汽车转向机构的特性研究
汽车中心区转向特性试验简述

e ha r a( ’ t e r i s t i ( ‘i n di c ‘ a t ol ’ s .a ut o mo bi l e t e s t pe r s o nn e l c a n de s c r i be t h e t e s t v e h i e l s t e e r i n g c ha r a ct e r i s t i e s o f c e n t r a l a r e a t h r ou g h t h e o hi e  ̄ t i v t t e s l d a t a a n d s u b j e c t i v e f e e l i n g o f d r i x i n g p r o v i d i n g t h e d e s i g n s u g g e s t i o n s f o r a I m m mb i l e e l l a s s i s d e v e l o p m e n t
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Hale Waihona Puke 5 汽 车 工 程 摘要 : 在 汽 车 中心 区转 向特 性 试验 过程 中 , 为使 试 验 人 员深刻 理 解 中心 区转 向特性 指 标表 征 意 义 . 同时 解 决 中心 区 转 向特 性指 标数 据如 何 处理 的 问题 通过 结合 多年 汽车 试验 经验 , 概 括 了转 向 特性 评 价指 标 定 义, 总 结 了指 标典 型值 对 驾驶 员主 观
汽车转向机构对驾驶员伤害的研究

汽车转向机构对驾驶员伤害的研究陈泰吉 李赛 郑忠辉中国汽车技术研究中心有限公司 天津市 300300摘 要: 随着汽车越来越多,交通事故不可避免,在汽车发生碰撞时,转向机构是导致驾驶员受伤的主要部件。
为研究汽车转向机构对驾驶员的伤害,本文以国家标准GB 11557-2011为依据,详述了试验方法及注意事项,并通过多次碰撞试验,研究了撞击位置、安全气囊、转向机构的角度等因素对驾驶员所受伤害的影响,最后给出了减少伤害的建议。
关键词:碰撞;转向机构;驾驶员;伤害1 概述随着经济的发展,汽车越来越多,交通事故的发生也不可避免。
有研究表明:汽车发生碰撞时,转向机构是导致驾驶员受伤的主要部件,造成的伤害占比近乎50%。
因此,分析研究汽车转向机构对驾驶员的伤害十分必要,关乎着驾驶员的生命安全。
在驾驶员与转向机构的碰撞过程中,决定驾驶员受伤害程度的主要因素是转向机构的吸能特性,而转向机构的吸能方式主要有:方向盘的变形、安全气囊吸能、转向管柱的溃缩吸能等,因此,影响汽车转向机构对驾驶员伤害的因素有:撞击位置、安全气囊、转向管柱的结构、转向机构的角度等。
关于汽车转向机构对驾驶员的伤害,国家标准GB 11557中有明确规定:人体上身模块以24.1~25.3km/h的速度撞击转向机构时,受到的最大水平力不超过11123N;人体头型以24.1~25.3km/h 的速度撞击转向机构时,最大减速度不超过120g,累积3ms的减速度不超过80g。
本文中以标准GB 11557-2011为依据,开展人体上身模块撞击试验和人体头型撞击试验,以人体上身模块受到的最大水平力以及人体头型的最大减速度作为评价驾驶员受伤害大小的指标,通过对比不同条件下的试验结果来分析撞击位置、安全气囊、转向机构的角度等对驾驶员受伤害的影响。
对比试验采用某种型号的3幅式方向盘,这种结构方向盘在家用车型市场上应用较为广泛,具有一定的代表性,该型号方向盘示意图见图1。
汽车电动助力转向特性分析-标准排版的本科论文

汽车电动助力转向特性分析摘要:汽车电动助力转向系统(Electric Power Steering System简称EPS)是近年来发展起来的种新型动力转向系统,具有节能、质量轻、安全、环保等一系列优点,正逐步取代传统的液压助力转向系统,成为未来汽车转向系统的发展方向,其出现并迅速成为世界汽车技术研究的热点。
汽车转向系统的发展经历了从简单的纯机械转向系统、液压助力转向系统,电控液压助力转向系统,到更为节能、操纵性能更好的电动助力转向系统这几个阶段。
本文论述了EPS的特点、工作原理、结构组成、国内外的研究现状,通过对EPS各组成部分和汽车转向系统的分析出了EPS性能评价指标,并对三种助力特性曲线的特点进行了分析和比较。
EPS系统作为今后汽车转向系统的发展方向,这给EPS带来了更加广阔的应用前景。
关键词:电动助力转向;特性;发展Electric Power Steering Characteristics were AnalyzedAbstract :EPS is a new type of automobile steering system,which has the advantages of saving fuel,light,safety and producing less pollution. EPS is taking the place of HPS gradually and becoming the trend of steering system. It is rapidly become the hotspots in the research of automobile technology of the world.The developing process of steering system has experienced several phases from the simple Mechanical Steering System, Mechanical-Hydraulic Steering System to Electric-Hydraulic Steering System,till the Electric Power Steering System(EPS) with lower energy consumption