液壓式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計【3張CAD圖紙和畢業(yè)論文全套】

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日畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告學(xué)生姓名李龍?zhí)┫挡科嚺c交通工程學(xué)院專業(yè)、班級車輛B07-2班指導(dǎo)教師姓名安永東職稱副教授從事專業(yè)車輛工程是否外聘是否題目名稱液壓式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義1.課題研究現(xiàn)狀所謂四輪轉(zhuǎn)向是指后輪也和前輪一樣具有一定的轉(zhuǎn)向功能，不僅可以與前輪同相(同方向)轉(zhuǎn)向，也可以與前輪逆相(反方向)轉(zhuǎn)向。在汽車低速行駛時其后輪和前輪逆相轉(zhuǎn)向，可以減少轉(zhuǎn)彎半徑，使車輛容易就位，改善汽車低速時的操縱輕便性和機動性。在汽車中高速行駛時其后輪與前輪同相轉(zhuǎn)向，有助于減少車輛側(cè)滑或扭擺，對平衡車輛在超車、變道或躲避不平路面時的反應(yīng)均有幫助，增強了汽車在高速行駛或在側(cè)向風(fēng)力作用下的操縱穩(wěn)定性。鑒于四輪轉(zhuǎn)向技術(shù)的諸多優(yōu)點，近十幾年來國外許多研究機構(gòu)從不同的角度對四輪轉(zhuǎn)向技術(shù)進行了大量研究，使這項技術(shù)日趨成熟，并發(fā)展出多于四輪的轉(zhuǎn)向技術(shù)，多輪轉(zhuǎn)向技術(shù)主要適用于非緊湊型汽車，如多功能運動型車、卡車、多軸重型特種車輛等。隨著汽車技術(shù)的發(fā)展，汽車行駛速度的提高及道路行使密度的增大，作為實現(xiàn)主動安全性的方法之一的四輪轉(zhuǎn)向技術(shù)日益受到重視。四輪轉(zhuǎn)向的主要優(yōu)點是在轉(zhuǎn)向時能夠保持重心偏角基本為零，極大地改善了橫擺角速度和側(cè)向加速度的瞬態(tài)性能指標。另外低速時能夠減小汽車的轉(zhuǎn)彎半徑，使汽車在低速行使時更加靈活，而且還能獨立地控制汽車的運動軌跡與姿態(tài)，使方向角與姿態(tài)角重合，提高汽車的側(cè)向穩(wěn)定性；高速行駛時同相位轉(zhuǎn)向，方向盤到后輪產(chǎn)生轉(zhuǎn)彎力的時間相對滯后，使車身方向與實際行駛方向的偏差減小，從而具有較好的穩(wěn)定感。近幾年，載貨車和專用作業(yè)車的噸位逐漸增大，有的總重量已超過30t，汽車車軸由兩軸增加多軸，因而工程機械操縱的靈活性和穩(wěn)定性要求顯得越來越重要。在電子技術(shù)不斷提高，控制理論不斷完善的前提下，開展四輪轉(zhuǎn)向技術(shù)的研究已是眾多汽車廠商能否占有市場的關(guān)鍵。汽車改變方向是通過駕駛員轉(zhuǎn)動方向盤，前輪進行轉(zhuǎn)動，從而帶動車身轉(zhuǎn)動，因此汽車的前輪肯定是轉(zhuǎn)向的。對于工程用多軸汽車，由于其整車軸距較長、車體重、重心高等特點，因而轉(zhuǎn)向的靈活性和穩(wěn)定性差。同時工程用車一般調(diào)頭、轉(zhuǎn)向十分頻繁，對于一般的汽車（非四輪轉(zhuǎn)向的車輛），在有限的工作空間掉頭或轉(zhuǎn)向時，司機要多次左右旋轉(zhuǎn)方向盤，松合離合器和扳動前進檔，還要不斷地加大油門。完成一次調(diào)頭，往往需要前進后退反復(fù)好幾次，駕駛員易疲勞，工作效率低，嚴重污染環(huán)境和不必要的能源浪費。而對于四輪轉(zhuǎn)向的汽車，只要左右旋轉(zhuǎn)方向盤一次就能完成調(diào)頭。如果是全輪轉(zhuǎn)向的隧道用車，建筑用起重機車和自卸車，不僅能提高工作效率，降低駕駛員的勞動強度，還能充分利用空間，減小能耗。為了提高汽車的操作靈活性，降低駕駛員的重復(fù)操作而引起的疲勞，增強車輛在壞路面上的適應(yīng)能力，近幾年國內(nèi)外都在積極開展四輪轉(zhuǎn)向技術(shù)。