高性能轿车用转向助力泵关键技术的研究

论文摘要

汽车用转向助力泵作为汽车动力转向系统的动力源，其性能的好坏直接影响到汽车的转向安全性和操纵稳定性，而轿车上所应用的转向助力泵更为严格，要求泵小排量、高速和大功率，并且要低噪声。目前国内对于转向助力泵的关键技术之一的定子曲线，主要依靠引进国外技术，然后在此基础上消化在创新，最后得出定子曲线方程。国内许多厂家在进行定子曲线的设计和制造方面因条件所限的原因，以及在节能、降噪等方面也存在很大的不足。因此，对转向助力泵关键技术之一的定子曲线进行深入地研究，有助于缩小我国同国外先进技术的差距。本论文主要完成了以下几个方面的研究：1、以无因次速度V，加速度A，跃度J为优化目标，对分段组合式定子曲线进行了基于MTALAB软件的多目标优化设计，得出了基于该优化设计的分段组合式运动规律方程；并运用MATLAB的绘图功能，绘制出了优化后的分段组合式曲线的各运动学特性规律曲线。通过与其它常用定子曲线比对，得出其运动学性能优于其它常用定子曲线。2、分析优化后的分段组合式曲线的流量脉动，进行基于MATLAB软件的流量脉动变化规律的可视化分析。通过与各种常见定子曲线的瞬时流量脉动规律进行对比，得出分段组合式曲线的流量脉动显著降低，比现在备受推崇的高次曲线更有推广价值。3、对轿车用转向助力泵进行基于三维软件Pro/E的三维实体建模及装配，并运用Pro/E的Mechanism仿真模块对转向助力泵三维实体装配模型进行运动仿真分析。用所建立的三维实体装配模型进行运动仿真，得出的位移、速度、加速度等的变化曲线与前期进行理论推导而得出的转向助力泵的位移、速度、加速度变化曲线是相符的。4、对于如何消除转向助力泵在运行时产生的噪声，进行了初步探讨。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 论文研究背景
• 1.2 论文的主要研究工作
• 第二章 平衡式双作用叶片泵的原理及结构设计
• 2.1 双作用叶片泵
• 2.1.1 平衡式双作用叶片泵的工作原理
• 2.1.2 双作用叶片泵的排量和流量
• 2.1.3 双作用叶片泵的结构特点
• 2.1.3.1 定子过渡曲线
• 2.1.3.2 径向作用力平衡
• 2.1.3.3 断面间隙的自动补偿
• 2.1.3.4 提高工作压力的主要措施
• 2.1.4 轿车用转向助力泵的结构特点
• 2.2 平衡式双作用叶片泵结构设计
• 2.2.1 叶片结构设计
• 2.2.2 定子曲线参数设计
• 2.3 平衡式双作用叶片泵定子内曲线运动规律方程
• 2.3.1 定子曲线设计基本要求
• 2.3.2 定子曲线的分段组合式运动规律
• 第三章 轿车用转向助力泵定子曲线的优化设计
• 3.1 轿车用转向助力泵定子曲线优化设计方案
• 3.2 轿车用转向助力泵定子曲线多优化设计数学模型的建立
• 3.3 轿车用转向助力泵定子曲线多目标优化问题的优化方法
• 3.4 轿车用转向助力泵定子曲线运动学特性研究
• 3.5 轿车用转向助力泵定子曲线流量脉动的研究
• 第四章 轿车用转向助力泵的建模及其运动仿真
• 4.1 轿车用转向助力泵的三维实体造型
• 4.2 轿车用转向助力泵的三维实体模型的装配
• 4.3 基于 Pro/E 的转向助力泵的机构运动仿真
• 第五章 轿车用转向助力泵的降噪研究
• 第六章 结论与展望
• 参考文献
• 附录 A 分段组合式曲线运动学特性规律曲线绘制程序
• 附录 B 轿车用转向助力泵定子曲线流量脉动绘制程序
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文