车辆工程毕业设计（论文）开题报告液压式四轮转向系统设计

1、毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目: 液压式四轮转向系统设计 院 系 名 称: 汽车与交通工程学院 专 业 班 级: 车辆b07-2班 学 生 姓 名: 导 师 姓 名: 开 题 时 间: 2011年3月14日 指导委员会审查意见： 签字： 年 月 日毕业设计（论文）开题报告学生姓名系部汽车与交通工程学院专业、班级车辆b07-2班指导教师姓名职称副教授从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称液压式四轮转向系统设计一、课题研究现状、选题目的和意义1.课题研究现状所谓四轮转向是指后轮也和前轮一样具有一定的转向功能，不仅可以与前轮同相(同方向)转向，也可以与前轮逆相(反方向)转向。在汽车低速行驶时

2、其后轮和前轮逆相转向，可以减少转弯半径，使车辆容易就位，改善汽车低速时的操纵轻便性和机动性。在汽车中高速行驶时其后轮与前轮同相转向，有助于减少车辆侧滑或扭摆，对平衡车辆在超车、变道或躲避不平路面时的反应均有帮助，增强了汽车在高速行驶或在侧向风力作用下的操纵稳定性。鉴于四轮转向技术的诸多优点，近十几年来国外许多研究机构从不同的角度对四轮转向技术进行了大量研究，使这项技术日趋成熟，并发展出多于四轮的转向技术，多轮转向技术主要适用于非紧凑型汽车，如多功能运动型车、卡车、多轴重型特种车辆等。随着汽车技术的发展，汽车行驶速度的提高及道路行使密度的增大，作为实现主动安全性的方法之一的四轮转向技术日益受到重

3、视。四轮转向的主要优点是在转向时能够保持重心偏角基本为零，极大地改善了横摆角速度和侧向加速度的瞬态性能指标。另外低速时能够减小汽车的转弯半径，使汽车在低速行使时更加灵活，而且还能独立地控制汽车的运动轨迹与姿态，使方向角与姿态角重合，提高汽车的侧向稳定性；高速行驶时同相位转向，方向盘到后轮产生转弯力的时间相对滞后，使车身方向与实际行驶方向的偏差减小，从而具有较好的稳定感。近几年，载货车和专用作业车的吨位逐渐增大，有的总重量已超过30t，汽车车轴由两轴增加多轴，因而工程机械操纵的灵活性和稳定性要求显得越来越重要。在电子技术不断提高，控制理论不断完善的前提下，开展四轮转向技术的研究已是众多汽车厂商能

4、否占有市场的关键。汽车改变方向是通过驾驶员转动方向盘，前轮进行转动，从而带动车身转动，因此汽车的前轮肯定是转向的。对于工程用多轴汽车，由于其整车轴距较长、车体重、重心高等特点，因而转向的灵活性和稳定性差。同时工程用车一般调头、转向十分频繁，对于一般的汽车（非四轮转向的车辆），在有限的工作空间掉头或转向时，司机要多次左右旋转方向盘，松合离合器和扳动前进档，还要不断地加大油门。完成一次调头，往往需要前进后退反复好几次，驾驶员易疲劳，工作效率低，严重污染环境和不必要的能源浪费。而对于四轮转向的汽车，只要左右旋转方向盘一次就能完成调头。如果是全轮转向的隧道用车，建筑用起重机车和自卸车，不仅能提高工作效

5、率，降低驾驶员的劳动强度，还能充分利用空间，减小能耗。为了提高汽车的操作灵活性，降低驾驶员的重复操作而引起的疲劳，增强车辆在坏路面上的适应能力，近几年国内外都在积极开展四轮转向技术。从英国利兰公司1934年开始生产四轴载货汽车算起，至今已有60多年的历史。然而在一些工业发达国家却由于法规方面的原因，在相当长的时间内一直不允许使用四轴车，在这方面较为典型的例子是原联邦德国和美国。因此也就限制了四轴汽车的发展。但是由于四轴汽车比三轴和两轴汽车装载质量大，有利于改善交通拥挤状况，1985年原联邦德国巴特勒研究所建议将四轴汽车作为改善交通流量的载货汽车,1989年本茨公司生产了1320辆四轴汽车，具有

