轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的案例
汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)知識(shí)1
用來(lái)改變或保持汽車行駛或倒退方向的一系列裝置稱為汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(steering system)。汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功能就是按照駕駛員的意愿控制汽車的行駛方向。汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對(duì)汽車的行駛安全至關(guān)重要，因此汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的零件都稱為保安件。汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和制動(dòng)系統(tǒng)都是汽車安全必須要重視的兩個(gè)系統(tǒng)。
汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)分為兩大類:機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
完全靠駕駛員手力操縱的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)稱為機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
借助動(dòng)力來(lái)操縱的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)稱為動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)又可分為液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和電動(dòng)助力動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，以及氣壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
簡(jiǎn)介
機(jī)械轉(zhuǎn)向系以駕駛員的體力作為轉(zhuǎn)向能源，其中所有傳力件都是機(jī)械的。機(jī)械轉(zhuǎn)向系由轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)
轉(zhuǎn)向系統(tǒng)
構(gòu)三大部分組成。
轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)
轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)由方向盤、轉(zhuǎn)向軸、轉(zhuǎn)向管柱等組成，它的作用是將駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤的操縱力傳給轉(zhuǎn)向器。
轉(zhuǎn)向器
轉(zhuǎn)向器(也常稱為轉(zhuǎn)向機(jī))是完成由旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)到直線運(yùn)動(dòng)(或近似直線運(yùn)動(dòng))的一組齒輪機(jī)構(gòu)，同時(shí)也是轉(zhuǎn)向系中的減速傳動(dòng)裝置。較常用的有齒輪齒條式、循環(huán)球曲柄指銷式、蝸桿曲柄指銷式、循環(huán)球-齒條齒扇式、蝸桿滾輪式等。我們主要介紹前幾種。
1)齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器
齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器分兩端輸出式和中間(或單端)輸出式兩種。
兩端輸出的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器如圖4所示，作為傳動(dòng)副主動(dòng)件的轉(zhuǎn)向齒輪軸11通過(guò)軸承12和13安裝在轉(zhuǎn)向器殼體5中，其上端通過(guò)花鍵與萬(wàn)向節(jié)叉10和轉(zhuǎn)向軸連接。與轉(zhuǎn)向齒輪嚙合的轉(zhuǎn)向齒條4水平布置，兩端通過(guò)球頭座3與轉(zhuǎn)向橫拉桿1相連。彈簧7通過(guò)壓塊9將齒條壓靠在齒輪上，保證無(wú)間隙嚙合。彈簧的預(yù)緊力可用調(diào)整螺塞6調(diào)整。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤時(shí)，轉(zhuǎn)向器齒輪11轉(zhuǎn)動(dòng)，使與之嚙合的齒條4沿軸向移動(dòng)，從而使左右橫拉桿帶動(dòng)轉(zhuǎn)向節(jié)左右轉(zhuǎn)動(dòng)，使轉(zhuǎn)向車輪偏轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)汽車轉(zhuǎn)向。
展開 深度了解汽車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
齒輪齒條式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)
汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功能就是按照駕駛?cè)说囊庠缚刂破嚨男旭偡较颉｝X輪齒條式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（圖 19-1） 是現(xiàn)代轎車采用最多的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器（轉(zhuǎn)向機(jī)） 通過(guò)殼體兩端的螺栓固定在副車架上。其基本結(jié)構(gòu)是一對(duì)相互嚙合的小齒輪和齒條。轉(zhuǎn)向軸帶動(dòng)小齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，齒條便做直線運(yùn)動(dòng)。借助橫拉桿推動(dòng)或拉動(dòng)轉(zhuǎn)向節(jié)，使前輪實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。
轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理
轉(zhuǎn)向盤與轉(zhuǎn)向柱相連，因此當(dāng)駕駛?cè)宿D(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤時(shí)，轉(zhuǎn)向柱便跟著轉(zhuǎn)動(dòng)。通過(guò)轉(zhuǎn)向節(jié)和轉(zhuǎn)向中間軸，轉(zhuǎn)向力矩傳遞至轉(zhuǎn)向器的輸入軸。輸入軸的轉(zhuǎn)動(dòng)被齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)換為往復(fù)運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)或拉動(dòng)轉(zhuǎn)向桿系及轉(zhuǎn)向節(jié)，使轉(zhuǎn)向輪（前輪） 偏轉(zhuǎn)一定角度。齒輪齒條式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理如圖 19-2 所示。轉(zhuǎn)向器是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)（或近似直線運(yùn)動(dòng)） 的一組齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，同時(shí)起到減速增矩作用。
轉(zhuǎn)向管柱
轉(zhuǎn)向柱總成的結(jié)構(gòu)如圖 19-3 所示。可調(diào)式轉(zhuǎn)向柱能調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向柱的傾斜度和伸縮量（即轉(zhuǎn)向盤高度），方便駕駛?cè)苏{(diào)節(jié)至合適的駕駛姿勢(shì)。一旦發(fā)生撞擊，轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向管柱和防撞管會(huì)一起偏向儀表板。此時(shí)，防撞管會(huì)擠壓是轉(zhuǎn)向管柱，并通過(guò)潰縮機(jī)構(gòu)吸收碰撞能量，保護(hù)駕駛?cè)恕?如圖 19-4 所示，轉(zhuǎn)向柱的支架靠?jī)蓚€(gè)螺栓固定在模塊橫梁上，而轉(zhuǎn)向柱安裝支架用螺栓安裝在模塊橫梁上，同時(shí)轉(zhuǎn)向柱的支架也用螺栓固定在安裝支架上。因此，轉(zhuǎn)向柱的兩個(gè)安裝點(diǎn)相距較遠(yuǎn)，具有較寬的基部空間，有利于保持轉(zhuǎn)向柱的穩(wěn)定。
液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)
液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)使轉(zhuǎn)向操縱更加靈活、輕便，而且能吸收來(lái)自不平路面的沖擊。齒輪齒條式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖 19-5 所示。液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的特點(diǎn)在于通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)帶或電氣方式驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向助力泵。從轉(zhuǎn)向助力泵輸出的轉(zhuǎn)向油流向轉(zhuǎn)向閥，轉(zhuǎn)向閥控制油壓并改變流向。
展開 汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)研究綜述
寶馬汽車公司在其BMW Z22概念車上也應(yīng)用了線控轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)及線控驅(qū)動(dòng)技術(shù),使轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)角度范圍縮減到160度，這讓駕駛員在緊急轉(zhuǎn)向時(shí)輕松了很多。
