中型越野车采用电动助力转向的研究

摘要

作为越野车底盘的重要组成部分，转向系统的性能好坏将直接影响越野车的机动灵活性、操纵稳定性和轻便性。目前，大部分中型越野车使用技术成熟的液压助力转向系统，改善了驾驶员的劳动强度，提高了其行驶安全性及灵活性，但液压系统存在的耗能、对环境可能造成的污染等固有不足己越来越明显，液压助力转向系统已经不能完全满足时代发展的要求。电动助力助力转向系统在国内外都有不少公司和高校进行研究，技术已经日趋完善，其应用范围已经从最初的微型轿车向更大型轿车和商用客车方向发展，在中型越野车上的应用也有着良好的前景。 本文基于ADAMS软件，对装备EPS系统的中型越野车的多体动力学虚拟样机模型进行了仿真分析，主要研究内容如下： 1、概述了越野车转向系统发展现状，然后从助力大小和成本两方面分析了中型越野车采用EPS的可行性。并简要说明了我国汽车行业应用EPS和HEPS的设想。介绍了EPS的发展现状、结构、工作原理、关键部件、类型及主要优点，并说明了本文的研究内容与意义。 2、对多体动力学的理论基础和动力学仿真软件ADAMS进行了详细的介绍，并探讨了ADAMS/Car进行建模的流程以及利用ADAMS/Car建立本文所用模型的过程，详细说明了所作的简化和假设，各子系统以及组装成整车的建模方法。 3、分析了助力特性的概念、要求和三种典型的助力特性曲线，并选择直线型助力策略进行了详细分析，研究了助力特性的参数与特征形式，结合所建虚拟样机模型，确定了一种与模型相适应的直线型助力特性曲线。探讨了EPS建模以及ADAMS-MATLAB联合仿真的实现方法，通过对双移线工况仿真结果可知系统具有良好的跟踪性能，实现了助力曲线的设计目标。最后通过双扭线工况和90°角阶越输入进行仿真，来评价越野车采用EPS的轻便性和整车横摆角速度响应，由仿真结果可知，采用EPS后，越野车的转向轻便性有了明显提高，响应时间明显减少。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1越野车转向系统综述

1.1.1越野车转向系统发展现状及前景

1.1.2越野车上采用电动助力转向系统的可行性分析

1.1.3当前越野车转向系在整车操稳方面存在的问题

1.2电动助力转向系统简介

1.2.1国内外电动助力转向系统发展现状

1.2.2 EPS的结构及工作原理

1.2.3 EPS的关键部件

1.2.4 EPS的类型及其特点

1.2.5电动助力转向系统的主要优点

1.3本文的研究意义与内容

1.4本章小结

第二章多体系统动力学及ADAMS软件简介

2.1多体动力学概述

2.1.1多体动力学基本理论及其在汽车动力学分析中的应用

2.1.2多刚体系统动力学的主要研究方法

2.2多体动力学仿真软件ADAMS概述

2.2.1 ADAMS软件简介

2.2.2 ADAMS的分析和计算方法

2.2.3 ADAMS/Car模块简介

2.3本章小结

第三章越野车整车仿真模型的建立

3.1 ADAMS/CAR的建模步骤

3.2建模参数的确定

3.3越野车模型的简化

3.4越野车整车仿真模型的建立

3.4.1越野车前后悬架模型

3.4.2越野车转向系建模

3.4.3越野车轮胎模型及路面谱的建立

3.4.4越野车动力总成模型

3.4.5越野车制动系统模型

3.4.6越野车整车模型的装配和通讯器的使用

3.5本章小结

第四章EPS助力控制策略的研究

4.1助力特性分析

4.1.1助力特性的概念及要求

4.1.2常见助力特性曲线

4.1.3直线型助力特性曲线的确定

4.2 ADAMS-MATLAB联合仿真实现

4.2.1 ADAMS与MATLAB联合仿真的概述

4.2.2 EPS联合仿真的分析过程

4.2.3双移线仿真结果

4.3直线型控制策略性能评价

4.3.1越野车转向轻便性评价

4.3.2横摆角速度响应比较

4.4本章小结

第5章全文总结及展望

5.1全文总结

5.2不足与展望

参考文献

致谢