畢業(yè)設計（論文）開題報告 設計（論文）題目: 轉向柱式電動助力轉向系統(tǒng)設計 院 系 名 稱: 汽車與交通工程學院 專 業(yè) 班 級: 車輛07-6班 學 生 姓 名: 李東輝 導 師 姓 名: 安永東 開 題 時 間: 2011年2月28日 指導委員會審查意見： 簽字： 年 月 日 開題報告撰寫要求 一、“開題報告”參考提綱 1. 課題研究目的和意義； 2. 文獻綜述（課題研究現狀及分析）； 3. 基本內容、擬解決的主要問題； 4. 技術路線或研究方法； 5. 進度安排； 6. 主要參考文獻。 二、“開題報告”撰寫規(guī)范 請參照《黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計說明書及畢業(yè)論文撰寫規(guī)范》要求。字數應在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)設計（論文）開題報告 學生姓名 李東輝 系部 汽車工程系 專業(yè)、班級 車輛工程 07-6班 指導教師姓名 安永東 職稱 副教授 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 □是□否 題目名稱 轉向柱式電動助力轉向系統(tǒng)設計 一、課題研究現狀、選題目的和意義 1、研究現狀 1988 年2 月日本鈴木公司首次在其Cervo 車上裝備EPS , 隨后還用在了其Alto 車上。在此之后, 電動助力轉向技術如雨后春筍般得到迅速發(fā)展。日本的大發(fā)汽車公司、三菱汽車公司、本田汽車公司, 美國的Delphi 汽車系統(tǒng)公司、TRW公司, 德國的ZF 公司, 都相繼研制出各自的EPS。比如: 大發(fā)汽車公司在其Mi2ra 車上裝備了EPS , 三菱汽車公司則在其Minica 車上裝備了EPS ; 本田汽車公司的Accord 車目前已經選裝EPS , S2000 轎車的動力轉向也將傾向于選擇EPS ;Delphi 汽車系統(tǒng)公司已經為大眾的Polo 、歐寶的318i以及菲亞特的Punto 開發(fā)出EPS 。 TRW從1998 年開始, 便投入了大量人力、物力和財力用于EPS 的開發(fā)。他們最初針對客車開發(fā)出轉向柱助力式EPS , 如今小齒輪助力式EPS 開發(fā)也已獲成功。1999 年3 月, 他們的EPS 已經裝備在轎車上, 如Ford Fiesta 和Mazda 323F 等 。Mercedes OBenz 和Siemens Automotive 兩大公司共同投資6 500 萬英鎊用于開發(fā)EPS , 他們的目標是到2002 年裝車, 年產300 萬套, 成為全球EPS 制造商。他們計劃開發(fā)出適用于汽車前橋負荷超過1200kg的EPS，因此貨車也將可能成為EPS的裝備目標。而我國在2002 年才開始研制開發(fā)汽車EPS 產品, 目前已經知道的有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( 生產轉向柱式的EPS 產品) 在2003 年開始進入小批量生產階段, 其他廠家和科研院校均在開發(fā)階段中。 經過20 幾年的發(fā)展, EPS 技術日趨完善。其應用范圍已經從最初的微型轎車向更大型轎車和商用客車方向發(fā)展, 如本田的Accord 和菲亞特的Punto 等中型轎車已經安裝EPS ,本田甚至還在其Acura NSX賽車上裝備了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一步加強。日本早期的EPS 僅僅在低速和停車時提供助力, 高速時EPS 將停止工作。新一代的EPS 則不僅在低速和停車時提供助力, 而且還能在高速時提高汽車的操縱穩(wěn)定性。如鈴木公司裝備在Wagon R + 車上的EPS 是一個負載-路面-車速感應型助力轉向系統(tǒng) 。由Delphi 為Punto 車開發(fā)的EPS 屬全速范圍助力型, 并且首次設置了兩個開關, 其中一個用于郊區(qū), 另一個用于市區(qū)和停車。當車速大于70km/ h 后, 這兩種開關設置的程序則是一樣的, 以保證汽車在高速時有合適的路感。這樣即使汽車行駛到高速公路時駕駛員忘記切換開關也不會發(fā)生危險。市區(qū)型開關還與油門相關,使得在踩油門加速和松油門減速時, 轉向更平滑。隨著直流電機性能的改進, EPS 助力能力的提高, 其應用范圍將進一步拓寬, 現在3 升級的運動型跑車也有安裝EPS。EPS 代表未來動力轉向技術的發(fā)展方向, 將作為標準件裝備到汽車上, 并將在動力轉向領域占據主導地位。據TRW公司預測, 到2010 年全世界生產的每3 輛轎車中就有1 輛裝備EPS。特別是低排放汽車(LEV) 、混合動力汽車(HEV) 、燃料電池汽車( FCEV) 、電動汽車(EV) 四大EV 汽車將構成未來汽車發(fā)展的主體，這給EPS 帶來了更加廣闊的應用前景。 盡管EPS 已達到了其最初的設計目的, 但仍然存在一些問題需要解決, 其中, 進一步改善電動機的性能是關鍵問題。