從英國利蘭公司1934年開始生產(chǎn)四軸載貨汽車算起，至今已有60多年的歷史。然而在一些工業(yè)發(fā)達國家卻由于法規(guī)方面的原因，在相當(dāng)長的時間內(nèi)一直不允許使用四軸車，在這方面較為典型的例子是原聯(lián)邦德國和美國。因此也就限制了四軸汽車的發(fā)展。但是由于四軸汽車比三軸和兩軸汽車裝載質(zhì)量大，有利于改善交通擁擠狀況，1985年原聯(lián)邦德國巴特勒研究所建議將四軸汽車作為改善交通流量的載貨汽車,1989年本茨公司生產(chǎn)了1320輛四軸汽車，具有90年代先進水平。四軸汽車的轉(zhuǎn)向靈活性差，于是有了雙前軸轉(zhuǎn)向汽車。進入20世紀90年代，電子技術(shù)的高速發(fā)展和微電腦在汽車上應(yīng)用日趨成熟，使汽車開始進入智能化階段。1985年日產(chǎn)汽車公司推出世界上第一套用于轎車的四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（電子控制液壓工作式），并把它命名為“高性能主動懸掛”。同時本系統(tǒng)增加了滯后控制，即讓后輪轉(zhuǎn)向時間比前輪稍微延遲一些。這種控制方法的應(yīng)用避免了后輪和前輪在同一時間內(nèi)做同相位轉(zhuǎn)向時后輪防礙車身旋轉(zhuǎn)的情況，消除了轉(zhuǎn)彎開始時汽車偏擺的滯后，得到自然的轉(zhuǎn)向反應(yīng)性?！案咝阅苤鲃討覓臁笔撬妮嗈D(zhuǎn)向系統(tǒng)控制方法的一次突破。新的控制理論不斷地與四輪轉(zhuǎn)向技術(shù)相結(jié)合，例如自適應(yīng)控制，模糊控制，最優(yōu)控制，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制以及模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制，使得四輪轉(zhuǎn)向技術(shù)設(shè)計理念模塊化，智能化。從20世紀初(1907年)，日本政府頒發(fā)第一個關(guān)于四輪轉(zhuǎn)向的專利證書開始，對于汽車四輪轉(zhuǎn)向的研究一直伴隨著汽車工業(yè)的發(fā)展而進行著。二戰(zhàn)期間，美國的一些軍用車輛和工程車輛上采用一種前、后輪逆相位偏轉(zhuǎn)的簡單機械式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，以適應(yīng)惡劣的路況，改善汽車低速轉(zhuǎn)向時的機動性能。1962年，在日本汽車工程協(xié)會的技術(shù)會議上，提出了后輪主動轉(zhuǎn)向的四輪轉(zhuǎn)向技術(shù)，開始了現(xiàn)代四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的研究。在70年代末，本田和馬自達積極投入到四輪轉(zhuǎn)向的開發(fā)。1985年，日本的尼桑在客車上應(yīng)用了世界上第一例實用的四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，應(yīng)用在一種車型的高性能主動控制懸架上。隨著對四輪轉(zhuǎn)向這一領(lǐng)域研究的不斷進展，出現(xiàn)了多種不同結(jié)構(gòu)形式、不同控制策略的實用四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。一般來說，四輪轉(zhuǎn)向汽車在轉(zhuǎn)向過程中，根據(jù)不同的行駛條件，前、后輪轉(zhuǎn)向角之間應(yīng)遵循一定的規(guī)律。目前，典型四輪轉(zhuǎn)向汽車的后輪偏轉(zhuǎn)規(guī)律是：(1)逆相位轉(zhuǎn)向在低速行駛或者方向盤轉(zhuǎn)角較大時，前、后輪實現(xiàn)逆相位轉(zhuǎn)向，即后輪的偏轉(zhuǎn)方向與前輪的偏轉(zhuǎn)方向相反，且偏轉(zhuǎn)角度隨方向盤轉(zhuǎn)角增大而在一定范圍內(nèi)增大(后輪最大轉(zhuǎn)向角一般為5左右)。