and higher performance.The article discusses the characteristics of EPS,working principle,composition and the research status of domestic and abroad. Through the analysis of components of EPS system and the steering system, then the state function of the combination system model was deduced and the model for simulation was built in this paper. Given the EPS performance evaluation,analysis and compare the three types of assist characteristic,and then design a new type of assist curve in order to reduce the steering force which based on the parameters of a certain type of car. EPS has a great use in future.Keyword: Electric power steering Characteristic Development目录1 绪论 (1)1.1研究的目的和意义 (1)1.2国内外发展状况 (3)1.2.1国外发展状况 (3)1.2.2 国内发展状况 (4)2转向系统的概述 (6)2.1转向系统的发展过程 (6)2.1.1机械式转向系统 (6)2.1.2液压式助力转向系统(HPS) (7)2.1.3电液式助力转向系统(EHPS) (8)2.2电动助力转向系统 (10)2.2.1电动助力转向系统的结构 (10)2.2.2电动助力转向系统的工作原理 (11)2.2.3电动助力转向系统的类型 (13)2.2.4电动助力转向的关键技术 (14)2.2.5电动助力转向系统的优点 (15)3 电动助力转向系统受力与性能分析 (17)3.1电动助力转向系统受力 (17)3.2 理想转向盘力矩的研究 (18)3.3电动助力转向系统性能的主要评价指标 (19)3.3.1 转向回正能力评价 (19)3.3.2 转向轻便性评价 (19)3.3.3 转向盘中间位置操纵稳定性评价 (20)3.3.4 转向盘振动评价 (20)3.3.5 转向路感及路感强度 (21)4 电动助力转向助力特性研究 (22)4.1助力特性曲线定义 (22)4.2转向助力特性曲线设计概述 (22)4.3电动助力特性曲线类型 (23)4.3.1直线型 (24)4.3.2折线型 (25)4.3.3曲线型 (25)4.4不同助力特性曲线参数的影响 (26)5 结论与发展 (29)5.1结论 (29)5.2发展 (29)参考文献 (30)1绪论随着我国经济的持续发展,人民生活水平不断提高,汽车渐渐走入人们生活中,成为现代步伐的工具,而随着汽车保有量的增加以及由此带来的一系列问题,使得“安全、节能、环保”成为未来汽车发展的三大主题。
汽车转向机构原理

汽车线控转向系统双向控制及变传动比特性研究

汽车线控转向系统双向控制及变传动比特性研究一、本文概述随着汽车技术的飞速发展,线控转向系统(Steer-by-Wire, SbW)作为现代车辆的重要组成部分,正逐渐成为汽车转向技术的新趋势。
作为一种全新的转向方式,线控转向系统取消了传统的机械连接,通过电子信号传递驾驶员的转向意图,再由执行机构实现车辆的转向操作。
这种技术革新不仅提高了汽车的操控性能,还为车辆智能化、自动驾驶等高级功能的实现提供了可能。
本文《汽车线控转向系统双向控制及变传动比特性研究》旨在深入探索线控转向系统的双向控制策略以及变传动比特性。
双向控制策略指的是系统能够同时接收并响应驾驶员的转向输入和车辆的主动转向需求,实现更为精准和灵活的转向控制。
而变传动比特性则是指系统能够根据车辆行驶状态及驾驶员意图,动态调整转向传动比,以优化车辆的操控稳定性和行驶安全性。
本文将首先介绍线控转向系统的基本原理和组成结构,为后续研究奠定理论基础。
接着,将详细分析双向控制策略的实现原理及其在线控转向系统中的应用优势。
然后,将重点探讨变传动比特性的设计与优化方法,以及如何通过变传动比技术提升线控转向系统的综合性能。
本文将通过实验验证和仿真分析,评估双向控制策略和变传动比特性对车辆操控稳定性及行驶安全性的影响,为线控转向系统的进一步发展和优化提供理论支持和实践指导。
二、线控转向系统基本原理线控转向系统(Steer-by-Wire,简称SBW)是一种新型的转向系统,它取消了传统的机械转向器与转向柱之间的物理连接,通过电子信号传递驾驶员的转向意图给车辆,实现车辆的转向控制。
SBW系统主要由转向盘总成、转向执行机构和主控制器(ECU)等组成。
转向盘总成是驾驶员与SBW系统的交互界面,其上集成了转向力矩传感器、转角传感器等,用于检测驾驶员的转向力矩和转角等参数,并将这些信息转换为电信号传递给主控制器。
主控制器根据接收到的信号,结合车辆当前的速度、加速度等状态信息,计算出目标转向角度和转向力矩,并通过转向执行机构实现车辆的转向。
汽车转向机构安全性仿真分析及试验研究

ISSN 100020054CN 1122223/N 清华大学学报(自然科学版)J Tsinghua Univ (Sci &Tech ),2010年第50卷第5期2010,Vol.50,No.52/356492653汽车转向机构安全性仿真分析及试验研究李志刚1, 张金换1, 马春生1, 杨 帆2, 张华坤2(1.清华大学汽车安全与节能国家重点实验室,北京100084;2.北京神驰科技发展有限公司,北京100084)收稿日期:2010201206作者简介:李志刚(1983—),男(汉),河北,博士研究生。
