1 汽车转向系统的功能
1.1 驾驶者通过方向盘控制转向轮绕主销的转角而实现控制汽车运动方向。
对方向盘的输入有两种方式：对方向盘的角度输入和对方向盘的力输入。装有动力转向系统的汽车低速行驶时，操作方向盘的力很轻，却要产生很大的方向盘
转角输入，汽车的运动方向纯粹是由转向系统各杆件的几何关系所确定。这时，
基本上是角输入。而在高速行驶时，可能出现方向盘转角很小，汽车上仍作用有
一定的侧向惯性力，这时，主要是通过力输入来操纵汽车。
1.2 将整车及轮胎的运动、受力状况反馈给驾驶者。这种反馈，通常称为路感。
驾驶者可以通过手—---感知方向盘的震动及运转情况、眼睛—---观察汽车运动、
身体—---承受到的惯性、耳朵—---听到轮胎在地面滚动的声音来感觉、检测汽车
的运动状态，但最重要的的信息来自方向盘反馈给驾驶者的路感，因此良好的路
感是优良的操稳性中不可缺少的部分。
反馈分为力反馈和角反馈
从转向系统的功能可以得知：人、车通过转向系统组成了人车闭环系统，是驾驶者对汽车操纵控制的一个关键系统。
2 转向系统设计的基本要求
转向系是用来保持或者改变汽车行驶方向的机构，在汽车转向行驶时，保证各转向轮之间有协调的转角关系。转向系的基本要求如下：
2．1 汽车转弯时，全部车轮应绕瞬时回转中心（瞬心）旋转，任何车轮不应有侧滑。
不满足这项要求会加剧轮胎磨损，并降低汽车的操作稳定性。实际上，没有哪
一款汽车能完全满足这项要求，只能对转向梯形杆系进行优化，一般在常用转向
角（轮15°～25°围）使转向外轮运动关系逼近上述要求。
2．2 良好的回正性能
汽车转向动作完成后，在驾驶者松开方向盘的条件下，转向轮能自动返回到直线行驶位置，并稳定行驶。转向轮的回正力矩的大小主要由悬架系统所决定的前
轮定位参数确定，一般来说，影响汽车回正的因素有：轮胎侧偏特性、主销倾角、
主销后倾角、前轮外倾、转向节上下球节的摩擦损失、转向节臂长、转向系统的
逆效率等。
2．3汽车在任何行驶状态下，转向轮不得产生自振，方向盘没有摆动。
2．4 转向机构与悬架机构的运动不协调所造成的运动干涉应尽可能小，由于运动干涉使转向轮产生的摆动应最小。
汽车转弯行驶时，作用在汽车质心处的离心力的作用，轮载荷减小，外轮载荷
增加，使悬架上的载荷发生相应变化。若转向桥采用非独立悬架、钢板弹簧机构时，则侧板簧因载荷减小而长度缩短，外侧板簧因载荷增加而长度增加，导致车轴在水平面相对车身转过一个角度，产生轴转向效应。转向直拉杆和纵拉杆的运动关系必须与之适应，使轴转向效应趋于不足转向。
当转向桥为独立悬架、螺旋弹簧机构时，侧弹簧因载荷减小而长度增加，车轮相对车身下跳，外侧弹簧因载荷增加而长度减小，车轮相对车身上跳，因转向横拉杆外球头从运动学上来说，是转向轮的一部分，球头属于车身的一部分，外球头随车轮上下跳动所形成的轨迹必须与球头所在中心点相适应。这就是传统转向理论中所说的断开点校核。
实际上，现代汽车设计中，合理利用这个运动轨迹的干涉，使得运动干涉造成的车轮偏转方向（侧倾转向）与转向方向相反，有助于实现不足转向。
2．5 良好的机动性
为了使汽车具有良好的机动性能，必须使转向轮有尽可能大的转角，并要达到按前外轮轨迹计算，使其最小转弯半径能达到汽车轴距的2～2.5倍。
最小转弯直径是汽车机动性的评价指标。影响最小转弯直径的因素有：汽车轮距、轴距、轮胎侧偏刚度、有效转向节臂长，转向器行程（齿轮齿条式转向器）、转向摇臂摆角（循环球式转向器）、转向摇臂长（循环球式转向器）、转向梯形的布置形式等。
2．6 转向操纵轻便性
转向操纵轻便性的评价指标通常有两项：驾驶者作用在方向盘上的切向力大小和方向盘总圈数。机械转向系统的轿车，在行驶中转向时的切向力应为50～100N.有助力转向系统的轿车，此力为20～50N。K1哈弗为27N±3N。轿车方向盘总圈数不得大于4圈，货车不得大于6圈。M11机械转向系统方向盘总圈数
3.825,液压助力转向系统方向盘总圈数3.083。
对于无助力系统，方向盘上的切向力大小由转向系力传动比决定，方向盘总圈数等于转向器总圈数。
方向盘总圈数多和切向力越大都容易使驾驶者疲劳。根据机械原理，方向盘总圈数越多，切向力就越小，两者成反比。只有合理对方向盘总圈数和切向力取值，才能有一个好的转向操纵轻便性。
对于有助力转向系统，可以实现少的方向盘总圈数和小的方向盘切向力。但需要注意助力特性，虽然实现了好的转向操纵轻便性，却容易出现转向高速发飘、转向发贼现象，破坏操纵稳定性。
2．7直线行驶稳定性
转向系统和悬架系统密切相关，必须使转向系统与悬架系统合理匹配，使汽车具有良好的直线行驶稳定性，良好路面不得出现的行驶跑偏。行驶跑偏与车辆的制造装配有很大关系。当转向轮遇到一个小的障碍物时，车轮发生偏转，这时汽车应具有快速回到直线行驶位置的能力。
循环球式转向器设计成变传动比，摇臂轴扇齿的中间齿（转向器的中位）齿厚比两边的大，与螺母齿条啮合时，转向器中间位置有相当于锁紧的功能。以达到维持直线行驶稳定的目的。
齿轮齿条式转向器将齿条中间常用几齿的齿间设计得比较小，与小齿轮啮合时，转向器中间位置有相当于锁紧的功能。以达到维持直线行驶稳定的目的，同时也达到间隙补偿的目的。
2．8 转向轮碰到障碍物后，传递给方向盘的反冲力要尽可能小。
转向轮碰到障碍物后，传递给方向盘的反冲力要尽可能小，否则会出现“打手”
现象。避免“打手”现象的有效措施有：在转向操纵机构中增加挠性万向节，加装转向阻尼器（减振器），提高转向系统逆效率等手段。
2．9 应当有汽车碰撞时对驾驶者的防伤机构
当发生车祸时，一方面，车辆前端被压溃，使得转向管柱和转向轴向上向后移动（也就是向窜向驾驶者头胸部）。另一方面，驾驶者紧急制动或则被撞时汽车骤然停止，驾驶者在强大惯性力作用下，上半身冲向方向盘，伤害驾驶者。为避免这种危害，就要求转向管柱在轴向不能是刚性的，在转向管柱两个方向应具有溃缩和吸能功能，缓冲车身前部的冲击和驾驶者的冲击。
顺便提一下，系安全带是非常有效的一个措施。
2．10 转向轮与方向盘偏转方向一致
转向系统必须做运动分析，最起码要保证的是：汽车在前进时，往左转动方向盘时，汽车应向左转，右打右转。
2．11适宜的不足转向度（了解）
汽车等速行驶时，迅速给方向盘一个角度输入，使转向轮迅速发生偏转，汽车进入一个稳态响应---等速圆周行驶。这时，汽车产生一个绕Z轴线的横摆角速度，横摆角速度与转向轮转角的（或者方向盘的转角）的比值称为转向灵敏度。
横摆角速度增益---横摆加速度与车速成线性关系时，即它们函数关系为一直线，斜率为定值，称汽车具有中性转向特性。表现为：保持相同的方向盘转角，提高车速，汽车的转弯半径维持在一个恒定值。
横摆加速度与车速成非线性关系，其斜率呈减小趋势，称汽车具有不足转向特性。表现为：保持相同的方向盘转角，提高车速，汽车的转弯半径越来越大。
横摆加速度与车速成非线性关系，其斜率呈增加趋势，当车速度超过临界车速时，横摆角速度趋于无穷大，称汽车具有过多转向特性。表现为：保持相同的方向盘转角，提高车速，汽车的转弯半径越来越小。
中性转向很容易转化为过多转向，过多转向汽车达到临界车速时将失去稳定性，由于其转弯半径越来越小，横摆加速度越来越大，汽车将发生激转而侧滑摔尾或者翻车，因此汽车都应具有适宜的不足转向特性。
转向灵敏度和转向特性主要影响因素：悬挂系统、转向系统以及整车的质心位置、轴距、轮距等参数。
3 转向轮定位参数
主销的概念：转向节绕车身（或车架）转动的轴线。
对于大多数货车客车的非独立悬挂，其主销是转向节与转向桥拳部连接的实实在在的主销。
对于独立悬挂的轿车，双摆臂结构的主销是下摆臂外球心与上摆臂球心的连线。
麦弗逊悬挂的主销是下摆臂外球心与前滑柱与车身铰接点的连线。
3．1 主销后倾角
当汽车水平停放时，在汽车的纵向垂面，主销上部向后倾斜一个角度r,称为主销后倾角。当主销具有后倾角时，主销轴线与路面交点A 将位于车轮与路面接触点的前面。
当汽车直线行驶时，若转向轮偶然受到外力作用而稍有偏转（例如向右偏转，如图中箭头所示），能产生回正作用。也就是说，因为主销后倾角，汽车具有了维持直线行驶的能力。
轮胎接地点B向主销作垂线，B点与垂足点的距离L是车轮产生回正力矩的力臂，因主销后倾角一般不大，如K1为3°±30’，M11为2.5°±30’，在三维模拟技术尚不成熟的传统设计理论中，便于计算，一般以主销穿地点A与B点距离作为评价回正力矩的主参数。这个距离叫做后倾拖距ξ。
