汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)分析

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摘要：隨著社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步，汽車數(shù)量不斷增多，為了保障人們駕駛汽車時(shí)的生命安全，汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)開始引起人們的重點(diǎn)關(guān)注，通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以有效緩解駕駛者的駕駛疲勞，使得駕駛更加得心應(yīng)手，有力的保障駕駛者的安全行駛。本文主要對(duì)汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)其中存在的問題，提出創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)理念，保障汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)能夠符合安全駕駛的需要。

關(guān)鍵詞：汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng);結(jié)構(gòu)優(yōu)化;設(shè)計(jì)

1引言

傳統(tǒng)汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)僅僅只是考慮汽車的整體結(jié)構(gòu)，有時(shí)會(huì)忽視駕駛者的駕駛感受，沒有將現(xiàn)代化的人性化的設(shè)計(jì)理念，充分考慮融入汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)之中，導(dǎo)致人們的駕駛體驗(yàn)可能會(huì)受到影響，對(duì)人們生命健康的安全保障也在很大的隱患。為了保證人們的駕駛安全，汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)必須強(qiáng)調(diào)以人為本，重視駕駛者的駕駛體驗(yàn)，防止因轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不合理帶來安全交通問題。

2汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化的現(xiàn)狀調(diào)查

由于我國(guó)的工業(yè)化進(jìn)程較晚，導(dǎo)致我國(guó)在汽車研究方面是遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的，在現(xiàn)代化汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)上還存在很多不足，相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)還不夠完善，人們的生命安全保障依然存在很大的隱患。部分企業(yè)在開展汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化時(shí)沒有充分考慮汽車方向盤傳來的轉(zhuǎn)矩作用，導(dǎo)致駕駛者的駕駛意圖不能很好的傳遞到轉(zhuǎn)向機(jī)及轉(zhuǎn)向輪，不能安全有效的保障人們的生命安全。對(duì)于汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)人員在全面了解駕駛情況后根據(jù)價(jià)值者的個(gè)人體驗(yàn)，充分發(fā)揮自身的聰明才智，明確設(shè)計(jì)目標(biāo)，加強(qiáng)確保汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)能夠有效的為駕駛者帶來全新的駕駛體驗(yàn)和保障駕駛者的生命安全。

3汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)存在的重難點(diǎn)問題

3.1設(shè)計(jì)管理機(jī)制不健全、不規(guī)范

汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)是一項(xiàng)十分復(fù)雜且重要的工作，需要充分考慮汽車運(yùn)行的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境以及人們駕駛過程中的實(shí)際需求，但是很多企業(yè)的設(shè)計(jì)管理機(jī)制不健全、不規(guī)范，缺乏完善的汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)管理機(jī)制，設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)成果不能得到有效的監(jiān)督，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)也缺乏合理管控，最終導(dǎo)致汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的水平難以滿足設(shè)計(jì)的要求，嚴(yán)重影響了汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的發(fā)展。

3.2部分設(shè)計(jì)人員技術(shù)水平有待提高

汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)人員很多不具備專業(yè)的技術(shù)知識(shí)和技能水平，僅僅只是通過邊學(xué)邊摸索，不能與時(shí)俱進(jìn)，學(xué)習(xí)掌握現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)水平，自身的設(shè)計(jì)水平還有待提高。部分設(shè)計(jì)人員缺乏健康證明和專業(yè)機(jī)構(gòu)認(rèn)定的技術(shù)資質(zhì)，未經(jīng)嚴(yán)格的審查就讓其參與汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，導(dǎo)致汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的安全設(shè)計(jì)方面存在重大隱患，部分企業(yè)極少組織設(shè)計(jì)人員開展專業(yè)的知識(shí)培訓(xùn)和技能培訓(xùn)，導(dǎo)致汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的質(zhì)量難以得到有效保證，設(shè)計(jì)的科學(xué)性、規(guī)范性有待加強(qiáng)。