通讯作者:张金换,教授,E 2mail :zhjh @t 摘 要:目前对整车碰撞安全性研究较多,但对单个转向机构的安全性关注较少。
该文对某转向机构进行了仿真分析,进行了模型静态试验验证。
参照G B1155721998修正了作者所在课题组早期建立的人体模块并标定验证,完成了人体模块冲击方向盘的动态仿真分析,评估出方向盘的安全性。
以人体模块碰撞过程中的反向加速度作为评价指标分析了不同外部工况对人体模块响应的影响。
结果表明:随着人体模块速度的增加和竖直方向位置的增高,人体模块加速度明显增大,所设状态下最大影响率分别达到约56%和40%,方向盘安装角度和人体模块侧偏角度也有不同程度和不同规律的影响。
关键词:转向机构;人体模块;安全性;有限元;试验中图分类号:U 463.4文献标识码:A文章编号:100020054(2010)0520649205Safety simulation and tests of automotivesteering mechanismLI Zhigang 1,ZH ANG Jinhuan 1,MA Chunsheng 1,Y ANG Fan 2,ZH ANG Huakun 2(1.State K ey Laboratory of Automotive S afety and E nergy ,Tsinghu a U niversity ,B eijing 100084,China ;2.B eijing Shenchi T echnology Development Co.,Ltd ,B eijing 100084,China)Abstract :Whole vehicle crash safety is widely studied while single steering system safety is neglected.A finite element model for steering wheel systems was established ,and verified t hrough quasi 2static test s.The human body module built earlier by some of t he aut hors was revised and calibrated according to G B 1155721998.The steering wheel safety was evaluated t hrough simulation ,wit h t he relationship analyzed between t he respond accelerations of t he human body module and different external conditions.The result s show t hat t he human body module acceleration obviously increases wit h increasing impact speed wit h t he largest influenced rate of 56%and increases wit h rising vertical position wit h t he largest influenced rate of 40%,and t hat t he effect s of t he steering wheel installation angle and t he human body module side slip angle can not be ignored.K ey w ords :steering mechanism ;human body module ;safety ;finiteelement ;test汽车正面碰撞时,无论是否配备气囊,人体都会与转向机构(方向盘)发生直接或间接碰撞接触,若方向盘刚度很大而转向管柱又是不可压溃式,则转向机构吸能性会较差,这将会造成严重的伤害。
§4.1汽车的转向特性

课堂小结
一、操纵稳定性 二、轮胎的侧偏特性 轮胎的侧偏特性是研究汽车操纵稳
定性理论的出发点。 1、轮胎的坐标系与术语 (1)车轮平面 (2)车轮中心 (3)轮胎接地中心 (4)翻转力矩 (5)滚动阻力矩 (6)回正力矩 (7)侧偏角 (8)外倾角
二、轮胎的侧偏现象 轮胎的侧偏特性 三、 回正力矩(绕轴的力矩)
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把汽车作为开路系统进行分析时见图4.7
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图4.7 作为开路系统的汽车简图
改变汽车运动状态的输入量(或称 “干扰”),主要来自三个方面:
1、驾驶员通过力(力矩)操纵或位置 (转角)操纵转向盘,使前轮转向;
2、空气动力作用(如横向风); 3、路面不平等对汽车的作用。
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图4.5 垂直载荷对侧偏特性的影响 a)图 b) 图
轮胎的型式和结构参数对轮胎侧偏特性有 显著影响。尺寸较大的轮胎,侧偏刚度一 般较大。尺寸相同的子午线轮胎和斜交轮 胎相比,子午线轮胎具有较大的侧偏刚度。 同一型号、同一尺寸的轮胎,帘布层越多、 帘线与车轮平面的夹角越小、气压越高、 侧偏刚度越大。另外,轮辋的型式对侧偏 刚度亦有影响。装有宽轮辋的轮胎,侧偏 刚度较大。
(7)侧偏角 轮胎接地中心位 移方向(车轮行驶方向)与轴的夹 角。图示方向为正。
(8)外倾角 平面与车轮平面 的夹角。图示方向为正。
2、轮胎的侧偏现象 如果车轮是刚性的,在车轮中心垂直于车轮
柔性底盘偏置电动轮转向动力学分析与特性验证

柔性底盘偏置电动轮转向动力学分析与特性验证柔性底盘偏置电动轮转向是一种新型的汽车转向技术,它通过调节车辆的电动轮的转向角度和转速来实现转向。