回正力矩M=ξ* F
y 附加转角δ= F
y
/C
s
F
y
----汽车受到的侧向力，与汽车质量、侧向加速度成正比。
C
s
----转向系统刚度，包括转向节、转向器、转向管柱的刚度。
回正力矩M，附加转角δ就是转向系统的力反馈和角反馈。
ξ越大回正力矩越大，同时，车辆转向时，这个力矩就成了转向需要克服的阻力矩，转向也变得困难。
回正力矩与后倾拖距ξ和车速v的平方都成正比例关系。
汽车中高速的回正力矩主要来自于后倾拖距ξ。
3．2 主销倾角
当汽车水平停放时，在汽车的横向垂面，主销轴线与地面垂线的夹角为主销倾角。
主销倾角的作用是使车轮自动回正。通常车轮轴线不在水平面，为了方便说明，这里假设直线行驶时车轮轴线在水平面上。对于车轮轴线不在水平面的情况，只要把下图的水平面改为锥面。如下图所示，考虑该水平面上和主销有交点的直线，主销与这些直线的夹角有一个最大值。而汽车直线行驶时，车轮轴线与主销的交角恰为这个最大值。车轮轴线与主销夹角在转向过程中是不变的，当车轮转过一个角度，车轮轴线就离开水平面往下倾斜，致使车身上抬，势能增加。这样汽车本身的重力就有使转向轮回复到原来中间位置的效果。
由于主销倾，前轮转向时将使车身有抬高的倾向，这种系统位能的提高产生回正力矩M＇。假设Q为轮荷，δ为前轮转角，有如下关系：
M＇=(Q*C*sin(2β)*sinδ)/2
无关，有：M比M＇在高速时大得多，低速时，M＇可以看出，M＇与侧向力F
y
比M大得多。所以说：汽车低速时回正主要由主销倾角决定。
同样主销倾角β越大，转向越困难。
3．3 车轮外倾角
当汽车水平停放时，在汽车的横向垂面，车轮平面与地面垂线的夹角为前轮外倾角。如果空车时车轮的安装正好垂直于路面，则满载时车桥因承载变形而可能出现车轮倾，这样将加速车轮胎的磨损。另外，路面对车轮的垂直反力沿轮毂的轴向分力将使轮毂压向外端的小轴承，加重了外端小轴承及轮毂紧固螺母的负荷，降低它们的寿命。因此，为了前轮有一个外倾角。但是外倾角也不宜过大，否则也会使轮胎产生偏磨损。
现代汽车设计中也有将车轮外倾角α取为负值，比如M11的车轮外倾角α为-1°±30’，其目的是使转向轮在转向时，车轮上下跳动引起的车轮偏转方向与车身在离心力作用下的偏转方向一致，提高操作稳定性。
3．4 车轮前束
车轮有了外倾角后，在滚动时就类似于滚锥，从而导致两侧车轮向外滚开。由于转向横拉杆和车桥的约束车轮不致向外滚开，车轮将在地面上出现边滚边向滑的现象，从而增加了轮胎的磨损。为了避免这种由于圆锥滚动效应带来的不良后果，将两前轮适当向偏转，即形成前轮前束。
前束的度量方式有两种：在水平面，左右车轮中间平面在前后两侧的间距差，既A-R，如M11为0～2mm。另一种是车轮中心平面与纵向平面的夹角。
驱动轮的前束形成推力线，推力线必须与车辆纵向对称平面重合，否则出现行驶跑偏。
4 机械转向系统结构
下面是机械转向系统主要部件介绍
4．1 机械转向器—转向执行机构
4．1．1齿轮齿条式转向器
齿轮齿条式转向器有四种形式：
侧面输入，两端输出。这是普遍采用的形式。M11也是这种。
1.转向横拉杆
2.防尘套
3.球头座
4.转向齿条
5.转向器壳体
6.调整螺塞
7.压紧弹
簧 8.锁紧螺母 9.压块 11.转向齿轮轴 12.向心球轴承 13.滚针轴承
中间输入两端输出，其最大的好处是：一个汽车同时开发左右舵时，转向器可以共用，不用重新开发。
其缺点是：考虑共用，齿轮轴和齿条轴线必须垂直，齿轮和齿条的螺旋角不能取的较大。这样，齿轮齿条重叠系数低，承载能力也低，齿轮齿条平顺性也差。
侧面输入，中间输出，这样转向横拉杆可以做得较长，主要是满足与悬挂匹配和布置的需要。
侧面输入，一端输出。很少采用。长安奥托采用这种结构
齿轮齿条式转向器的基本参数：
在整车坐标系下，外球头中心坐标、输入轴与齿条沿压块中心线的投影点、输入轴与齿条夹角
（即安装角），这需要在整车布置阶段确定。特别是外球头中心必须与悬挂所决定的转向节的运动轨迹
充分协调。
转向器基本性能参数：力特性、线角传动比、齿条行程、输入轴总圈数（一般
来说就是方向盘总圈
数）、转向器逆效率、转向器正效率、齿轮齿条啮合间隙特性、静扭刚度。
线角传动比i=m n*z*π/cosα
i 输入轴转动一圈，齿条的行程
m
齿轮、齿条法面模数
n
z 小齿轮齿数
α齿条倾角
必须的实验：力特性实验、正驱动疲劳实验、逆驱动疲劳实验、冲击强度实验、
静扭破坏实验、耐腐蚀性实验。
齿轮齿条式转向器的优点：
A 结构紧凑简单，重量轻，布置容易，不需要象循环球式转向器所必须的转向摇臂、
直拉杆、纵拉杆；
B 传动效率高，可达90%以上；
C 有自动补偿间隙装置，还可以改变转向系统刚度，防止工作时产生的冲击和噪音；
D 因其逆效率高，对车轮的回正力矩传递到方向盘的阻滞力小，转向系统容易回正。
齿轮齿条式转向器的缺点：
A 因其逆效率高,易出现打手现象；
B 因齿轮齿条模数一般取的较低，承载能力低，一般只能用于轿车和小型客车。
4．1．2其他类型转向器介绍
4．1．2．1 循环球式转向器
循环球式转向器循环球式转向器是目前国外应用最广泛的结构型式之一，一般有两级传动副，第一级是螺杆螺母传动副，第二级是齿条齿扇传动副。
为了减少转向螺杆转向螺母之间的摩擦，二者的螺纹并不直接接触，其间装有多个钢球，以实现滚动摩擦。转向螺杆和螺母上都加工出断面轮廓为两段或三段不同心圆弧组成的近似半圆的螺旋槽。二者的螺旋槽能配合形成近似圆形断面的螺旋管状通道。螺母侧面
有两对通孔，可将钢球从此孔塞入螺旋形通道。转向螺母外有两根钢球导管，每根导管的两端分别插入螺母侧面的一对通孔中。导管也装满了钢球。这样，两根导管和螺母的螺旋管状通道组合成两条各自独立的封闭的钢球"流道"。
转向螺杆转动时，通过钢球将力传给转向螺母，螺母即沿轴向移动。同时，在螺杆及螺母与钢球间的摩擦力偶作用下，所有钢球便在螺旋管状通道滚动，形成"球流"。在转向器工作时，两列钢球只是在各自的封闭流道循环，不会脱出。
循环球式转向器的优点：
A 由于在螺杆螺母间有可以循环的钢球，将滑动摩擦变为滚动摩擦，因而传动效
率高，可达85%以上；
B 可以保证足够的耐磨性能，因而有足够的使用寿命；
C 间隙调整容易（很难实现自动调整），工作平稳可靠；
D 很容易实现变传动比功能。
循环球式转向器的缺点：
A逆效率高,易出现打手现象；
B 结构复杂，制造精度要求高；
C 布置困难，一般用于布置空间大的货车和客车（也因为其承载能力高）。
4．1．2．2 蜗杆曲柄指销式转向器
蜗杆曲柄指销式转向器蜗杆曲柄指销式转向器的传动副(以转向蜗杆为主动件，其从动件是装在摇臂轴曲柄端部的指销。转向蜗杆转动时，与之啮合的指销即绕摇臂轴轴线沿圆弧运动，并带动摇臂轴转动。
蜗杆曲柄指销式转向器的优点：
A 容易实现变传动比；
B 间隙调整容易，制造较循环球简单。
缺点太多：销子不能自转，磨损快；正逆效率都低等待，基本已经淘汰。
4．2 转向管柱及万向节、方向盘—转向操纵机构
4．2．2转向管柱及万向节
M11转向管柱结构
转向管柱及万向节的基本功能：
1 将驾驶者给方向盘的操舵力矩和角度位移传递给转向器；
2 传递转向器获得的路面以及汽车行驶的状况等信息；
3 驾驶者免伤害功能。
对高级轿车还应具有的舒适性功能：方向盘角度可调；方向盘高度可调等，对装有阻尼器（如挠性万
向节）还具有衰减路面冲击的作用。
另外还应具有：组合开关安装、点火开关、装饰罩等安装性的支持功能。
设计要求：
除需满足上述功能要求外，还应满足如下要求：
根据机械原理可知，双十字轴万向节的等速两个必要条件为：三相交轴轴线在同一平面和两轴间夹角的绝对值相等。但由于整车布置缘故，基本不能满足等速条件，且方向盘的转动速度很低，对等速要不高。但也要求两轴间空间夹角α、β不得大于35°，最好低于30°，否则十字轴轴承工况恶化，寿命降低，且转向系统效率降低，回正性能差。
转向管柱及万向节的基本实验：
驱动力矩实验、水平静态刚度、垂直静态刚度、扭转耐久试验、扭转耐久强度、转向柱抗扭强度、方向锁套抗扭力矩、轴承拉出力、滚针轴承的拔出力、滑动阻力、静扭强度、耐腐蚀性实验。
4．2．2 方向盘
方向盘一般为两辐条、三辐条或四辐条形状。方向盘属于外观件，对其造型和表面质量有较高要求。