國(guó)內(nèi)在線控轉(zhuǎn)向方面的研究才剛起步，吉林大學(xué)、清華大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、北京理工大學(xué)等高校對(duì)線控技術(shù)進(jìn)行了一些相關(guān)研究。隨著SBW研究關(guān)注度的提高，國(guó)內(nèi)科研機(jī)構(gòu)也紛紛開始重視，將人力和物力投入其中進(jìn)行研究。同濟(jì)大學(xué)汽車學(xué)院研制出國(guó)內(nèi)首輛裝備電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的概念車——“春輝三號(hào)”，該車是國(guó)內(nèi)首輛使用電子轉(zhuǎn)向技術(shù)的電動(dòng)車。吉林大學(xué)宗魏宏、長(zhǎng)富等人研究了對(duì)電控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，并提出了主要問(wèn)題以及其解決方法,為其他該方面的研究者提供了一個(gè)理論基礎(chǔ)。在控制策略方面，武漢理工大學(xué)劉永學(xué)等提出了相關(guān)的算法研究。
1.2 項(xiàng)目研究的科學(xué)意義
要使線控轉(zhuǎn)向技術(shù)真正實(shí)用化，必須對(duì)線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性和駕駛員“路感”、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制策略、電機(jī)的動(dòng)態(tài)控制算法和系統(tǒng)節(jié)能策略等核心理論及技術(shù)進(jìn)行深入研究，并對(duì)汽車穩(wěn)定性能進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)。本項(xiàng)目的研究將為SBW系統(tǒng)開發(fā)提供理論依據(jù)，開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)產(chǎn)實(shí)用的SBW系統(tǒng)，從而，有利于提高我國(guó)汽車技術(shù)水平和掌握汽車核心技術(shù)。可以肯定線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)代汽車的性能產(chǎn)生了正向的影響，甚至可能帶來(lái)一場(chǎng)汽車控制思想的革命。
該項(xiàng)目研究具有以下科學(xué)意義：
（1）基于節(jié)能設(shè)計(jì)的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，有效降低系統(tǒng)能耗，提高汽車系統(tǒng)可靠性和經(jīng)濟(jì)性。從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)和控制兩個(gè)方面，以轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能量消耗最低和系統(tǒng)穩(wěn)定性為綜合目標(biāo)，研究基于節(jié)能設(shè)計(jì)理論和方法設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向裝置結(jié)構(gòu)參數(shù)和控制策略，實(shí)現(xiàn)同等駕駛工況下采用節(jié)能設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能耗更低，提高轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及整車的能量使用效率。
（2）駕駛員路感的節(jié)能設(shè)計(jì)，優(yōu)化駕駛員的路感，降低路感電機(jī)能耗，同時(shí)為駕駛員提供個(gè)性化的、更符合習(xí)慣的“路感”。
展開 OptiStruct在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)關(guān)鍵性焊縫研究中的應(yīng)用
目前汽車的NVH性能越來(lái)越受到汽車廠商的重視，而轉(zhuǎn)向系的振動(dòng)與噪聲是駕駛員可以直接感知到的敏感因素，且近年來(lái)越來(lái)越受到消費(fèi)者的關(guān)注，是影響整車NVH水平的重要部分。
模態(tài)分析是確定設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)或機(jī)械零部件的振動(dòng)特性，得到結(jié)構(gòu)固有頻率和振型的過(guò)程。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)模態(tài)是否滿足設(shè)計(jì)目標(biāo)是決定轉(zhuǎn)向系統(tǒng)振動(dòng)舒適性的關(guān)鍵因素之一，通過(guò)目前已有車型的反饋數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)因焊接質(zhì)量不合格和性能衰減的問(wèn)題導(dǎo)致轉(zhuǎn)向系統(tǒng)振動(dòng)舒適性下降嚴(yán)重，本文通過(guò)Altair拓?fù)鋬?yōu)化模塊對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行焊縫優(yōu)化，找出關(guān)鍵焊縫，在實(shí)際焊接過(guò)程中控制關(guān)鍵焊縫的焊接質(zhì)量，以此達(dá)到控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)性能衰減的因素。