這種轉(zhuǎn)向方式可改善汽車低速時的操縱輕便性，減小汽車的轉(zhuǎn)彎半徑，提高汽車的機動靈活性。便于汽車掉頭轉(zhuǎn)彎、避障行駛、進出車庫和停車場。(2)同相位轉(zhuǎn)向在中、高速行駛或方向盤轉(zhuǎn)角較小時，前、后輪實現(xiàn)同相位轉(zhuǎn)向，即后輪的偏轉(zhuǎn)方向與前輪的偏轉(zhuǎn)方向相同(后輪最大轉(zhuǎn)角一般為1左右)。使汽車車身的橫擺角速度大大減小，可減小汽車車身發(fā)生動態(tài)側(cè)偏的傾向，保證汽車在高速超車、進出高速公路、高架引橋及立交橋時，處于不足轉(zhuǎn)向狀態(tài)。現(xiàn)在，有許多四輪轉(zhuǎn)向汽車把改善汽車操縱性能的重點放在提高汽車高速行駛的操縱穩(wěn)定性上，而不過分要求汽車在低速行駛時的轉(zhuǎn)向機動靈活性。其工作特點是低速時汽車只采用前輪轉(zhuǎn)向，只在汽車行駛速度達到一定數(shù)值后(如50kmh)，后輪才參與轉(zhuǎn)向，進行同相位四輪轉(zhuǎn)向。與普通的前輪轉(zhuǎn)向汽車相比，四輪轉(zhuǎn)向汽車具有如下特點：優(yōu)越性：(1)轉(zhuǎn)向操作的響應(yīng)加快，準確性提高；(2)轉(zhuǎn)向操作的機動靈活性和行駛穩(wěn)定性提高；(3)抗側(cè)向干擾的穩(wěn)定性好；(4)超車時，變換車道更容易，減小了汽車產(chǎn)生擺尾和側(cè)滑的可能性。不足性：(1)低速轉(zhuǎn)向時，汽車尾部容易碰到障礙物；(2)實現(xiàn)理想控制的技術(shù)難度大；(3)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高；(4)轉(zhuǎn)向過程中，阿克曼定理難保證。2. 選題目的和意義對汽車四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成和結(jié)構(gòu)原理進行簡單介紹，結(jié)合發(fā)展現(xiàn)狀，給出電液控制式四輪轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)的設(shè)計過程，為設(shè)計開發(fā)四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)提供參考依據(jù)。四輪轉(zhuǎn)向技術(shù)是未來重型汽車轉(zhuǎn)向靈活性的發(fā)展趨勢，在高速發(fā)展的現(xiàn)代化社會，高的機械效率和低的能量消耗在汽車設(shè)計中具有很重要的地位。四輪轉(zhuǎn)向汽車與現(xiàn)代化的設(shè)計理念相吻合，即它的環(huán)保性和節(jié)能性，它適應(yīng)汽車發(fā)展的趨勢，存在廣闊的市場前景。二、設(shè)計（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題（一）設(shè)計的基本內(nèi)容1.確定四輪轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)方案；2. 繪制液壓系統(tǒng)圖3. 繪制壓力控制回路圖4. 繪制流量控制回路圖5繪制方向控制回路圖（二）擬解決的主要問題1. 四輪轉(zhuǎn)向汽車的系統(tǒng)分析2. 通過各種方案的對比確定四輪轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)的最優(yōu)方案3. 轉(zhuǎn)向液壓缸的設(shè)計4. 液壓系統(tǒng)的液壓元件的選取5. 