其结构是采用骨架，外包PV发泡材料，也有再外包真皮。骨架由焊接钢管或者镁合金制造，出于碰撞
要求，骨架应具有向下弯曲变形的能力，以达到吸能的目的。
对于方向盘的台架实验有多项要求，如：身体撞击试验、静扭强度试验、骨架总成扭转弯曲试验、耐
汗实验等。
5 动力转向系统结构
动力转向系统兼用驾驶员体力和发动机的动力为转向能源的转向系统，它是在机械转向系统的基础上加设一套转向加力装置而形成的。其中属于转向加力装置的部件是：转向油泵、转向油管、转向油罐以及位于整体式转向器部的转向控制阀及转向动力缸等。当驾驶员转动转向盘时，转向横拉杆拉（推）动转向节，使转向轮偏转，从而改变汽车的行驶方向。
5．1 对动力转向机构的要求
1）运动学上应保持转向轮转角和驾驶员转动转向盘的转角之间保持一定的比例关系。2）随着转向轮阻力的增大（或减小），作用在转向盘上的手力必须增大（或减小），称之为“路感”。
3）当作用在转向盘上的切向力Fh≥0.025-0.190kN时（因汽车形式不同而异），动力转向器就应开始工作。
4）转向后，转向盘应自动回正，并使汽车保持在稳定的直线行驶状态。
5）工作灵敏，即转向盘转动后，系统压力能很快增长到最大值。
6）动力转向失灵时，仍能用机械系统操作车轮转向。
7）密封性能好，、外泄漏少。
5．2动力转向器
动力转向器是在机械转向器增加了转向控制阀和动力油缸组成，下面主要介绍控
制阀和动力油缸的工
作原理。
5．2．1工作原理
汽车直线行驶时，阀芯与阀套的位置关系如图中所示。自泵来的液压油经阀芯与
阀套间的间隙，流向
动力缸两端，动力缸两端油压相等。驾驶员转动方向盘时，阀芯与阀套的相对位置发生改变，使得大部分
或全部来自泵的液压油流入动力缸某一端，而另一端与回油管路接通，动力缸促进汽车左传或右转。
5．2．2 动力转向器的力特性
动力转向器的控制阀（以转阀为例）实际上是一个液压伺服阀，运用流体力学中
的薄壁小孔原理，在
活塞缸的两端建立压力差，这个压力差服从伯努利方程，根据阀芯阀套的过流面积和系统流量进行计算。
施加在输入轴（方向盘）上的力矩的变化引起阀芯阀套的过流面积的变化，过流
面积的变化决定压力
差的大小，以实现不同转向状态下的力输出。这个压力差与输入轴的输入力矩的关系就是转向器的力特性。
下图是M11转向器力特性曲线。
压力
A区，是直线行驶位置附近小角度转向区，称为不灵敏区。不灵敏区不能取得过
宽，否则会出现操舵力偏大。如果过窄，汽车高速行驶时，稍微一动方向盘，转
向器迅速助力，易出现“发飘”，行驶失去稳定性，另一方面，转向动作结束后，
车轮回正力矩驱动阀芯，弹性元件（扭杆）的变形不能克服转向管柱和方向盘的
转动惯量，将打开控制阀，产生压力，平衡回正力矩，汽车将不能回正。
C区常用快速转向行驶区，称为建压区。要求助力作用明显，油压曲线的斜率增
加教大，曲线由平缓变陡。
D 区汽车原地转向或调头时，输入转矩进入最大区段，要求助力效果达到最大，故
油压曲线呈直线上升。
B区称为过度区，是A区和C区的过度区域，是其他三个区域较宽的平滑过度区域。
A、C、D区的过度必须平滑，否则会恶化转向器手感，且易出现因液流突变而产
生的冲击噪声和共振。
曲线左右两侧应对称，其对称性影响左右操舵力大小，对称性应大于85%。
转向器基本性能参数：线角传动比、齿条行程、输入轴总圈数、转向器逆效率、转向器正效率、无油压驱动力矩特性、逆驱动力特性、控制阀力特性、最大工作压
力、系统流量。
必须的实验：功能实验、泄漏实验、外泄漏实验、力特性实验、正驱动疲劳实验、逆驱动疲劳实验、冲击强度实验、静扭破坏实验、耐腐蚀性实验、超压实验、清
洁度测定。
5．2转向油泵
转向油泵是助力转向系统的动力源。转向油泵经转向控制阀向转向助力缸提供
一定压力和流量的工
作油液。转向油泵有多种结构：叶片泵、齿轮泵、柱塞泵等，轿车常用叶片泵。下图是叶片泵工作原理
当转子顺时针方向旋转时，叶片在离心力及高压油的作用下紧贴在定子的表面上。其工作容积开始由小变大，从吸油口吸进油液；而后工作容积由大变小，压缩油液，经压油口向外供油。由于转子每旋转一周，每个工作腔都各自吸、压油两次，故将这种型式的叶片泵称为双作用式叶片泵。双作用叶片泵有两个吸油区和两个压油区，并且各自的中心角是对称的，所以作用在转子上的油压作用力互相平衡。因此，这种油泵也称为卸荷式叶片泵。
转向油泵的基本参数：
几何排量q：转子每转一圈，油泵所吐出的流量。是定子配油空间与转子和叶片的几何尺寸所决定，是油泵固有的几何容积。单位：ml/rev。
流量Q：油泵在每分钟吐出的流量。单位：L/min。理论上等于几何排量q与转子转速的乘积。油
泵的转速由发动机转速所决定的，这样就会出现汽车从低速到高速的加速过程中，油泵转子转速越来越高，
流量也越来越大。而转向器的几何参数一确定，系统流量越大助力程度就越大，这样对汽车操控是非常危
险的。因此，发动机转速到一定时（发动机怠速），油泵流量必须趋于稳定，甚至要求呈下降趋势。这一
功能由油泵流量限制阀来实现。
限制压力P:转向油泵所输出的最高压力。为满足汽车高速助力程度渐低的要求和转向系统的额定最高
压力，油泵设置了压力控制阀。
为适应不同的汽车，流量Q和限制压力P在一定围可调。
下图为M11油泵流量、压力特性曲线。
6 转向梯形
理论转角关系
6．1阿克曼转向理论
汽车转向时，要使各车轮都只滚动不滑动，各车轮必须围绕一个中心点O转动，如上图所示。
显然这个中心要落在后轴中心线的延长线上，并且左、右前轮也必须以这个中心点O 为圆心而转动。为了满足上述要求，左、右前轮的偏转角应满足如下关系：
ctga = ctg + B/L
通过优化转向梯形杆件，在区间逼近外轮转角关系。
6．2 转向梯形介绍
转向梯形有整体式和断开式两种。转向梯形的形式由悬挂决定，整体式转向梯
形用于非独立悬挂，
独立悬挂采用断开式转向梯形。
A 整体式转向梯形
1.转向器
2.转向摇臂
3.转向直拉杆
4.转向节臂
5.梯形臂
6.转向横拉杆
通过调整梯形臂长、梯形底角θ、横拉杆长来调整转向外轮的运动关系，逼近
阿克曼运动几何。
B 断开式转向梯形
3.左转向横拉杆
4.右转向横拉杆
5.左梯形臂
6.右梯形臂10.齿轮齿条式转向
器
断开式转向梯形实际上是一个六杆机构，运动关系较整体式转向梯形复杂，必须做运动分析，分析容：
A 应包含外轮运动关系，获取齿条的线性移动与外轮的转角关系,与阿克曼运动几何进行对比。
B 转向横拉杆外两个端点与悬架上下跳动的运动轨迹干涉情况。
表1 整车基本参数
2.2转向系统选用件主要参数
转向系统选用件主要参数见表2，转向梯形简图见图2
M——在沥青或混凝土路面上的原地转向阻力矩，N·mm；
式中
r
f——轮胎与地面间的滑动摩擦系数，一般取0.7；
制动系统匹配设计计算 根据AA车型整车开发计划，AA车型制动系统在参考BB轿车底盘制造平台的基础上进行逆向开发设计，管路重新设计。本计算是以选配C发动机为基础。 AA车型的行车制动系统采用液压制动系统。前、后制动器分别为前通风盘式制动器和实心盘式制动器，制动踏板为吊挂式踏板，带真空助力器，制动管路为双回路对角线(X型)布置，采用ABS。驻车制动系统为机械式手动后盘式制动，采用远距离棘轮拉索操纵机构。因AA车型与参考样车BB的整车参数接近，制动系统采用了BB样车制动系统，因此，计算的目的在于校核前/后制动力、最大制动距离、制动踏板力、驻车制动手柄力及驻坡极限倾角。 设计要符合GB 12676-1999《汽车制动系统结构、性能和试验方法》；GB 13594-2003《机动车和挂车防抱制动性能和试验方法》和GB 7258-2004《机动车运行安全技术条件》的要求，其中的踏板力要求≤500N，驻车制动停驻角度为20％（12），驻车制动操纵手柄力≤400N。 制动系统设计的输入条件 整车基本参数见表1，零部件主要参数见表2。 表1 整车基本参数
表2 零部件主要参数制动系统设计计算 1.地面对前、后车轮的法向反作用力 地面对前、后车轮的法向反作用力如图1所示。 图1 制动工况受力简图由图1，对后轮接地点取力矩得:
式中：FZ1（N）：地面对前轮的法向反作用力；G（N）：汽车重力；b（m）：汽车质心至后轴中心线的水平距离；m（kg）：汽车质量；hg（m）：汽车质心高度；L（m）：轴距；（m/s2）：汽车减速度。 对前轮接地点取力矩，得： 式中：FZ2（N）：地面对后轮的法向反作用力；a（m）：汽车质心至前轴中心线的距离。 2.理想前后制动力分配 在附着系数为ψ的路面上，前、后车轮同步抱死的条件是：前、后轮制动器制动力之和等于汽车的地面附着力；并且前、后轮制动器制动力Fm1、Fm2分别等于各自的附着力，即：
1 汽车转向系统的功能 1.1 驾驶者通过方向盘控制转向轮绕主销的转角而实现控制汽车运动方向。 对方向盘的输入有两种方式：对方向盘的角度输入和对方向盘的力输入。装有动力转向系统的汽车低速行驶时，操作方向盘的力很轻，却要产生很大的方向盘 转角输入，汽车的运动方向纯粹是由转向系统各杆件的几何关系所确定。这时， 基本上是角输入。而在高速行驶时，可能出现方向盘转角很小，汽车上仍作用有 一定的侧向惯性力，这时，主要是通过力输入来操纵汽车。 1.2 将整车及轮胎的运动、受力状况反馈给驾驶者。这种反馈，通常称为路感。 驾驶者可以通过手—---感知方向盘的震动及运转情况、眼睛—---观察汽车运动、 身体—---承受到的惯性、耳朵—---听到轮胎在地面滚动的声音来感觉、检测汽车 的运动状态，但最重要的的信息来自方向盘反馈给驾驶者的路感，因此良好的路 感是优良的操稳性中不可缺少的部分。 反馈分为力反馈和角反馈 从转向系统的功能可以得知：人、车通过转向系统组成了人车闭环系统，是驾驶者对汽车操纵控制的一个关键系统。 2 转向系统设计的基本要求 转向系是用来保持或者改变汽车行驶方向的机构，在汽车转向行驶时，保证各转向轮之间有协调的转角关系。转向系的基本要求如下： 2．1 汽车转弯时，全部车轮应绕瞬时回转中心（瞬心）旋转，任何车轮不应有侧滑。 不满足这项要求会加剧轮胎磨损，并降低汽车的操作稳定性。实际上，没有哪 一款汽车能完全满足这项要求，只能对转向梯形杆系进行优化，一般在常用转向 角（轮15°～25°围）使转向外轮运动关系逼近上述要求。 2．2 良好的回正性能 汽车转向动作完成后，在驾驶者松开方向盘的条件下，转向轮能自动返回到直线行驶位置，并稳定行驶。转向轮的回正力矩的大小主要由悬架系统所决定的前 轮定位参数确定，一般来说，影响汽车回正的因素有：轮胎侧偏特性、主销倾角、 主销后倾角、前轮外倾、转向节上下球节的摩擦损失、转向节臂长、转向系统的 逆效率等。 2．3汽车在任何行驶状态下，转向轮不得产生自振，方向盘没有摆动。 2．4 转向机构与悬架机构的运动不协调所造成的运动干涉应尽可能小，由于运动干涉使转向轮产生的摆动应最小。 汽车转弯行驶时，作用在汽车质心处的离心力的作用，轮载荷减小，外轮载荷
汽车排气系统CAD/CAE集成开发方法 华中科技大学张杰金国栋钟绍华傅强 摘要：本文探讨了一种新颖的汽车排气系统CAD/CAE 集成开发的思路和方法，此法将传统的经验设计理论与先进的专业软件应用结合起来。首先明确系统的需求和目标，然后建立起排气系统集成开发的环境，运用软件工程的思想进行整体规划和程序开发的模块化，这种设计方法在很大程度上提高了设计精度和功效。文中以消声器为例给出了其设计方法和在软件上实现的流程图。 关键词：排气系统集成开发催化转换器消声器 1 排气系统开发现状分析 日益严格的排放法规和人类环境意识的增强对汽车节能净化提出了高标准的要求，而排气系统作为现代内燃机动力汽车的一个重要总成，其性能直接决定了发动机排气损失以及污染物和气动噪声的排放量，因此如何对排气系统进行有效的设计分析，如何使其与发动机合理匹配等，就成为现代汽车节能与净化的关键技术之一。 在我国长期以来，汽车排气系统的开发仍然停留在各部件单一设计，依赖简单理论估算、经验设计和大量试验的基础上[1]，这样不仅费时费力，给排气系统结构和性能的进一步优化带来困难；而且，单独对消声器或催化器局部分散设计不能完全反映排气系统的整体耦合特征，难以设计出令人满意的产品。随着计算机软硬件技术以及计算流体力学(CFD)等仿真分析软件的飞速发展，一些商用软件逐渐完善，成为研究设计人员的有效工具。例如通过对催化器和消声器进行数值模拟研究其阻力特性等[2]，这一方面为结构优化提供充分的理论指导，另一方面也大大降低了实际试验的工作量，缩短设计周期，并且可以探索多种可能设计。 然而单一的商用软件往往不能满足复杂系统的整体开发，而需要选择相关软件进行二次开发和科学集成。目前针对整个排气系统进行集成开发研究的还未见报道。为满足排气系统模块供应商产品开发的需要，我们选择了一些有专业特点的设计与分析软件，以数据库管理系统为纽带，以VC++为开发语言，对这些软件进行了集成和二次开发，初步完成了汽车排气系统CAD/CAE 软件，使其能在一个用户界面下完成整个排气系统的设计（CAD）与分析（CAE）功能，使传统的经验设计向精确的理论设计过渡，很大程度上提高了设计精度和功效。 2 排气系统CAD/CAE 系统的任务和功能 2.1 任务要求
汽车设计课程设计说明书 题目：重型载货汽车转向器设计 姓名：席昌钱 学号：5 同组者：严炳炎、孔祥生、余鹏、李朋超、郑大伟专业班级：09车辆工程2班 指导教师：王丰元、邹旭东
设计任务书 目录 1.转向系分析 (4) 2.机械式转向器方案分析 (8) 3.转向系主要性能参数 (9) 4.转向器设计计算 (14) 5.动力转向机构设计 (16) 6.转向梯形优化设计 (22) 7.结论 (24) 8.参考文献 (25)
1转向系设计 基本要求 1.汽车转弯行驶时，全部车轮应绕瞬时转向中心旋转。 2.操纵轻便，作用于转向盘上的转向力小于200N。 3.转向系的角传动比在23~32之间，正效率在60%以上，逆效率在50%以上。 4.转向灵敏。 5.转向器和转向传动机构中应有间隙调整机构。 6.转向系应有能使驾驶员免遭或减轻伤害的防伤装置。 基本参数 1.整车尺寸： 11976mm*2395mm*3750mm。 2.轴数/轴距 4/（1950+4550+1350）mm 3.整备质量 12000kg 4.轮胎气压 2.转向系分析 对转向系的要求[3] (1) 保证汽车有较高的机动性，在有限的场地面积内，具有迅速和小半径转弯的能力，同时操作轻便; (2) 汽车转向时，全部车轮应绕一个瞬时转向中心旋转，不应有侧滑; (3) 传给转向盘的反冲要尽可能的小; (4) 转向后，转向盘应自动回正，并应使汽车保持在稳定的直线行驶状态; (5) 发生车祸时，当转向盘和转向轴由于车架和车身变形一起后移时，转向系统最好有保护机构防止伤及乘员. 转向操纵机构 转向操纵机构包括转向盘，转向轴，转向管柱。有时为了布置方便，减小由于装置位置误差及部件相对运动所引起的附加载荷，提高汽车正面碰撞的安全性以及便于拆装，在转向轴与转向器的输入端之间安装转向万向节，如图2-1。采用柔性万向节可减少传至转向轴上的振动，但柔性万向节如果过软，则会影响转向系的刚度。采用动力转向时，还应有转向动力系统。但对于中级以下的轿车和前轴负荷不超过3t的载货汽车，则多数仅在用机械转向系统而无动力转向装置。
目录摘要2 第一章绪论3 1.1汽车转向系统概述3 1.2齿轮齿条式转向器概述9 1.3液压助力转向器概述10 1.4国内外发展情况12 1.5本课题研究的目的和意义12 1.6本文主要研究内容13 第二章汽车主要参数的选择14 2.1汽车主要尺寸的确定14 2.2汽车质量参数的确定16 2.3轮胎的选择17 第三章转向系设计概述18 3.1对转向系的要求18 3.2转向操纵机构18 3.3转向传动机构19 3.4转向器20 3.5转角及最小转弯半径20 第四章.转向系的主要性能参数22 4.1转向系的效率22 4.2传动比变化特性23 4.3转向器传动副的传动间隙△T25 4.4转向盘的总转动圈数26 第五章机械式转向器方案分析及设计26 5.1齿轮齿条式转向器26 5.2其他转向器28 5.3齿轮齿条式转向器布置和结构形式的选择29 5.4数据的确定29 5.5设计计算过程31 5.6齿轮轴的结构设计35 5.7轴承的选择35 5.8转向器的润滑方式和密封类型的选择35 5.动力转向机构设计36 5.1对动力转向机构的要求36 5.2动力转向机构布置方案36 5.3液压式动力转向机构的计算38 5.4动力转向的评价指标43