1有限元模型建立
轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由多個(gè)子系統(tǒng)組成，其整體剛度是轉(zhuǎn)向柱、安裝支架和儀表板橫梁集中體現(xiàn)的。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)各部件之間主要通過(guò)焊縫和螺栓連接，所以焊縫的焊接質(zhì)量對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)性能的影響是至關(guān)重要的。為了縮減優(yōu)化計(jì)算量，本文僅在單獨(dú)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中進(jìn)行分析和優(yōu)化，具體如圖1所示。
展開 
轉(zhuǎn)向系統(tǒng)強(qiáng)度分析--轉(zhuǎn)向縱拉桿
轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一般分為轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。通常轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的強(qiáng)度校核針對(duì)的是轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)指的是轉(zhuǎn)向搖臂、轉(zhuǎn)向直拉桿、轉(zhuǎn)向節(jié)臂、梯形臂和轉(zhuǎn)向橫拉桿等。
轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)
轉(zhuǎn)向縱拉桿一般要求小質(zhì)量大剛度，通常縱拉桿應(yīng)為直拉桿，但是考慮到布置要求，多數(shù)情況下縱拉桿為彎桿，這樣使得縱拉桿縱向剛度降低。
直拉桿一般按照壓桿穩(wěn)定性校核
彎拉桿應(yīng)計(jì)算彎曲應(yīng)力和拉壓應(yīng)力，合成后校核強(qiáng)度
常用工況
按原地阻力距計(jì)算，分為原地轉(zhuǎn)向，左右轉(zhuǎn)向工況。
極限工況
按轉(zhuǎn)向輪限位，轉(zhuǎn)向器輸出最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算，分為左右轉(zhuǎn)向工況。
一般根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)，利用材料力學(xué)公式，可以計(jì)算得到轉(zhuǎn)向縱拉桿的危險(xiǎn)截面應(yīng)力。理論計(jì)算結(jié)果如下所示。
理論計(jì)算
通常有限元的分析結(jié)果中的危險(xiǎn)截面處的應(yīng)力值要大于理論計(jì)算，這是因?yàn)槔碚撚?jì)算忽略了桿的彎曲變形等因素，其應(yīng)力相比仿真會(huì)小些。
來(lái)源：有限元探索
展開 ANSA在機(jī)艙散熱分析前處理中對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)簡(jiǎn)化方法
ANSA在機(jī)艙散熱分析前處理中對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)簡(jiǎn)化方法
一. 概述
對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)艙散熱采用模擬風(fēng)洞試驗(yàn)的CFD數(shù)值風(fēng)洞方法，用Fluent軟件模擬分析。通過(guò)ANSA前處理對(duì)內(nèi)部流場(chǎng)，包括散熱器，中冷器和冷凝器等通氣邊界進(jìn)行簡(jiǎn)化。由于底盤模型復(fù)雜，需對(duì)底盤部件做相應(yīng)的簡(jiǎn)化，包括轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，空調(diào)散熱系統(tǒng)，前艙附件，進(jìn)排氣系統(tǒng)，動(dòng)力總成系統(tǒng)等，為流場(chǎng)分析提供可靠的有限元模型。本文主要用ANSA來(lái)簡(jiǎn)化轉(zhuǎn)向系統(tǒng)模型。
二.轉(zhuǎn)向系統(tǒng)簡(jiǎn)化
1.轉(zhuǎn)向系統(tǒng)用外表面簡(jiǎn)化，局部細(xì)小特征可直接簡(jiǎn)化，保留主要外部輪廓即可，內(nèi)部無(wú)面或體結(jié)構(gòu)，基本尺寸8~10mm。
簡(jiǎn)化前
簡(jiǎn)化后
2.萬(wàn)向節(jié)可以直接用圓柱面簡(jiǎn)化鏈接，所有內(nèi)部結(jié)構(gòu)直接簡(jiǎn)化掉。
簡(jiǎn)化前
簡(jiǎn)化后
3.整個(gè)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)只保留機(jī)艙里部分模型，均用外表面簡(jiǎn)化，部分伸入乘員艙里的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)模型以前擋板為分界可刪除。
簡(jiǎn)化前整個(gè)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)模型