3.3汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)涵蓋的知識(shí)范圍廣

汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)不僅需要設(shè)計(jì)人員掌握汽車制造的相關(guān)知識(shí)，還應(yīng)該了解駕駛者的感受，同時(shí)必須具備良好的動(dòng)手能力，汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)涵蓋的知識(shí)范圍廣，需要充分考慮保障人們生命安全的功能，根據(jù)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滿足人們駕駛需要，設(shè)計(jì)過程中要把汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的防護(hù)能力和人們的駕駛情況充分結(jié)合，科學(xué)規(guī)劃設(shè)計(jì)，保證汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)切實(shí)取得成效。

3.4汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)涉及的細(xì)節(jié)節(jié)點(diǎn)多

汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)需要充分考慮方向盤、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向輪的工作情況，滿足人們駕駛體驗(yàn)，涉及的細(xì)節(jié)節(jié)點(diǎn)多，要在充分保障駕駛者駕駛安全的基礎(chǔ)上確保駕駛者能夠取得良好的駕駛體驗(yàn)。

3.5汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)人員實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足

隨著汽車行業(yè)的大規(guī)模發(fā)展，我國(guó)汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)開始引起眾多從業(yè)者的重視，但是部分設(shè)計(jì)人員的素質(zhì)還未完全跟上，真正具有國(guó)家認(rèn)證的汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)證書的人很少，部分設(shè)計(jì)人員資質(zhì)欠缺，缺乏專業(yè)的汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)過程中遇到的問題難以提出有效的解決方案和實(shí)施措施，嚴(yán)重拖慢了汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的進(jìn)度。部分汽車設(shè)計(jì)專業(yè)學(xué)校輸送的畢業(yè)生只會(huì)紙上談兵，缺乏實(shí)踐設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)的理念也缺乏科學(xué)性、先進(jìn)性，無法將知識(shí)有效的轉(zhuǎn)化為汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的實(shí)際成果，嚴(yán)重影響汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)質(zhì)量。

4汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)和有效舉措

4.1打造科學(xué)有效的設(shè)計(jì)體系

采用獨(dú)立懸架的汽車，每個(gè)轉(zhuǎn)向輪相對(duì)于車身作獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，這樣在汽車行駛過程中不會(huì)產(chǎn)生影響。因此轉(zhuǎn)向橫拉桿采用分段式設(shè)計(jì)，能夠保證正常傳遞轉(zhuǎn)向力?？垢蓴_能力強(qiáng)。轉(zhuǎn)向梯形采用斷開式設(shè)計(jì)，與此同時(shí)，轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的轉(zhuǎn)向梯形也必須分成兩段或者三段。本次設(shè)計(jì)采用的也是獨(dú)立懸架轉(zhuǎn)向傳動(dòng)。

4.2采用先進(jìn)的傳感器

汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)取消了以往的機(jī)械傳動(dòng)，使得整個(gè)行駛過程更加的平穩(wěn)，但是對(duì)于設(shè)計(jì)人員的要求很嚴(yán)格，需要設(shè)計(jì)者具備很強(qiáng)的理論能力和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，企業(yè)可以積極招聘專業(yè)設(shè)計(jì)人才，制定汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)人才培養(yǎng)方案，充分調(diào)動(dòng)設(shè)計(jì)人員的學(xué)習(xí)積極性，選擇先進(jìn)的傳感器，例如非接觸式電位式轉(zhuǎn)矩傳感器，能夠有效的判斷方向盤轉(zhuǎn)向的方向和轉(zhuǎn)矩大小。

4.3選擇合適的減速機(jī)構(gòu)

減速機(jī)構(gòu)是轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中不可缺少的部件，它的作用是降低電動(dòng)機(jī)輸出軸的轉(zhuǎn)速，從而將電動(dòng)機(jī)輸出軸的輸出轉(zhuǎn)矩放大后作用于轉(zhuǎn)向輸出軸。積極主動(dòng)的研究國(guó)外先進(jìn)的減速技術(shù)，采用現(xiàn)代化的減速機(jī)構(gòu)。例如蝸輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)。其特點(diǎn)如下：高速比和高效率、結(jié)構(gòu)緊湊體積小、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)噪音低、使用可靠、壽命長(zhǎng)、過載能力強(qiáng)、耐沖擊、慣性力矩小。

4.4選擇合適的電機(jī)

汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中電機(jī)的作用是十分重要的，作為EPS系統(tǒng)的主要?jiǎng)恿υ?，它根?jù)ECU的控制指令在不同的工況下輸出不同的助力力矩，因此，對(duì)整個(gè)EPS系統(tǒng)性能影響很大。汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)必須充分的考慮各種電機(jī)的性能，選取最佳的電機(jī)，對(duì)電動(dòng)機(jī)的選擇要求是，必須有良好的動(dòng)態(tài)特性、調(diào)速特性和隨動(dòng)特性并易控制，同時(shí)電機(jī)的輸出波小，不影響汽車的正常行駛，低轉(zhuǎn)速大轉(zhuǎn)矩可以使得汽車的轉(zhuǎn)型更加的靈活，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小確保轉(zhuǎn)向的穩(wěn)定可靠，例如可以采用常見的刷式永磁直流電動(dòng)機(jī)完成汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，確保駕駛者的獲得良好的駕駛體驗(yàn)。

4.5優(yōu)化轉(zhuǎn)向盤的設(shè)計(jì)

轉(zhuǎn)向盤一般由輪緣、輪輻、輪轂三個(gè)部分組成，輪輻一般會(huì)有三根輻條或者四根輻條，少數(shù)的是采用兩根輻條的設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)向盤內(nèi)部是由金屬骨架組成，骨架外面一般包有柔軟的合成橡膠或者樹脂，也會(huì)有部分轉(zhuǎn)向盤采用的的包皮革，這樣在駕駛汽車式可具有良好的手感，同時(shí)對(duì)于防止手心出汗時(shí)方向盤打滑有著良好的作用效果。為了保障駕駛者駕駛汽車出現(xiàn)意外時(shí)的安全，轉(zhuǎn)向盤的設(shè)計(jì)從安全性考慮，還應(yīng)該具有柔軟的外表皮，在發(fā)生事故時(shí)可起緩沖作用保護(hù)駕駛者，減輕碰撞損害，而且還要求轉(zhuǎn)向盤在撞車時(shí)候其骨架能產(chǎn)生變形，以吸收沖擊能量，減輕駕駛員的受傷程度。有的轉(zhuǎn)向盤還會(huì)裝設(shè)車速控制開關(guān)和氣囊裝置進(jìn)一步的保護(hù)駕駛者的生命安全。

4.6汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)要充分考慮實(shí)際情況

汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)需要緊密的結(jié)合駕駛者的實(shí)際體驗(yàn)，在確保安全的前提下使得駕駛者能夠靈活的控制汽車的行駛路線，減少汽車行駛過程中抖動(dòng)情況，有效的提高駕駛者的舒適感，使得駕駛者能夠真實(shí)的感受到路面的感覺，獲得良好的駕駛體驗(yàn)。

4.7提升汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)人員的創(chuàng)新創(chuàng)造能力

汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)是一個(gè)極其復(fù)雜的過程，需要設(shè)計(jì)者具有良好的創(chuàng)新創(chuàng)造能力，充分利用創(chuàng)新的方法使汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)別出心裁，既能符合駕駛者的需求，同時(shí)能夠滿足國(guó)家規(guī)定的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，能夠安全牢固的保障人們的生命安全和滿足人們的駕駛體驗(yàn)，同時(shí)確保汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的科學(xué)性、合理性。

5結(jié)語

隨著汽車的普及，汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)將是未來社會(huì)關(guān)注的重點(diǎn)對(duì)象，是保障人們生命安全的重要防線，積極探索汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的創(chuàng)新性方法，把握設(shè)計(jì)要點(diǎn)，充分發(fā)揮廣大設(shè)計(jì)人員的個(gè)人才能，落實(shí)設(shè)計(jì)人員的安全責(zé)任，能夠提升設(shè)計(jì)人員的技能水平和專業(yè)知識(shí)，保證汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求，在滿足駕駛者駕駛體驗(yàn)的同時(shí)確保安全，有力的推動(dòng)我國(guó)汽車行業(yè)的發(fā)展。

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[1]鄭鴻旺，黎志勇，鄭健強(qiáng).淺談汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與工作原理[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2018（16）：76-77.

[2]高永勝.淺談汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理[J].黑龍江科技信息，2015（29）：47.

作者：楊愛珍 單位：江鈴汽車股份有限公司