6. 转向传动机构设计45 6.1转向传动机构原理45 6.2转向传送机构的臂、杆与球销47 6.3转向横拉杆及其端部47 6.4杆件设计结果48 7.结论49 致谢49 摘要 本课题的题目是转向系的设计。以齿轮齿条转向器的设计为中心，一是汽车总体构架参数对汽车转向的影响；二是机械转向器的选择；三是齿轮和齿条的合理匹配，以满足转向器的正确传动比和强度要求；四是动力转向机构设计；五是梯形结构设计。因此本课题在考虑上述要求和因素的基础上研究利用转向盘的旋转带动传动机构的齿轮齿条转向轴转向，通过万向节带动转向齿轮轴旋转，转向齿轮轴与转向齿条啮合，从而促使转向齿条直线运动，实现转向。实现了转向器结构简单紧凑，轴向尺寸短，且零件数目少的优点又能增加助力，从而实现了汽车转向的稳定性和灵敏性。在本文中主要进行了转向器齿轮齿条的设计和对转向齿轮轴的校核，主要方法和理论采用汽车设计的经验参数和大学所学机械设计的课程内容进行设计，其结果满足强度要求，安全可靠。 关键词：转向系；机械型转向器；齿轮齿条；液压式助力转向器 Abstract The title of this topic is the design of steering system. Rack and pinion steering gear to the design as the center, one vehicle parameters on the overall framework of the impact of vehicle steering; Second, the choice of mechanical steering; third rack gear and a reasonable match to meet the correct steering gear ratio and strength requirements; Fourth, power steering mechanism design; Fifth, the structural design of trapezoidal. Therefore, taking into account the above issues and factors that require study, based on the steering wheel rotary drive transmission shaft of the steering rack and pinion steering, through the universal joint drive shaft rotation gear shift, steering rack and steering gear shaft meshing, thereby encouraging steering rack linear motion to achieve steering. Simple structure to achieve the steering tight, short axial dimension, and the number of parts can increase the advantages of less power in order to achieve the vehicle steering stability and sensitivity. In this article a major design steering rack and pinion steering gear shaft and the check, the main methods and theoretical experience in the use of automotive design parameters and the University of mechanical design school curriculum design and the results meet the strength
毕业设计（论文）开题报告
1 选题的背景和意义 1.1 选题的背景 在全球面临着能源和环境双重危机的严峻挑战下世界各国汽车企业都在寻求新的解决方案一一如开发新能源技术，发展新能源汽车等等然而. 新能源汽车在研发过程中已出现!群雄争霸的局面在能源领域. 有压缩天然气，液化石油气，煤炼乙醇，植物乙醇，生物乙醇，，生物柴油，甲醇，二甲醚，合成油等等新能源动力汽车在转换能源方面有燃料电池汽车氢燃料汽车纯电动汽车轮毅电机车等等。选择哪种新能源技术作为未来汽车产业发展的主要方向是摆在中国汽车行业面前的重要课题。据有关专家分析进入新世纪以来，以汽车动力电气化为主要特征的新能源电动汽车技术突飞猛进。其中油电混合动力技术逐步进入产业化锂动力电池技术取得重大突破。新能源电动汽车技术的变革为我国车用能源转型和汽车产业化振兴提供了历史机遇[1]。 作为 21 世纪最清洁的能源———电能，既是无污染又是可再生资源，因此电动汽车应运而生，随着人民生活水平和环保觉悟的提高电动汽车越来越受到广泛关注[2]。传统车辆的转向、驱动和制动都通过机械部件连接来操纵，而在电动汽车中，这些系统操纵机构中的机械部件（包括液压件）有被更紧凑、反应更敏捷的电子控制元件系统所取代的趋势。加上四轮能实现± 90°偏转的四轮转向技术，车辆可实现任意角度的平移，绕任意指定转向点转向以及进行原地旋转。线控和四轮转向的有机结合，是当今汽车新技术领域的一大亮点，其突出特点就是操纵灵活和行驶稳定[3]。轮毂电机驱动电动车以其节能环保高效的特点顺应了当今时代的潮流，全方位移动车辆是解决日益突出的城市停车难问题的重要技术途径，因此，全方位移动的线控转向轮毂电机驱动电动车是未来先进车辆发展的主流方向之一。全方位移动车辆可实现常规行驶、沿任意方向的平移、绕任意设定点、零半径原地转向等转向功能[4]。 1.2 国内外研究现状及发展趋势 电动汽车的出现得益于19世纪末电池技术和电机技术的发展较内燃机成熟，而此时石油的运用还没有普及，电动车辆最早出现在英国，1834年Thomas Davenport 在布兰顿演示了采用不可充电的玻璃封装蓄电池的蓄电池车，此车的出现比世界上第一部内燃机型的汽车(1885年)早了半个世纪。1873年英国人Robert Davidson制造的一辆三轮车，它由一块铁锌电池向电机提供电力，这被认为是电动汽车的诞生，这也比第一部内燃机型的汽车早出现了13年。到了1881年，法国人Gustave Trouve 使用铅酸电池制造了第一辆能反复充电的电动汽车。此后三四十年间，电动汽车在当时的汽车发展中占据着重要位置，据统计，到1890年在全世界4200辆汽车中，有
汽车排气系统用不锈钢焊管 一、不锈钢焊管在汽车工业中的应用 汽车用焊接钢管是精密焊管中最主要的品种之一。汽车用焊接钢管主要品种有汽车传动轴用管、汽车消音器用管、汽车冷凝器用管、汽车排气用管以及汽车操纵轴用管、汽车推力管、汽车减震器储油管等。汽车半轴套管用无缝钢管（GB3088-82）是制造汽车半轴套管及驱动桥桥壳轴管所用的优质碳素结构钢和合金结构钢热轧无缝钢管。 不锈钢焊管在汽车工业中应用最多的是排气系统，占汽车不锈钢总用量的1/2 以上，80%为铁素体不锈钢。汽车发动机产生的废气通过废气进气管、前管、软管、转换器、中心管最后从消声器中流出。一般选用409L、439M、436L的材质来生产排气管，其特点是抗高温下的腐蚀性能好和高温条件下的强度良好，而且清洁、环保，是目前汽车行业中使用最多的排气管材料，已得到行业公认。据测算，汽车用到的不锈钢管占到整个下游用户对不锈钢管用量的大约1.5%，而不锈钢无缝管和焊管的使用比例大约为2：1。每辆汽车使用不锈钢焊管在24～30kg之间，主要应用于三无净化器和排气管等。 随着我国经济的高速发展和人在生活水平的提高，汽车已成为人民日常的代步工具，而不是一种奢侈品，随着汽车产量的提高，不锈钢焊管在汽车行业将得到更广泛应用。 据汽车网统计，我国2008年汽车产量960万辆，消耗不锈钢焊管量在50000t左右；2009年，我国的汽车产量为1350万辆，如果全部选用不锈钢焊管作为排气管的原材料，年消耗不锈钢焊管30万
t以上。由于不锈钢焊管具有许多优良的品质，再加上工艺的进步，不锈钢焊管材料将在汽车行业中占有更重要的位置。 二、汽车工业概况和汽车用不锈钢焊管发展趋势分析 1、国汽车工业概况 中国主要汽车生产基地分布图 ：跃升全国第一大整车生产基地，自主阵容强大 2014年，汽车达成260万台年产目标，汽车产量全国占比超过11%，超越、和等国其他汽车产业基地，跃升为全国第一大整车生产基地，自主品牌贡献尤为抢眼。