在柔性底盘偏置电动轮转向系统中,车辆的转向力矩由电动轮提供,而传统的转向系统中则是由传动轴和转向器提供。
因此,柔性底盘偏置电动轮转向系统相比传统转向系统具有更佳的动力学特性和性能。
柔性底盘偏置电动轮转向系统的动力学特性分析是验证该系统设计和性能有效性的重要手段。
首先,需要对柔性底盘偏置电动轮转向系统的工作原理和动力学模型进行建模。
然后,根据建立的模型,可以进行系统的动力学性能分析,包括转向系统的响应时间、稳定性和路感。
最后,通过实际测试和验证来验证模型的准确性和系统的性能。
在柔性底盘偏置电动轮转向系统的动力学特性分析中,需要考虑以下几个方面:1.转向系统的响应时间:转向系统的响应时间是指车辆从方向盘输入转向指令到实际转向效果显现出来的时间。
在柔性底盘偏置电动轮转向系统中,由于电动轮提供转向力矩的能力更强,因此可以显著提高转向系统的响应速度。
2.转向系统的稳定性:转向系统的稳定性是指在不同工况下转向系统的稳定性能。
在柔性底盘偏置电动轮转向系统中,要考虑转向系统的稳定性对于车辆的行驶稳定性和安全性的影响。
3.转向系统的路感:路感是指驾驶员通过方向盘感受到的路面情况和车辆运动状态的信息。
在柔性底盘偏置电动轮转向系统中,可以通过调节电动轮的转向力矩和转速来实现更好的路感效果。
为了验证柔性底盘偏置电动轮转向系统的动力学特性和性能,可以采用以下方法:1.基于仿真模型的分析:通过建立柔性底盘偏置电动轮转向系统的仿真模型,可以对系统的动力学特性进行分析。
通过在不同工况下输入不同的转向指令,可以得到转向系统的响应时间、稳定性和路感等动力学参数。
2.实际测试验证:通过在实际车辆上进行测试来验证柔性底盘偏置电动轮转向系统的性能。
可以通过在不同路况和工况下进行转向测试,来评估转向系统的动力学特性和性能。
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万方数据
重庆理工大学硕士学位论文
3、 The basic concepts of the multiple body system theory and the ideal transformation matrix and practical movement matrix between the adjacent bodies in the multiple body system are introduced. The theoretical basis of the design of the space mechanism is stated. 4、The independent suspension is introduced and the current research status of the Mcpherson suspension and steering mechanism of domestic and international scholars is analyzed. Based on this, the influence of the steering mechanism’ steering characteristic by the research of the moving up and down of the suspension or vehicle load quantity is put forward according to the theory of multiple body system. 5、The mathematical model of the space Mcpherson independent suspension and pinion and rack steering mechanism is set up according to the theory of existing multiple body system based on a car’s Mcpherson independent suspension and pinion and rack steering mechanism as the research object. The key parametric points and sizes of the space mechanism are designed. Base on the suspension and steering mechanism’s size of Jetta car and the mechanism model is set up by the software of Matlab, the results is got by the program operation according to the influence of the steering mechanism’ steering characteristic with the suspension’s moving up and down or the vehicle load quantity.
The Research on Steering Characteristic of Steering Mechanism
Postgraduate: Supervisor: Specialty: Research Direction:
Fu Liang Prof. Yang Xiangyu Vehicle Engineering Vehicle Transmission
论文完成时间: 论文答辩日期:
万方数据
Category Number: Serial Number :
Level of Secrecy: Student Number:50090802415
Master's Dissertation of Chongqing University of Technology
关键词:平面转向机构;转向三角形;转向特性曲线;空间悬架转向机构
I
万方数据
重庆理工大学硕士学位论文
II
万方数据
ABSTRACT