簡(jiǎn)化后整個(gè)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)模型
4. ANSA在做CFD模型簡(jiǎn)化時(shí)對(duì)補(bǔ)曲面，弧面，倒角等特征面高效準(zhǔn)確，同時(shí)能快速生成高質(zhì)量有限元網(wǎng)格，它也能為fluent提供了完美的接口。
展開 汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)研究
汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)研究
作者：張家港科技局 轉(zhuǎn)貼自：張家港科技信息網(wǎng)
成果簡(jiǎn)介：
當(dāng)前，隨著汽車行駛速度的提高，人們對(duì)其操縱性、舒適性、安全性等各項(xiàng)性能的要求也越來(lái)越高，以改善汽車操縱穩(wěn)定性、安全性為主要目的，以汽車轉(zhuǎn)向為主要研究目標(biāo)的橫向運(yùn)動(dòng)控制正成為一項(xiàng)重要研究?jī)?nèi)容。
對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的要求，主要可概括為轉(zhuǎn)向的靈敏性和操縱的輕便性，而這兩個(gè)要求是相互矛盾的。傳統(tǒng)的液壓助力轉(zhuǎn)向方式在選定參數(shù)，完成設(shè)計(jì)后，助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的性能就確定了，不能再對(duì)其進(jìn)行調(diào)節(jié)與控制。因此傳統(tǒng)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)向力與路感的關(guān)系較困難。
為克服這一缺點(diǎn)，日本、美國(guó)等近年來(lái)開發(fā)出了電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPS)，以取代傳統(tǒng)的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，并已應(yīng)用在某些轎車上。EPS由電機(jī)提供助力，助力大小由電控單元(ECU)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)與控制，故為助力特性的設(shè)置提供了較高的自由度，改善了汽車的操縱穩(wěn)定性。
主要優(yōu)點(diǎn)
反應(yīng)靈敏、迅速，轉(zhuǎn)向平穩(wěn)、精確，路感良好；質(zhì)量更輕、結(jié)構(gòu)更緊湊，調(diào)整和檢測(cè)方便，不存在漏油問(wèn)題；能減少發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油消耗；具有良好的低溫工作性能；轉(zhuǎn)向操縱力特性能滿足不同對(duì)象的需要,只需更換軟件即可自由地設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向操縱力特性；能在各種行駛工況下提供最佳助力，減小由路面不平所引起的對(duì)轉(zhuǎn)向系的擾動(dòng)，改善汽車的轉(zhuǎn)向特性，減輕汽車低速行駛時(shí)的轉(zhuǎn)向操縱力，提高汽車高速行駛時(shí)的轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性，進(jìn)而提高汽車的主動(dòng)安全性。
研究目標(biāo)及內(nèi)容：
本電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置裝車后，汽車轉(zhuǎn)向系的性能應(yīng)滿足國(guó)家頒布的“汽車操縱穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)”和其它行業(yè)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。
展開 汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)知識(shí)2
各種車型的最大偏轉(zhuǎn)角和最小轉(zhuǎn)向半徑不盡相同，調(diào)整前要參照汽車的使用說(shuō)明書。
養(yǎng)護(hù)
現(xiàn)代原中高級(jí)轎車和重型汽車普遍采用動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，不僅大大改善了汽車操縱輕便性，還提高了汽車行駛安全性。動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是在機(jī)械轉(zhuǎn)向系的基礎(chǔ)上加設(shè)一套依靠發(fā)動(dòng)機(jī)輸出動(dòng)力的轉(zhuǎn)向加力裝置而形成的。轎車普遍采用齒輪條式動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。這種轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操縱靈敏性高、轉(zhuǎn)向操縱輕便，而且由于轉(zhuǎn)向器完全封閉的，平時(shí)不需檢查調(diào)整。
動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的養(yǎng)護(hù)主要是:
熱態(tài)時(shí)(約66℃，用手摸感覺(jué)燙手)，其液面高度必須在HOT(熱)和COLD(冷)標(biāo)記之間。如果是冷態(tài)(約為21℃)，則液面高度必須在ADD(加)和CLOD(冷)標(biāo)記之間。如果液面高度不符合要求，必須加注DEXRON2型動(dòng)力轉(zhuǎn)向液(液力傳動(dòng)油)。
展開 利用在環(huán)技術(shù)（XiL）優(yōu)化轉(zhuǎn)向系統(tǒng) ：從虛擬測(cè)試到真實(shí)性能表現(xiàn)【4月25日直播】
在現(xiàn)代汽車研發(fā)中，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對(duì)于車輛的安全、性能以及用戶體驗(yàn)起著至關(guān)重要的作用。工程師們?cè)诩删€控轉(zhuǎn)向等前沿技術(shù)的同時(shí)，必須確保轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具備精確的操控性和靈敏的響應(yīng)能力。
在這場(chǎng)60分鐘的免費(fèi)網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)上，來(lái)自 VI-grade 的專家將展示在環(huán)技術(shù)（XiL，包括模型在環(huán)、軟件在環(huán)和硬件在環(huán)）如何實(shí)現(xiàn)虛擬測(cè)試、加速研發(fā)進(jìn)程并優(yōu)化轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的性能。
??主要議題及要點(diǎn)
1??掌握轉(zhuǎn)向在環(huán)技術(shù)（軟件在環(huán)和硬件在環(huán)）：學(xué)習(xí)如何開發(fā)和驗(yàn)證高級(jí)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括與多種轉(zhuǎn)向技術(shù)的兼容性以及實(shí)時(shí)參數(shù)調(diào)整。
2??從數(shù)字孿生到實(shí)際驗(yàn)證：探索 VI-grade 公司的虛擬環(huán)境、數(shù)字孿生技術(shù)和測(cè)試自動(dòng)化如何加速轉(zhuǎn)向系統(tǒng)從概念設(shè)計(jì)到最終確認(rèn)的研發(fā)進(jìn)程。
3??線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的集成與測(cè)試：了解線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在硬件在環(huán)應(yīng)用中的集成過(guò)程，包括客戶實(shí)際使用案例以及借助 VI-grade 公司的仿真平臺(tái)進(jìn)行的系統(tǒng)級(jí)驗(yàn)證。
利用在環(huán)技術(shù)（XiL）優(yōu)化轉(zhuǎn)向系統(tǒng)—— 從虛擬測(cè)試到真實(shí)性能表現(xiàn)
直播時(shí)間：4月25日 15:00
直播講師：周光磊
VI-grade中國(guó)區(qū)應(yīng)用工程師，從事車輛動(dòng)力學(xué)仿真及駕駛模擬器應(yīng)用技術(shù)支持工作，熟悉駕駛模擬器在車輛動(dòng)力學(xué)、智能駕駛等領(lǐng)域的應(yīng)用。
從事整車性能開發(fā)、車輛動(dòng)力學(xué)、底盤電子、ADAS系統(tǒng)開發(fā)與測(cè)試、注重用戶感受的工程師和行業(yè)研究人員，想要掌握最新技術(shù)？就在4月25日 15:00！！！
展開 制動(dòng)和轉(zhuǎn)向自適應(yīng)控制下的智能駕駛系統(tǒng)
另一方面，如果駕駛員的少量輸入導(dǎo)致操縱方面的重大改變（例如，在較小的轉(zhuǎn)向校正導(dǎo)致打滑的情況下），那么操縱將變得不穩(wěn)定。
如上圖所示，智能汽車將處于臨界狀態(tài)，汽車和駕駛員將處于閉環(huán)狀態(tài)。駕駛員可以轉(zhuǎn)向，加速或制動(dòng)，但他們的命令將越來(lái)越多地不能直接轉(zhuǎn)化為行動(dòng)。相反，活動(dòng)系統(tǒng)將“過(guò)濾”其命令以確保最佳和最安全的處理。
主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)分為以下幾類：
疊加扭矩系統(tǒng)可獨(dú)立于駕駛員輸入而影響轉(zhuǎn)向。該系統(tǒng)可以在緊急情況下為駕駛員提供方向盤的轉(zhuǎn)向提示。
疊加轉(zhuǎn)向角的系統(tǒng)可以修改駕駛員為前輪選擇的轉(zhuǎn)向角，也可以修改由前輪決定的后輪角度。
同時(shí)疊加扭矩和轉(zhuǎn)向角的系統(tǒng)結(jié)合了以上兩個(gè)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。此處的執(zhí)行器可以局部集中在單個(gè)殼體中，從而節(jié)省空間，也可以將它們分別放置在轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的各個(gè)位置。