汽车排气系统的组成 字体: 小中大| 打印编辑：master 发布时间：2008-4-18 10:21 查看次数：306次 关键词：尾气排放 汽车的排气系统主要由排气管、催化式净化器、消声器、尾管等组成。- 排气系统看似只是简单的管道，其实设计时不仅要考虑到特定的底盘布置，而且排气系统的长度、管径大小、消声器的大小都要考虑到排气气体的流动，防止相邻气缸排气时气流的互相干涉。在电喷发动机上，氧传感器就装在排气总管上，它感应排气中氧分子含量并反馈至电控单元（ECU)，从而决定迸入发动机内的混合气比例。 排气管多用铸铁制成，将发动机强制排出的废气引向排气总管。直列式发动机有一个排气管，V型发动机左右两侧都有排气管。按照发动机缸数不同，一个排气管可有3个、4个或者6个通道，这些通道的另一端并入一个单通道，再连接到排气总管。 排气总管可能是镀铝或镀锌钢材做成，也可能是用不锈钢材做成，排气总管连接催化式排气净化器。催化式排气净化器的关键在于“催化”，也就是利用催化剂对汽车的废气进行净化，将废气中的有害物质转化为无害物质。 催化式排气净化器有氧化型、双床型、三元型等多种型式，其中最常用的是三元型催化式净化器。壳体用耐高温的不锈钢制成，内部的蜂巢式通道上涂有催化剂，催化剂的成份有铂、钯和铑等稀土金属，当汽车废气通过净化器的通道时，一氧化碳和碳氢化合物就会在催化剂铂与钯的作用下，与空气中的氧发生反应产生无害的水和二氧化碳，而氮氧化合物则在催化剂铑的作用下被还原为无害的氧和氮。 所谓三元型催化式净化器是指汽车废气只要通过净化器本身，就可同时将废气中的三种主要有害物质转化为无害物质的一种高效率净化器。三元型催化式排气净化器的净化效率十分高，可以净化90%以上的有害物质，是现代轿车上一种标准装置。当然，催化式排气净化器也不是全能的，它只能适用于无铅汽油做燃料的汽车，如果使用含铅汽油，废气中的铅就会复盖催化剂，使净化器停止工作而不起任何作用，所以现在的车用汽油一般都是无铅汽油。
基于MAT LAB 的汽车制动系统 3 设计与分析软件开发 孙益民(上汽汽车工程研究院 【摘要】根据整车制动系统开发需要, 利用MAT LAB 平台开发了汽车制动系统的设计和性能仿真软件。 该软件用户界面和模块化设计方法可有效缩短开发时间, 提高设计效率。并以上汽赛宝车为例, 对该软件的可行性进行了验证。 【主题词】制动系汽车设计 统分成两个小闭环系统, 使设计人员更加容易把 1引言 制动性能是衡量汽车主动安全性的主要指标。如何在较短的开发周期内设计性能良好的制动系统一直是各汽车公司争相解决的课题。 本文拟根据公司产品开发工作需要, 利用现有MA T LAB 软件平台, 建立一套面向设计工程师, 易于调试的制动开发系统, 实现良好的人机互动, 以提高设计效率、缩短产品开发周期。 握各参数对整体性能的影响, 使调试更具针对性。 其具体实施过程如图1所示。 3软件开发
与图1所示的制动系统方案设计流程对应, 软件开发也按照整车参数输入、预演及主要参数确定, 其他参数确定和生成方案报告4个步骤实现。3. 1车辆参数输入 根据整车产品的定位、配置及总布置方案得出空载和满载两种条件下的整车质量、前后轴荷分配、质心高度, 轮胎规格及额定最高车速。以便获取理想的前后轴制动力分配及应急制动所需面临的极限工况。 3. 2预演及主要参数确定 在获取车辆参数后, 设计人员需根据整车参数进行制动系的设计, 软件利用MAT LAB 的G U I 工具箱建立如图2所示调试界面。左侧为各主要参数, 右侧为4组制动效能仿真曲线, 从曲线可以查看给定主要参数下的制动力分配、同步附着系数、管路压力分配、路面附着系数利用率随路况的变化曲线, 及利用附着系数与国标和法规的符合现制动器选型、性能尺寸调节, 查看液压比例阀、感载比例阀、射线阀等多种调压工况的制动效能, 并通过观察了 2汽车制动系统方案设计流程的优化 从整车开发角度, 制动系统的开发流程主要包括系统方案设计、产品开发和试验验证三大环节。制动系统的方案设计主要包含结构选型、参数选择、性能仿真与评估, 方案确定4个环节。以前, 制动系统设计软件都是在完成整个流程后, 根据仿真结果对初始设计参数修正。因此, 设计人员往往要反复多次方可获得良好的设计效果, 而且, 在调试过程中, 一些参数在特定情况下的相互影响不易在调试中发现, 调试的尺度很难把握。 本文将整车设计流程划分为两个阶段:主要参数的预演和确定、其他参数的预演和参数确定。即根据模块化设计思想, 将原来一个闭环设计系 收稿日期:2004-12-27 3本文为上海市汽车工程学会2004年(第11届学术年会优秀论文。
2016-2020年中国汽车排气系统行业现状分析与发展前景研究报告 报告编号：1881129
行业市场研究属于企业战略研究范畴，作为当前应用最为广泛的咨询服务，其研究成果以报告形式呈现，通常包含以下内容： 一份专业的行业研究报告，注重指导企业或投资者了解该行业整体发展态势及经济运行状况，旨在为企业或投资者提供方向性的思路和参考。 一份有价值的行业研究报告，可以完成对行业系统、完整的调研分析工作，使决策者在阅读完行业研究报告后，能够清楚地了解该行业市场现状和发展前景趋势，确保了决策方向的正确性和科学性。 中国产业调研网https://www.doczj.com/doc/0f16317878.html, 基于多年来对客户需求的深入了解，全面系统地研究了该行业市场现状及发展前景，注重信息的时效性，从而更好地把握市场变化和行业发展趋势。投资机会分析 市场规模分析 市场供需状况 产业竞争格局 行业发展现状 发展前景趋势 行业宏观背景 重点企业分析 行业政策法规 行业研究报告
一、基本信息 报告名称：2016-2020年中国汽车排气系统行业现状分析与发展前景研究报告 报告编号：1881129←咨询时，请说明此编号。 优惠价：￥7200 元可开具增值税专用发票 Email： 网上阅读：_JiaoTongYunShu/29/QiChePaiQiXiTongFaZhanXianZhuangFenXiQianJingY uCe.html 温馨提示：如需英文、日文等其他语言版本，请与我们联系。 二、内容介绍 2016-2020年中国汽车排气系统行业现状分析与发展前景研究报告是对汽车排气系统行业进行全面的阐述和论证，对研究过程中所获取的资料进行全面系统的整理和分析，通过图表、统计结果及文献资料，或以纵向的发展过程，或横向类别分析提出论点、分析论据，进行论证。2016-2020年中国汽车排气系统行业现状分析与发展前景研究报告如实地反映了汽车排气系统行业客观情况，一切叙述、说明、推断、引用恰如其分，文字、用词表达准确，概念表述科学化。 2016-2020年中国汽车排气系统行业现状分析与发展前景研究报告揭示了汽车排气系统市场潜在需求与机会，为战略投资者选择恰当的投资时机和公司领导层做战略规划提供准确的市场情报信息及科学的决策依据，同时对银行信贷部门也具有极大的参考价值。 正文目录 第一章全球及中国汽车市场与产业 1.1 全球汽车市场 1.2 全球汽车产业 第二章中国汽车市场与产业 2.1 中国汽车市场概览 2.2 中国汽车市场近况