Abstract
The steering system is a special mechanism which is used to change or recover the direction of car driving, and its steering characteristic which is one of the kernel of the vehicle technologies plays an critical role in handling stability and security of car driving. The property of the vehicle steering system and steering characteristic is decided by the design of steering mechanism. The driving comfort, life of tire is affected by the design of steering mechanism. The content of this article’s research is the basic research part of the project, which is aided by the project of Chongqing science research plan (the project number is CSTC.2009AB6021)’the research and industrialization of the key technology of electric power steering system’, and discussing the steering mechanism which is the basic part of the steering system. The theory of the steering triangle is advanced and the optimization design of the existed plane steering mechanism is perfected by the research of the plane steering trapezoid mechanism. And the space suspension- steering mechanism model is set up which in order to research the influence of the steering mechanism’ steering characteristic by the moving up and down of the suspension, and then get the conclusion. The main research contents include: 1、 The development and the works of the existed vehicle steering system is introduced. The research present situation and the development trend of the steering mechanism both at home and abroad are analyzed. The existing theories for the influence of the steering characteristic of the plane steering mechanism are analyzed and the limitations of the existing optimization theories are studied. The steering principle, mechanical structure, working principle and key technology of the existing steering mechanism are analyzed. And the advantages and disadvantages of the front wheel steering mechanism are proposed. 2、The mathematical model of the plane steering trapezoidal mechanism is set up by the research of steering mechanism’s working principle. The steering triangle theory is put forward, and the intersection of the trapezoid arm’s extension cord (the vertex of the steering triangle) as the research object, the influence of characteristic curve(the characteristic curve of the steering), which changed by the change of the steering triangle’s vertex, are respectively discussed by the change of trapezoid arm and corner.
本人郑重声明:所呈交的学位论文是本人在导师的指导下,独立进行研究所取 得的成果。除文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体 已经发表或撰写的成果、作品。对本文的研究做出重要贡献的集体和个人,均已在 文中以明确方式标明。 本人承担本声明的法律后果。