免费论文：电控液压助力转向系统关键技术研究

汽车转向系统与车辆的操纵稳定性及驾驶安全性息息相关，转向系统的推陈出新源自于人们对汽车行驶安全性能的不断追求。伴随着汽车工业的发展，汽车转向系统从最初的机械转向系统（Manual Steering System, MS）到液压助力转向系统（Hydraulic Power Steering System, HPS），再到基于汽车行驶状态的助力转向系统如电动助力转向系统（Electric Power Steering System, EPS），不断提高了汽车的驾驶安全性和操纵舒适性。电控液压助力转向系统（Electronically Controlled Hydraulic Power Steering System, ECHPS）是电控助力转向系统一种重要的实现形式，ECHPS的应用范围可以涵盖微型乘用汽车到大重型商务汽车，并且具有可靠的助力性能。设计合理的ECHPS助力特性是ECHPS研究中的基础性课题，而提高ECHPS中固有的液压转向器的性能也是关键问题之一。目前，尚没有关于可变助力特性设计的统一理论方法，可变助力特性的设计依然处于经验阶段。 本课题针对ECHPS的理想可变助力特性、ECHPS关键参数的设计以及液压助力转向器控制阀的液压噪声问题三个方面进行了研究，系统地阐述了ECHPS助力特性及关键部件的设计方法。 首先，本文结合理论分析、仿真分析以及经验统计的方法，对可变助力转向系统的助力特性进行了深入研究，提出了一种基于驾驶员路感的可变助力转向特性设计思想及方法。据此得到的可变助力特性，不仅能够满足汽车低速行驶转向时的轻便性要求，而且能够提高汽车高速行驶转向时的稳定感。此方法不仅适用于ECHPS，且可以移植到其它不同类型的可变助力转向系统的设计中，具有很好的普适性。 其次，分析了旁通流量式ECHPS中转向控制阀以及电磁阀参数对系统性能的影响，揭示了这些参数与系统助力特性之间的关系，进而根据理想可变助力特性对这些参数进行设计，为合理设计ECHPS提供重要的参考依据。 然后，针对液压助力转向器中的关键液压元件即转向控制阀进行了液压噪声问题研究。论文首次在转向控制阀的研究中引入了计算流体力学的分析方法，应用商业化CFD软件FLUENT对转阀内部流场进行数值模拟，结合部分试验测量的方法，对转阀噪声的正相关参数——流场气穴进行了相关分析。结果表明，改善转阀非功能结构参数可以部分地抑制流场中气穴的产生，从而有利于改善液压转向器的噪声性能。通过对转阀内部液压油工作流场的微观分析结果与宏观试验结果的对比表明，计算流体力学的研究方法移植到转阀设计中可以减少转阀的设计周期：此方法相对于流体静力学的宏观方法，对分析转向器静特性的精度大为提高；同时可在设计之初估计有利于抑制液压噪声的转阀结构参数变化范围。 最后，建立了装配有理想ECHPS的车辆模型，运用商业化的系统仿真软件AMESim对车辆的相关性能进行了分析，同时与装配有HPS车辆的相关性能进行对比。结果表明，ECHPS大大提高了汽车高速行驶状况下的路感以及操纵性能。

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