第一节概述 转向系是用来保持或者改变汽车行驶方向的机构，在汽车转向行驶时，保证各转向轮之间有协调的转角关系。 机械转向系依靠驾驶员的手力转动转向盘，经转向器和转向传动机构使转向轮偏转。有些汽车还装有防伤机构和转向减振器。采用动力转向的汽车还装有动力系统，并借助此系统来减轻驾驶员的手力。 对转向系提出的要求有： 1)汽车转弯行驶时，全部车轮应绕瞬时转向中心旋转，任何车轮不应有侧滑。不满足这项要求会加速轮胎磨损，并降低汽车的行驶稳定性。 2)汽车转向行驶后，在驾驶员松开转向盘的条件下，转向轮能自动返回到直线行驶位置，并稳定行驶。 3)汽车在任何行驶状态下，转向轮不得产生自振，转向盘没有摆动。 4)转向传动机构和悬架导向装置共同工作时，由于运动不协调使车轮产生的摆动应最小。 5)保证汽车有较高的机动性，具有迅速和小转弯行驶能力。 6)操纵轻便。 7)转向轮碰撞到障碍物以后，传给转向盘的反冲力要尽可能小。 8)转向器和转向传动机构的球头处，有消除因磨损而产生间隙的调整机构。 9)在车祸中，当转向轴和转向盘由于车架或车身变形而共同后移时，转向系应有能使驾驶员免遭或减轻伤害的防伤装置。 10)进行运动校核，保证转向盘与转向轮转动方向一致。 正确设计转向梯形机构，可以使第一项要求得到保证。转向系中设置有转向减振器时，能够防止转向轮产生自振，同时又能使传到转向盘上的反冲力明显降低。为了使汽车具有良好的机动性能，必须使转向轮有尽可能大的转角，并要达到按前外轮车轮轨迹计算，其最小转弯半径能达到汽车轴距的2～2．5倍。通常用转向时驾驶员作用·在转向盘上的切向力大小和转向盘转动圈数多少两项指标来评价操纵轻便性。没有装置动力转向的轿车，在行驶中转向，此力应为50—100N；有动力转向时，此力在20—50N。当货车从直线行驶状态，以10km ／h速度在柏油或水泥的水平路段上转入沿半径为12m的圆周行驶，且路面干燥，若转向系内没有装动力转向器，上述切向力不得超过250N；有动力转向器时，不得超过120N。轿车转向盘从中间位置转到每一端的圈数不得超过2．0圈，货车则要求不超过3．0圈。·近年来，电动、电控动力转向器已得到较快发展，不久的将来可以转入商品装车使用。电控动力转向可以实现在各种行驶条件下转动转向盘的力都轻便。
第1章绪论 1.1制动系统设计的意义 汽车是现代交通工具中用得最多，最普遍，也是最方便的交通运输工具。汽车制动系是汽车底盘上的一个重要系统，它是制约汽车运动的装置。而制动器又是制动系中直接作用制约汽车运动的一个关键装置，是汽车上最重要的安全件。汽车的制动性能直接影响汽车的行驶安全性。随着公路业的迅速发展和车流密度的日益增大，人们对安全性、可靠性要求越来越高，为保证人身和车辆的安全，必须为汽车配备十分可靠的制动系统。 通过查阅相关的资料，运用专业基础理论和专业知识，确定汽车制动器的设计方案，进行部件的设计计算和结构设计。使其达到以下要求：具有足够的制动效能以保证汽车的安全性；同时在材料的选择上尽量采用对人体无害的材料。 1.2制动系统研究现状 车辆在行驶过程中要频繁进行制动操作，由于制动性能的好坏直接关系到交通和人身安全，因此制动性能是车辆非常重要的性能之一，改善汽车的制动性能始终是汽车设计制造和使用部门的重要任务。当车辆制动时，由于车辆受到与行驶方向相反的外力，所以才导致汽车的速度逐渐减小至零，对这一过程中车辆受力情况的分析有助于制动系统的分析和设计，因此制动过程受力情况分析是车辆试验和设计的基础，由于这一过程较为复杂，因此一般在实际中只能建立简化模型分析，通常人们主要从三个方面来对制动过程进行分析和评价： （1）制动效能:即制动距离与制动减速度； 1
（2）制动效能的恒定性：即抗热衰退性； （3）制动时汽车的方向稳定性； 目前，对于整车制动系统的研究主要通过路试或台架进行，由于在汽车道路试验中车轮扭矩不易测量，因此，多数有关传动系!制动系的试验均通过间接测量来进行汽车在道路上行驶，其车轮与地面的作用力是汽车运动变化的根据，在汽车道路试验中，如果能够方便地测量出车轮上扭矩的变化，则可为汽车整车制动系统性能研究提供更全面的试验数据和性能评价。 1.3制动系统设计内容 （1）研究、确定制动系统的构成 （2）汽车必需制动力及其前后分配的确定 前提条件一经确定，与前项的系统的研究、确定的同时，研究汽车必需的制动力并把它们适当地分配到前后轴上，确定每个车轮制动器必需的制动力。 （3）确定制动器制动力、摩擦片寿命及构造、参数 制动器必需制动力求出后，考虑摩擦片寿命和由轮胎尺寸等所限制的空间，选定制动器的型式、构造和参数，绘制布置图，进行制动力制动力矩计算、摩擦磨损计算。 （4）制动器零件设计 零件设计、材料、强度、耐久性及装配性等的研究确定，进行工作图设计。 1.4制动系统设计要求 制定出制动系统的结构方案，确定计算制动系统的主要设计参数制动器主要参数设计和液压驱动系统的参数计算。利用计算机辅助设计绘制装配图 2
摘要 Formula SAE比赛由美国车辆工程师学会（SAE）于1979年创立，每年在世界各地有600余支大学车队参加各个分站赛，2011年将在中国举办第一届中国大学生方程式赛车，本设计将针对中国赛程规定进行设计。 本说明书主要介绍了大学生方程式赛车制动的设计，首先介绍了汽车制动系统的设计意义、研究现状以及设计目标。然后对制动系统进行方案论证分析与选择，主要包括制动器形式方案分析、制动驱动机构的机构形式选择、液压分路系统的形式选择和液压制动主缸的设计方案，最后确定方案采用简单人力液压制动双回路前后盘式制动器。除此之外，还根据已知的汽车相关参数，通过计算得到了制动器主要参数、前后制动力矩分配系数、制动力矩和制动力以及液压制动驱动机构相关参数。最后对制动性能进行了详细分析。 关键字：制动、盘式制动器、液压
Abstract Formula SAE race was founded in 1979 by the American cars institute of Engineers every year more than 600 teams participate in various races around the world,China will hold the first Formula one for Chinese college students,the design will be for design of the provisions of the Chinese calendar. This paper mainly introduces the design of breaking system of the Formula Student.First of all,breaking system's development,structure and category are shown,and according to the structures,virtues and weakness of drum brake and disc brake analysis is done. At last, the plan adopting hydroid two-backway brake with front disc and rear disc.Besides, this paper also introduces the designing process of front brake and rear break,braking cylinder,parameter's choice of main components braking and channel settings and the analysis of brake performance. Key words:braking,braking disc,hydroid pressure
上海工程技术大学 毕业设计（论文） 开题报告 题目SY1046载货汽车制动系统设计 汽车工程学院（系）车辆工程专业班 学生姓名 学号 指导教师 开题日期：2016 年3 月14 日