線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)為全新的人機(jī)界面鋪平了道路，例如側(cè)桿轉(zhuǎn)向代替?zhèn)鹘y(tǒng)方向盤。主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不僅為穩(wěn)定級(jí)別的聯(lián)網(wǎng)功能提供了巨大潛力，而且為與保持車道相關(guān)的駕駛員輔助功能提供了巨大潛力。下圖顯示了一些目前批量可用或不久將可用的功能。
制動(dòng)和轉(zhuǎn)向穩(wěn)定附加功能的要求
如下圖所示的系統(tǒng)環(huán)境定義了通過(guò)轉(zhuǎn)向干預(yù)來(lái)調(diào)節(jié)操縱的功能單元，它還定義了與其他汽車系統(tǒng)配合使用的接口要求。
主機(jī)廠有責(zé)任決定使用哪種硬件以及將哪些軟件分配給哪個(gè)控制設(shè)備。一種常見的變體是在ESC控制設(shè)備中內(nèi)置橫向運(yùn)動(dòng)控制功能的擴(kuò)展電力調(diào)節(jié)器，并采用轉(zhuǎn)向系統(tǒng)作為執(zhí)行器來(lái)穩(wěn)定功能。
以下是自動(dòng)駕駛系統(tǒng)對(duì)制動(dòng)和轉(zhuǎn)向干預(yù)的綜合要求清單：
– 在諸如改變負(fù)載，緊急停車，彎道部分制動(dòng)或回旋等情況下改善行車道保持和方向穩(wěn)定性。
– 在緊急情況或急速換道等極端轉(zhuǎn)向操作中具有更高的穩(wěn)定性，以減少打滑的危險(xiǎn)。
展開 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)怠速振動(dòng)控制方法研究
怠速激勵(lì)源、傳遞路徑、模態(tài)分布及
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是影響轉(zhuǎn)向系統(tǒng)怠速振動(dòng)水平的四個(gè)方面。本文分別對(duì)這四個(gè)方面進(jìn)行了分析和舉
例說(shuō)明。為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)怠速振動(dòng)設(shè)計(jì)提供了方法。
李利_轉(zhuǎn)向系統(tǒng)怠速振動(dòng)控制方法研究.pdf
Adams轉(zhuǎn)向系統(tǒng)-轉(zhuǎn)向器
商用車上多用常流、轉(zhuǎn)閥、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器。轉(zhuǎn)向器的工作原理:當(dāng)汽車轉(zhuǎn)向時(shí),駕駛員對(duì)方向盤施加一個(gè)轉(zhuǎn)向力矩,通過(guò)中間軸傳遞給轉(zhuǎn)向器的輸入軸,此時(shí)轉(zhuǎn)向器的輸入軸(閥芯)在方向盤的力矩作用下克服扭桿彈簧產(chǎn)生一個(gè)相對(duì)閥套的角位移,然后轉(zhuǎn)閥一側(cè)閥口逐漸打開,一側(cè)逐漸關(guān)閉,形成壓力差,帶動(dòng)轉(zhuǎn)向螺母依靠轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)助力轉(zhuǎn)向。
Adams轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中轉(zhuǎn)向器的連接及助力設(shè)置較為繁瑣,本文就商用車中轉(zhuǎn)向器的建模做一簡(jiǎn)單介紹。
Adams轉(zhuǎn)向器主要運(yùn)動(dòng)副如下圖1所示:
1.輸入軸( input shaft)與轉(zhuǎn)向器支架( mts pitman mount.)一一旋轉(zhuǎn)副1;
2.轉(zhuǎn)向蝸桿(ball screw)與轉(zhuǎn)向器支架( mts pitman mount)一一旋轉(zhuǎn)副2;
3.齒條(rack)與轉(zhuǎn)向器支架( mts pitman mount)--移動(dòng)副3。
4.考慮助力時(shí)，運(yùn)動(dòng)副1、2之間建立的耦合副失效，運(yùn)動(dòng)副2、3之間建立耦合副,如下圖2所示:
圖1 圖2
此時(shí)，輸入軸與轉(zhuǎn)向蝸桿之間添加扭矩( pts torsion bar,來(lái)模擬扭桿,如下圖3所示,扭桿中扭矩函數(shù)參考運(yùn)動(dòng)微分方程。運(yùn)動(dòng)副3添加助力( steering assist ),如下圖3所示。
圖3
Adams中轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的助力曲線如下圖4所示,其中關(guān)鍵量為扭桿轉(zhuǎn)角( TORSION BAR)、扭桿轉(zhuǎn)矩( tbar torque)和壓力差。助力曲線數(shù)據(jù)可根據(jù)轉(zhuǎn)向器的靈敏性曲線以及力特性曲線（圖5）獲取。
圖4 圖5
歡迎交流
展開 電動(dòng)汽車仿真系列-基于Simulink搭建的電機(jī)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)
因本次仿真只是針對(duì)EPS系統(tǒng)的特性分析，所以將輸入扭矩信號(hào)設(shè)為恒扭矩。在電機(jī)助力的條件下，系統(tǒng)的瞬時(shí)響應(yīng)有了很明顯的提高，由于車速的增加轉(zhuǎn)向阻力變小，小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)阻力變小，系統(tǒng)調(diào)整到穩(wěn)態(tài)時(shí)間縮短。從圖5可知系統(tǒng)有電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向時(shí)，系統(tǒng)響應(yīng)很快，在0.1秒左右系統(tǒng)的響應(yīng)就趨于穩(wěn)定，表明了系統(tǒng)的良好的響應(yīng)特性。