繪制液壓系統(tǒng)圖及相應(yīng)液壓回路圖三、技術(shù)路線（研究方法）完成畢業(yè)設(shè)計和說明書繪制方向控制回路圖繪制調(diào)速回路圖繪制壓力控制回路圖繪制液壓系統(tǒng)圖對液壓系統(tǒng)的液壓元件進行選取和設(shè)計對四輪轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)進行初步設(shè)計調(diào)研并查閱相關(guān)資料確定總體方案四、進度安排1、進行文獻檢索，查看相關(guān)資料，對課題的基本內(nèi)容有一定的認識和了解。第1-2周（2月28日3月11日）2、初步確定設(shè)計的總體方案，討論確定方案；對四輪轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)進行初步設(shè)計。第3-6周（3月14日4月8日）3、提交設(shè)計草稿，進行討論，修定。第7周（4月11日4月15日）4、對液壓系統(tǒng)的液壓元件進行選取和設(shè)計，繪制液壓系統(tǒng)圖、壓力控制回路圖、調(diào)速回路圖、方向控制回路圖。第8-12周（4月18日5月20日）5、提交正式設(shè)計，教師審核。第13-14周（5月23日6月3日）6、按照審核意見進行修改。第15周（6月6日6月10日）7、整理所有材料，裝訂成冊，準備答辯。第16周（6月13日6月17日）五、參考文獻1劉彩志,陳思思.多輪轉(zhuǎn)向汽車電液控制系統(tǒng)的研究與開發(fā).交通科技,2002(2):45-482汪東明,陳南.電控電動式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的研究與發(fā)展.汽車電器,2004(4):8-103周名,余卓平,趙志國.動力轉(zhuǎn)向技術(shù)的發(fā)展.汽車研究與開發(fā),2004(10):9-124郭北濤,王淑蓮等.電液比例速度系統(tǒng)的前饋模糊復(fù)合控制研究.沈陽建筑工程學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版)，2002(10):316-3185姚懷新,陳波.工程機械底盤理論.北京:人民交通出版社,2002.126張利平.液壓控制系統(tǒng)及設(shè)計.北京:化工工業(yè)出版社,2006.47田志剛.多輪轉(zhuǎn)向車輛轉(zhuǎn)向原理與控制方法期刊論文-農(nóng)業(yè)與技術(shù),2009(3)8張慧萍,楊志剛.電控電動式4WS系統(tǒng)在現(xiàn)代汽車中的應(yīng)用期刊論文-重慶交通大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）,2008(2)9黃榕清,向鐵明,許迎東.電動助力轉(zhuǎn)向的原理及發(fā)展期刊論文-公路與汽運,2007(4)10高秀華,張春秋,李炎亮,王云超.多輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向控制模式綜述期刊論文-起重運輸機械, 2006(6)11徐建鋒,寧曉斌,謝偉東,佘翊妮.4WS整車虛擬樣機建模與動力學(xué)仿真期刊論文-計算機仿真,2006(12)12孫海波.四輪轉(zhuǎn)向汽車轉(zhuǎn)向特性的研究學(xué)位論文碩士,200513王樹鳳,張俊友,李華師，柴山.不同轉(zhuǎn)向模式的多軸轉(zhuǎn)向車輛性能分析期刊論文-公路交通科技,2008(12)14郭孔輝,軋浩.四輪轉(zhuǎn)向的控制方法的發(fā)展期刊論文-中國機械工程，1998(05)15杜宇.四輪轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)學(xué)位論文,200016 Whitehead JC Four - Wheel - Steering Maneuverability and High Speed Stabilization17Shibahata Y.Irle N.Itoh H The Development of an Experimental Four - Wheel - Steering Vehicle六、備注指導(dǎo)教師意見：簽字： 年 月 日