向裝置主要部件檢查調(diào)整要點1、動力轉(zhuǎn)向器拆裝要點2、動力轉(zhuǎn)向器檢查要點3、貯油罐檢查要點4、液壓泵檢查要點3.3液壓式動力轉(zhuǎn)向系常見故障診斷與排除1、動力轉(zhuǎn)向沉重(1)泵磨損或傳動帶打滑，使油壓下降，則應(yīng)更換油泵或傳動帶。(2)系統(tǒng)內(nèi)油液不是，油面過低，應(yīng)補充加注液壓油至標記 “MAX”處。(3)液壓系統(tǒng)內(nèi)有空氣，造成氣阻，應(yīng)及時將空氣排除

17、，消除氣阻。(4)發(fā)動機怠速過低，應(yīng)檢查發(fā)動機怠速是否達到技術(shù)標準，并進行調(diào)整。2、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)噪聲(1)傳動帶松弛，產(chǎn)生與帶輪的摩擦聲，應(yīng)進行調(diào)整傳動帶的松緊度或更換傳動帶。(2)泵軸承間隙增大，發(fā)出機械噪聲，應(yīng)更換軸承。(3)控制閥有故障，可更換控制閥或轉(zhuǎn)向器整體。(4)液壓泵安裝不牢固，螺栓螺母松動或其它部位連接不緊固，而導(dǎo)致噪音，應(yīng)正確安裝泵體，緊固所有松動部位。(5)系統(tǒng)內(nèi)有空氣，應(yīng)及時排盡空氣，即可消除噪聲。3、左右轉(zhuǎn)向輕重不同（1）轉(zhuǎn)向控制閥（或液閥）不在中間位置，或雖在中間位置但與閥體模肩的間隙不相等。（2）液壓系統(tǒng)油腔內(nèi)滲入空氣。（3）轉(zhuǎn)向控制閥內(nèi)有雜物、污垢，使左右轉(zhuǎn)動阻滯，阻

18、力大小不同。（4）液壓系統(tǒng)中有漏油之處。3.4電控式動力轉(zhuǎn)向系故障的檢測1、電控單元（ECU） 控制單元（ECU）具有故障自診斷功能，當(dāng)發(fā)生異常時能停止助力。同時，ECU可以記錄異常內(nèi)容，并將其用脈沖個數(shù)顯示出來。 2、以三菱“Minica”微型車EPS為例介紹EPS系統(tǒng)主要部件檢測（1）轉(zhuǎn)向扭轉(zhuǎn)傳感器的檢測（2）電磁離合器檢測（3）電動機檢測（4）車速傳感器檢測4 結(jié)論與展望4.1 本文總結(jié)和將來展望通過做這次畢業(yè)設(shè)計，使我對大學(xué)三年的學(xué)習(xí)有了更進一步的認識，也更加系統(tǒng)的考核了我對所學(xué)專業(yè)知識的掌握程度及運用能力。在完成這次畢業(yè)設(shè)計的過程中我查閱了大量的資料，接觸了與汽車相關(guān)的設(shè)計、制造等領(lǐng)域的內(nèi)容，還向去各個汽車公司實習(xí)的同學(xué)進行交流，在不斷的收集資料、整理資料、總結(jié)資料再整理之后終于完成了這次的畢業(yè)設(shè)計?？傊ㄟ^這次畢業(yè)設(shè)計真