電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向采用PD控制策略，同普通的助力轉(zhuǎn)向相比較，據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)，其具有震蕩不穩(wěn)定性，而電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)下橫擺角輸出響應(yīng)很快就趨于穩(wěn)定。
EPS系統(tǒng)控制方式對(duì)汽車的瞬態(tài)響應(yīng)有顯著的影響，PD控制方式的EPS系統(tǒng)抑制橫擺角速度的不規(guī)則波動(dòng)，并使其迅速趨于穩(wěn)態(tài)值，有利于改善汽車的瞬態(tài)響應(yīng)品質(zhì)，但系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)間上有些延長(zhǎng)。
由上圖可知，有電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向情況下，汽車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的小齒輪轉(zhuǎn)角響應(yīng)很平穩(wěn)，汽車橫擺角輸出響應(yīng)相對(duì)于無(wú)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向下汽車橫擺角輸出響應(yīng)趨于穩(wěn)定性比較明顯。
EPS系統(tǒng)的汽車，其轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的固有頻率比普通的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的固有頻率小，接近于汽車橫擺角固有頻率，因此其在約0.05秒處出現(xiàn)一個(gè)較大的共振峰波，當(dāng)駕駛員的操作頻率接近這個(gè)頻率范圍時(shí)，汽車的橫擺角速度對(duì)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角及其敏感，汽車很容易失去控制。提高EPS的固有頻率便于提高汽車的操縱穩(wěn)定性。
展開 新能源汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化精密加工
而汽車底盤直接負(fù)責(zé)支撐整個(gè)汽車的重量和提供車身強(qiáng)度，對(duì)汽車的性能和安全性都有至關(guān)重要的影響，主要由傳動(dòng)系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和制動(dòng)系統(tǒng)四部分組成。
汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)作為底盤的四大系統(tǒng)之一，關(guān)系到汽車的駕駛操控性、穩(wěn)定性和安全性。轉(zhuǎn)向節(jié)是汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的重要零件之一，能夠使汽車穩(wěn)定行駛并靈敏傳遞行駛方向。轉(zhuǎn)向節(jié)傳遞并承受汽車前部載荷，支承并帶動(dòng)前輪繞主銷轉(zhuǎn)動(dòng)而使汽車轉(zhuǎn)向。在汽車行駛狀態(tài)下，它承受著多變的沖擊載荷。轉(zhuǎn)向節(jié)結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜，需要處理好受力不均的問(wèn)題，因而對(duì)精度有著相當(dāng)高的要求。
轉(zhuǎn)向節(jié)如何實(shí)現(xiàn)高效、智能化加工？
巨高精機(jī)對(duì)零件進(jìn)行分析，工裝夾具采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)快速換模；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)考慮排屑順暢，夾具整體結(jié)構(gòu)有足夠剛性，耐沖擊，精度穩(wěn)定可靠。
生產(chǎn)線共計(jì)7臺(tái)設(shè)備，采用通用機(jī)床立式加工中心VL1370H、臥式加工中心HM63H、數(shù)控臥式車床HC4060L完成產(chǎn)品加工。整個(gè)加工流程具有高穩(wěn)定性、高效率、高精度、自動(dòng)化程度高。
展開 『ADAMS碩士論文』重型汽車雙前橋轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)及仿真研究
1
重型汽車雙前橋轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)及仿真研究[1].part1.rar
重型汽車雙前橋轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)及仿真研究[1].part2.rar
重型汽車雙前橋轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)及仿真研究[1].part3.rar