6、90年代先进水平。四轴汽车的转向灵活性差，于是有了双前轴转向汽车。进入20世纪90年代，电子技术的高速发展和微电脑在汽车上应用日趋成熟，使汽车开始进入智能化阶段。1985年日产汽车公司推出世界上第一套用于轿车的四轮转向系统（电子控制液压工作式），并把它命名为“高性能主动悬挂”。同时本系统增加了滞后控制，即让后轮转向时间比前轮稍微延迟一些。这种控制方法的应用避免了后轮和前轮在同一时间内做同相位转向时后轮防碍车身旋转的情况，消除了转弯开始时汽车偏摆的滞后，得到自然的转向反应性。“高性能主动悬挂”是四轮转向系统控制方法的一次突破。新的控制理论不断地与四轮转向技术相结合，例如自适应控制，模糊控制，最优

7、控制，神经网络控制以及模糊神经网络控制，使得四轮转向技术设计理念模块化，智能化。从20世纪初(1907年)，日本政府颁发第一个关于四轮转向的专利证书开始，对于汽车四轮转向的研究一直伴随着汽车工业的发展而进行着。二战期间，美国的一些军用车辆和工程车辆上采用一种前、后轮逆相位偏转的简单机械式四轮转向系统，以适应恶劣的路况，改善汽车低速转向时的机动性能。1962年，在日本汽车工程协会的技术会议上，提出了后轮主动转向的四轮转向技术，开始了现代四轮转向系统的研究。在70年代末，本田和马自达积极投入到四轮转向的开发。1985年，日本的尼桑在客车上应用了世界上第一例实用的四轮转向系统，应用在一种车型的高性能

8、主动控制悬架上。随着对四轮转向这一领域研究的不断进展，出现了多种不同结构形式、不同控制策略的实用四轮转向系统。一般来说，四轮转向汽车在转向过程中，根据不同的行驶条件，前、后轮转向角之间应遵循一定的规律。目前，典型四轮转向汽车的后轮偏转规律是：(1)逆相位转向在低速行驶或者方向盘转角较大时，前、后轮实现逆相位转向，即后轮的偏转方向与前轮的偏转方向相反，且偏转角度随方向盘转角增大而在一定范围内增大(后轮最大转向角一般为5左右)。这种转向方式可改善汽车低速时的操纵轻便性，减小汽车的转弯半径，提高汽车的机动灵活性。便于汽车掉头转弯、避障行驶、进出车库和停车场。(2)同相位转向在中、高速行驶或方向盘转角

9、较小时，前、后轮实现同相位转向，即后轮的偏转方向与前轮的偏转方向相同(后轮最大转角一般为1左右)。使汽车车身的横摆角速度大大减小，可减小汽车车身发生动态侧偏的倾向，保证汽车在高速超车、进出高速公路、高架引桥及立交桥时，处于不足转向状态。现在，有许多四轮转向汽车把改善汽车操纵性能的重点放在提高汽车高速行驶的操纵稳定性上，而不过分要求汽车在低速行驶时的转向机动灵活性。其工作特点是低速时汽车只采用前轮转向，只在汽车行驶速度达到一定数值后(如50kmh)，后轮才参与转向，进行同相位四轮转向。与普通的前轮转向汽车相比，四轮转向汽车具有如下特点：优越性：(1)转向操作的响应加快，准确性提高；(2)转向操作