开题报告 一、毕业设计题目的来源、理论、实际意义和发展趋势 1、题目：SY1046载货汽车制动系统设计 2、题目来源：生产实践 3、意义： 从汽车诞生时起，车辆制动系统在车辆的安全方面就扮演着至关重要的角色。近年来，随着车辆技术的进步和汽车行驶速度的提高，这种重要性表现得越来越明显。汽车制动系统种类很多，形式多样。传统的制动系统结构型式主要有机械式、气动式、液压式、气-液混合式。它们的工作原理基本都一样，都是利用制动装置，用工作时产生的摩擦热来逐渐消耗车辆所具有的动能，以达到车辆制动减速，或直至停车的目的。伴随着节能和清洁能源汽车的研究开发，汽车动力系统发生了很大的改变，出现了很多新的结构型式和功能形式。新型动力系统的出现也要求制动系统结构形式和功能形式发生相应的改变，例如电动汽车没有内燃机，无法为真空助力器提供真空源，一种解决方案是利用电动真空泵为真空助力器提供真空。[1]制动系统在汽车中是非常重要的，当一辆车在高速上行驶的时候，制动系统突然出现问题导致汽车无法制动，这个是非常危险的，国内很多报道都报道过，某某车辆由于制动系统失灵出现了严重的事故，制动系统作用是：使行驶中的汽车按照驾驶员的要求进行强制减速甚至停车；使已停驶的汽车在各种道路条件下(包括在坡道上)稳定驻车；使下坡行驶的汽车速度保持稳定。对汽车起制动作用的只能是作用在汽车上且方向与汽车行驶方向相反的外力，而这些外力的大小都是随机的、不可控制的，因此汽车上必须装设一系列专门装置以实现上述功能。 2013年7月14日至2014年3月1日期间生产的2013款翼虎汽车，共计191368辆。被福特召回，原因是由于制动真空助力器密封圈缺少润滑油脂，导致密封圈过早磨损，极端情况下密封圈会与隔板分离，导致制动踏板变硬，车主会感觉到真空助力不足从而需要更用力地踩刹车，存在安全隐患。长安福特汽车有限公司将为召回范围内的车辆免费检查并更换有潜在风险的制动真空助力器，以消除安全隐患。 可想而知，汽车拥有传动系统、制动系统、行走系统、转向系统，而可以看出，制动系统是汽车四大系统之一。 本课题研究的是SY1046载货汽车制动系统的设计，这个制动系统对整车来言是重要部件之一，设计的要求双管路前、后鼓式制动系统，进行动力分配，同时进行相关关键部件的校核运算。本设计能充分体现大学期间的知识掌握程度和创新思想，具有重要意义。 4、国内外研究现状与趋势 (1)国外研究现状与趋势：已经普遍应用的液压制动现在已经是非常成熟的技术,随着人们对制动性能要求的提高,防抱死制动系统、驱动防滑控制系统、电子稳定性控制程序、主动避撞技术等功能逐渐融人到制动系统当中,需要在制动系统上添加很多附加装置来实现这些功能,这就使得制动系统结构复杂化,增加了液压回路泄漏的可能以及装配、维修的难度,制动系统要求结
序号：汽车理论课程设计说明书题目：汽车制动性计算 班级： 姓名： 学号： 序号： 指导教师：
目录 1.题目要求 (3) 2.计算步骤 (4) 3.结论 (8) 4.改进措施 (9) 5.心得体会 (9) 6.参考资料 (9)
1. 题目要求 汽车制动性计算 数据： 1 ） 根据所提供的数据，绘制：I 曲线，β线，f 、r 线组； 2） 绘制利用附着系数曲线；绘制出国家标准（GB 12676-1999汽车制动5） 对制动性进行评价。 6） 此车制动是否满足标准GB 12676-1999的要求如果不满足需要采取什么附加措施(要充分说明理由，包括公式和图) 注： 1、 符号中下标a 标示满载，如m a 、h ga 分别表示满载质量和满载质心高度 2、 符号中下标0标示空载，如m 0、h g0分别表示空载质量和空载质心高度
2. 计算步骤 1）由前后轮同时抱死时前后制动器制动力的关系公式： 绘出理想的前后轮制动器制动力分配曲线，即I曲线 由β曲线公式 绘出β曲线，由于空载时和满载时β相同，则β曲线相同。 f线组：当前轮抱死时， 得： r线组：当后轮抱死时， 得： 空载时，将G=3980*，h=，L=3.950m，a=2.200m,b=1.750m,φ=,,,,,,带入公式放在一个坐标系内，绘出空载时r,f曲线： 图1 空载时r，f，I线组 满载时，将G=9000*，h=1.170m，L=3.950m，a=2.95m,b=1m,φ=,,,,,,带入公式放 在一个坐标系内，绘出空载时r,f曲线：
图2 满载时r，f，I线组2）前轴利用附着系数 后轴利用附着系数 将数据带入可绘出利用附着系数与制动强度关系曲线：
摘要 防抱死制动控制系统（ABS）是在传统制动系统的基础上采用智能控制技术，在制动时自动调节制动力防止车轮抱死，充分利用道路附着力，提高制动方向稳定性和操纵稳定性，从而获得最大制动力且缩短制动距离，尽可能地避免交通事故发生的机电一体化安全装置。 本文根据防抱死制动控制系统的工作原理，应用汽车单轮运动的力学模型,分析了制动过程中的运动情况。采用基于车轮滑移率的防抱控制理论，根据车速、轮速来计算车轮滑移率。以MSP430F149单片机为核心，完成了输入电路、输出驱动电路及故障诊断等电路设计，阐述了ABS系统软件各功能模块的设计思想和实现方法，完成了ABS 检测软件、控制软件的设计。 课题所完成的汽车防抱死制动控制系统己通过模拟试验台的基本性能试验，结果表明：汽车防抱死制动控制系统的硬件电路设计合理可行，软件所采用的控制策略正确、有效，系统运行稳定可靠，改善了汽车制动系统性能，基本能够满足汽车安全制动的需要。 本文对汽车防抱死制动系统进行了数学建模，并在Matlab/Simulink 的环境下，对汽车常规制动系统和基于PID 控制器的防抱死制动系统的制动过程进行了仿真，通过对比分析，验证了基于PID 控制器的汽车防抱死制动系统具有良好的制动性能和方向操纵性。 关键词：防抱死制动系统（ABS）；滑移率；控制策略；单片机；建模；仿真；
第一章绪论 1.1 防抱死制动系统概述 1.1.1 防抱死制动系统的产生 当汽车以较高的车速在表面潮湿或有冰雪的路面上紧急制动时，很可能会出现这样一些危险的情况：车尾在制动的过程中偏离行进的方向，严重的时候会出现汽车旋转掉头，汽车失去方向稳定性，这种现象称为侧滑；另一种情况是在制动过程中驾驶员控制不了汽车的行驶方向，即汽车失去方向可操纵性，若在弯道制动，汽车会沿路边滑出或闯入对面车道，即便是直线制动，也会因为失去对方向的控制而无法避让对面的障碍物。产生这些危险状况的原因在于汽车的车轮在制动过程中产生抱死现象，此时，车轮相对于路面的运动不再是滚动，而是滑动，路面作用在轮胎上的侧滑摩擦力和纵向制动力变得很小，路面越滑，车轮越容易出现抱死现象；同时汽车制动的初速度越高，车轮抱死所产生的危险性也越大。这将导致汽车可能会出现下面三种情况： ① 制动距离变长 ②方向稳定性变差，出现侧滑现象，严重时出现旋转掉头 ③ 方向操纵性丧失，驾驶员不能控制汽车的行驶方向 防抱死制动系统ABS（Anti-lock Braking System）是一种主动安全装置，它在制动过程中根据“车辆一路面”状况，采用电子控制方式自动调节车轮的制动力矩来达到防止车轮抱死的目的。即在汽车制动时使车轮的纵向处于附着系数的峰值，同时使其侧向也保持着较高的附着系数，防止车轮抱死滑拖，提高制动过程中的方向稳定性、转向控制能力和缩短制动距离，使制动更为安全有效。 随着汽车行驶速度的提高、道路行车密度的增大、以及人们对汽车行驶安全性的要
奇瑞汽车有限公司设计指南 编制： 审核： 批准： 发动机工程研究一院
目录 一、主题与适用范围 1、主题 2、适用范围 二、排气消声系统的总成说明及功用 三、设计应用 1、设计规则和输入 2、设计参数的设定 2.1 尺寸及重量 2.2 排气背压 2.3 功率损失比 2.4 净化效率 2.5 加速行驶车外噪声 2.6 插入损失以及传递函数 2.6.1 插入损失 2.6.2 传递函数 2.7 尾管噪声 2.8 定置噪声 2.9 振动 3、系统及零部件的设计 3.1 系统布置 3.1.1 布置原则 3.1.2 间隙要求 3.1.3 吊钩位置的选取
3.1.4 氧传感器孔的布置 3.2 消声器的容积确定 3.3 排气管径的选取 3.4 消声器 3.4.1 消声器的截面形状 3.4.2 消声器内部结构 3.5 净化装置 3.6 补偿器 3.6.1 波纹管 3.6.2 球形连接 3.7 橡胶吊环 3.8 隔热部件 3.9 材料选择 3.9.1 排气管、消声器内组件 3.9.2 消声器外壳体 四、排气消声系统的设计开发流程 五、修订说明 六、参考文献列表
一、主题与适用范围 1、主题: 本指南规定了与汽车发动机相匹配的排气消声系统的系统匹配，零部件设计以及开发的流程等。 2、适用范围: 本指南适用于奇瑞所有装汽油或柴油发动机的M1类车的排气消声系统设计二、排气消声系统的总成说明及功用 排气系统包括排气歧管、排气管、排气净化装置、排气消声装置、隔热部件、弹性吊块等。一般地，排气系统具有以下一些功用： (1)、引导发动机排气，使各缸废气顺畅的排出； (2)、由于排气门的开闭与活塞往复运动的影响，排气气流呈脉动形式，排气门打开时存 在一定的压力，具有一定的能量，气体排出时会产生强烈的排气噪声，气体和声波在管道中摩擦也会产生噪声,因此在排气系统装有排气消声器来降低排气噪声； (3)、降低排气污染物CO,HC,NO X等的含量，达到排气净化的作用； 注：在本指南中，我们将只介绍排气管和排气消声装置的详细设计，对排气歧管和排气净化装置的详细设计见其他设计指南。 典型的排气消声系统如图1所示： 图1 三、设计应用