因為電動機的性能是影響控制系統(tǒng)性能的主要因素, 電動機本身的性能及其與電動助力轉向系統(tǒng)的匹配都將影響到轉向操縱力、轉向路感等問題。概括地說, 電動助力轉向技術的發(fā)展方向主要為: 改進控制系統(tǒng)性能和降低控制系統(tǒng)的制造成本。只有進一步改進控制系統(tǒng)性能, 才能滿足更高檔轎車的使用要求。另外, EPS 的控制信號將不再僅僅依靠車速與扭矩, 而是根據轉向角、轉向速度、橫向加速度、前軸重力等多種信號進行與汽車特性相吻合的綜合控制, 以獲得更好的轉向路感。未來的EPS 將朝著電子四輪轉向的方向發(fā)展, 并與電子懸架統(tǒng)一協(xié)調控制。 2、目的、依據和意義 隨著汽車行業(yè)的蓬勃發(fā)展，人們對于汽車功能的要求變得越來越高，EPS系統(tǒng)也迎來了巨大的市場需求，許多廠商都以EPS系統(tǒng)作為一個賣點，來吸引顧客買車。所謂電動轉向( EPS) , 就是在機械轉向系統(tǒng)中,用電池作為能源, 電動機為動力, 以轉向盤的轉速和轉矩以及車速為輸入信號, 通過電子控制裝置, 協(xié)助人力轉向, 并獲得最佳轉向力特性的伺服系統(tǒng)。EPS汽車轉向系統(tǒng)的性能直接影響到汽車的操縱穩(wěn)定性, 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。特別是EPS用電動機直接提供助力，助力大小由電子控制單元（ECU）控制。它能在汽車低速行駛轉向時減輕轉向力使轉向輕便、靈活; 在汽車高速行駛轉向時, 適當加重轉向力, 從而提高了高速行駛時的操縱穩(wěn)定性, 增強了路感 。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油耗下降可達3% - 5%, 因而, 它能節(jié)約燃料，提高主動安全性，且有利于環(huán)保。 二、設計（論文）的基本內容、擬解決的主要問題 1、研究的基本內容 （1）分析轉向柱式電動助力轉向系統(tǒng)的結構形式及工作原理。 （2）分析助力電機與電磁離合器的工作原理，選取合適的助力電機和電磁離合器。 （3）分析減速機構蝸輪蝸桿式的工作原理 ，確定具體的參數。 （4）齒輪齒條式轉向器的設計。 （5）聯(lián)軸器的選擇。 （6）扭轉傳感器的選擇。 2、擬解決的主要問題 （1）利用Autocad完成蝸輪蝸桿與轉向器裝配圖的繪制。 （2）利用強度校核公式對蝸輪蝸桿及轉向器各部件進行校核，確保符合實際應用。 （3）繪制助力系統(tǒng)分布圖。 （4）確定蝸桿相對蝸輪的布置方式。 三、技術路線（研究方法） 調研、收集資料及總體方案論證 分析轉向柱式電動助力轉向器內部結構及工作原理 助力電機的選擇 電磁離合器的選擇 扭轉傳感器的選擇擇選擇 減速機構設計 轉向器設計 撰寫設計說明書 蝸桿軸徑向、軸向尺寸確定 蝸輪軸徑向、軸向尺寸確定 四、進度安排 （1）調研、資料收集，完成開題報告 第4周（3月24日～3月30日） （2）助力電動機、電磁離合器、扭轉傳感器的選擇 第4～5周（3月21～4月1日） （3）減速機構的設計及校核 第5～7周（4月1日～4月19日） （4）轉向器的設計第8～12周（4月20～5月24日） （5）撰寫說明書第13～14周（5月25～6月7日） （6）設計審核、修改 第15、16周（6月9日～6月22日） （7）畢業(yè)設計答辯準備及答辯 第17周（6月23日～6月 29日） 五、參考文獻 [1]馮櫻等.電子控制式電動助力轉向系統(tǒng)的開發(fā)前景[J].汽車科技,2001(3) : 4- 6. [2]卓敏等.汽車電動助力轉向技術分析[J].機電工程技術,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，施國標.汽車電動助力轉向技術的發(fā)展現狀和趨勢.公路交通科技，2006.18（3）. [7]龔培康萬沛霖，汽車電子轉向系統(tǒng)。重慶工業(yè)管理學院，2005.10（4）. [8]楊通順ZF 電子助力轉向器，汽車與配件2005.4. [9]王望予.汽車設計[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004：78-111. [10]馬秋生.機械設計基礎[M].北京：機械工業(yè)出版社，2003：150-221. [11]周松鶴.工程力學[M].北京：機械工業(yè)出版社，2005：209-222. [12]王豪等.電動轉向系統(tǒng)及其發(fā)展現狀[J] .汽車運用,2002(8) : 9- 11. [13]張松林.最新軸承手冊[M].北京：電子工業(yè)出版社，2007：374-378. [14]苗立東等.汽車電動轉向技術發(fā)展綜述[J] .長安大學學報,2004,24(1) : 79- 84. [15]汽車工程手冊編委會?！镀嚬こ淌謨?設計篇》.人民交通出版社.北京.2001. 六、備注 指導教師意見： 簽字： 年 月 日