10、的机动灵活性和行驶稳定性提高；(3)抗侧向干扰的稳定性好；(4)超车时，变换车道更容易，减小了汽车产生摆尾和侧滑的可能性。不足性：(1)低速转向时，汽车尾部容易碰到障碍物；(2)实现理想控制的技术难度大；(3)转向系统结构复杂、成本高；(4)转向过程中，阿克曼定理难保证。2. 选题目的和意义对汽车四轮转向系统的组成和结构原理进行简单介绍，结合发展现状，给出电液控制式四轮转向液压系统的设计过程，为设计开发四轮转向系统提供参考依据。四轮转向技术是未来重型汽车转向灵活性的发展趋势，在高速发展的现代化社会，高的机械效率和低的能量消耗在汽车设计中具有很重要的地位。四轮转向汽车与现代化的设计理念相吻合，即

11、它的环保性和节能性，它适应汽车发展的趋势，存在广阔的市场前景。二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题（一）设计的基本内容1.确定四轮转向液压系统方案；2. 绘制液压系统图3. 绘制压力控制回路图4. 绘制流量控制回路图5绘制方向控制回路图（二）拟解决的主要问题1. 四轮转向汽车的系统分析2. 通过各种方案的对比确定四轮转向液压系统的最优方案3. 转向液压缸的设计4. 液压系统的液压元件的选取5. 绘制液压系统图及相应液压回路图三、技术路线（研究方法）完成毕业设计和说明书绘制方向控制回路图绘制调速回路图绘制压力控制回路图绘制液压系统图对液压系统的液压元件进行选取和设计对四轮转向液压系统进行

12、初步设计调研并查阅相关资料确定总体方案四、进度安排1、进行文献检索，查看相关资料，对课题的基本内容有一定的认识和了解。第1-2周（2月28日3月11日）2、初步确定设计的总体方案，讨论确定方案；对四轮转向液压系统进行初步设计。第3-6周（3月14日4月8日）3、提交设计草稿，进行讨论，修定。第7周（4月11日4月15日）4、对液压系统的液压元件进行选取和设计，绘制液压系统图、压力控制回路图、调速回路图、方向控制回路图。第8-12周（4月18日5月20日）5、提交正式设计，教师审核。第13-14周（5月23日6月3日）6、按照审核意见进行修改。第15周（6月6日6月10日）7、整理所有材料，装订

13、成册，准备答辩。第16周（6月13日6月17日）五、参考文献1刘彩志,陈思思.多轮转向汽车电液控制系统的研究与开发.交通科技,2002(2):45-482汪东明,陈南.电控电动式四轮转向系统的研究与发展.汽车电器,2004(4):8-103周名,余卓平,赵志国.动力转向技术的发展.汽车研究与开发,2004(10):9-124郭北涛,王淑莲等.电液比例速度系统的前馈模糊复合控制研究.沈阳建筑工程学院学报(自然科学版)，2002(10):316-3185姚怀新,陈波.工程机械底盘理论.北京:人民交通出版社,2002.126张利平.液压控制系统及设计.北京:化工工业出版社,2006.47田志刚.多轮

14、转向车辆转向原理与控制方法期刊论文-农业与技术,2009(3)8张慧萍,杨志刚.电控电动式4ws系统在现代汽车中的应用期刊论文-重庆交通大学学报（自然科学版）,2008(2)9黄榕清,向铁明,许迎东.电动助力转向的原理及发展期刊论文-公路与汽运,2007(4)10高秀华,张春秋,李炎亮,王云超.多轮转向系统转向控制模式综述期刊论文-起重运输机械, 2006(6)11徐建锋,宁晓斌,谢伟东,佘翊妮.4ws整车虚拟样机建模与动力学仿真期刊论文-计算机仿真,2006(12)12孙海波.四轮转向汽车转向特性的研究学位论文硕士,200513王树凤,张俊友,李华师，柴山.不同转向模式的多轴转向车辆性能分析期刊论文-公路交通科技,2008(12)14郭孔辉,轧浩.四轮转向的控制方法的发展期刊论文-中国机械工程，1998(05)15