定 價:64.8 元
叢書名:汽車行業(yè)卓越人才培養(yǎng)叢書
- 作者:[德]彼得·普費爾(Peter Pfeffer) 等
- 出版時間:2019/7/1
- ISBN:9787111617785
- 出 版 社:機械工業(yè)出版社
- 中圖法分類:U463.4
- 頁碼:
- 紙張:膠版紙
- 版次:
- 開本:16開
本書研究的課題為汽車轉向系統(tǒng)、汽車轉向感覺和汽車行駛動力學。書的開始部分為汽車轉向運動學和汽車行駛動力學的基礎知識,討論影響轉向的底盤參數(shù)的概念和意義。在接下來的章節(jié)中著重研究了駕駛人和車輛之間的關聯(lián),并詳細闡述轉向感覺的概念和意義。轉向系統(tǒng)零部件的結構、設計原則和試驗方法也是本書的重點內(nèi)容。涉及的零部件有轉向盤、轉向管柱、轉向中間軸、轉向器。特殊的轉向系統(tǒng),如疊加轉向系統(tǒng)和四輪轉向系統(tǒng),本書也作了詳盡的介紹。本書的另外一個重點是,介紹當前轉向系統(tǒng)各種技術狀態(tài),闡述它們與整車的相互作用,我們力圖使復雜的內(nèi)容變得簡單易懂。當然其他方面,如噪聲性能、能量需求和安全功能,在本書中也沒有忽略。本書的*后章節(jié)關注駕駛人輔助系統(tǒng)。
2011年5月,《汽車轉向》第1版出版,該書在德語地區(qū)迅速成為汽車轉向領域的權威著作,并且成為Springer Vieweg出版社著名的ATZ/MTZ技術叢書中的重要組成部分。由于兼顧了汽車生產(chǎn)者、零部件生產(chǎn)者以及科研院校師生的不同興趣點,該書受到廣泛好評,取得巨大成功。近40名來自汽車工業(yè)界和高等院校的德國專家參與了該書的編寫工作,他們豐富的專業(yè)知識為該書的成功奠定了基礎。
《汽車轉向》第2版進行了全面更新和補充。感謝所有的作者以及提出建設性改進建議的廣大讀者,特別要衷心感謝Springer Vieweg出版社卓越的合作精神。今后同樣希望得到讀者提出的改進或補充的意見和建議,我們的聯(lián)系方式:mail@Lenkungshandbuch.de。
本書研究的內(nèi)容為汽車轉向系統(tǒng)、汽車轉向感覺和汽車行駛動力學。書的開始部分為汽車轉向運動學和汽車行駛動力學的基礎知識,討論影響轉向時底盤參數(shù)的概念和意義。后續(xù)章節(jié)中著重研究了駕駛人和車輛之間的關聯(lián),并詳細闡述了轉向感覺的概念和意義。轉向系統(tǒng)零部件的結構、設計原則和試驗方法也是本書的重點內(nèi)容,涉及的零部件有轉向盤、轉向管柱、轉向中間軸、轉向器。對于特殊的轉向系統(tǒng),如疊加轉向系統(tǒng)和四輪轉向系統(tǒng),本書也做了詳盡的介紹。本書的另一個重點是介紹當前轉向系統(tǒng)的各種技術狀態(tài),闡述它們與整車的相互作用,力圖使復雜的內(nèi)容變得簡單易懂。當然,其他方面,如噪聲性能、能量需求和安全功能,本書也有所涉及。本書的最后章節(jié)介紹了現(xiàn)代駕駛人輔助功能轉向系統(tǒng)。
本書的讀者定位為從事汽車轉向系統(tǒng)設計、開發(fā)、試驗、制造和維修工作的工程師和工程技術人員。本書也適合于普通高等院校車輛工程專業(yè)的廣大師生閱讀。
斯圖加特/費爾達芬格2013年5月
曼弗雷德·哈爾
彼得·普費爾
曼弗雷德·哈爾(Manfred Harrer)博士畢業(yè)于慕尼黑?茖W校汽車技術專業(yè)。1997—1999年,在奧迪公司(Audi AG)研發(fā)總部(英戈爾施塔特,Ingolstadt)從事底盤開發(fā)工作。1999—2007年,在寶馬(BMW)總部(慕尼黑)擔任試驗工程師、項目負責人和轉向預開發(fā)經(jīng)理。2003—2007年,獲得英國Bath大學博士學位,其論文研究汽車轉向感覺、行駛性能的主觀評價與汽車行駛動力學客觀參數(shù)的聯(lián)系。2007年開始在德國保時捷公司(Porsche AG)從事底盤開發(fā),負責轉向系統(tǒng)、車輪、彈簧減振器系統(tǒng)以及能量供給系統(tǒng)的開發(fā)工作。目前擔任行駛動力學及性能研發(fā)部門的負責人。
多年來,曼弗雷德·哈爾博士積極推進工業(yè)、科研以及院校之間的合作項目,發(fā)表和出版了大量底盤研發(fā)方面的論文和專著,并成功組織了多次底盤技術研發(fā)國際會議。
彼得·普費爾(Peter Pfeffer)博士畢業(yè)于維也納工業(yè)(Tu Wien)大學和亞琛大學(RWTH Aachen)機械制造專業(yè)。1995年就職于奧迪公司(Audi AG),從事底盤和噪聲的研究工作,工作重點為動力總成懸置系統(tǒng)、振動舒適性及其項目開發(fā)。2002—2007年,任英國巴斯(Bath)大學講師,從事“轉向系統(tǒng)對行駛動力學的影響”的研究,并獲得博士學位。從2007年開始任慕尼黑?茖W校教授,研究的重點為汽車行駛動力學、振動舒適性、減振件以及轉向系統(tǒng)。2010年起任機械制造、車輛技術、飛機技術副主任。彼得·普費爾是德國工程師協(xié)會(VDI)慕尼黑區(qū)域的執(zhí)行主席代表。
前言
序
作者介紹
參與編寫作者及工作單位
參與編寫作者編寫章節(jié)
A導言和歷史1
1轉向系統(tǒng)的任務和意義2
11基本結構類型2
12結構形式3
2橫向動力學的歷史3
3汽車轉向的歷史7
31轉盤式轉向7
32轉向節(jié)轉向8
33第一部汽車的轉向8
34機械轉向器10
35伺服轉向(助力轉向)11
參考文獻A15
B轉向基礎17
1轉向——車輛橫向控制17
2彎道行駛18
21低速彎道行駛18
22高速彎道行駛18
3輪胎側向性能19
31垂直力傳遞對胎面接地長度的
影響19
32輪胎側向力、輪胎拖距和輪胎回
正力矩20
33輪胎側向力的瞬態(tài)特性25
34輪胎特性總結25
4轉向盤力矩25
41轉向盤力矩計算26
42轉向助力系數(shù)27
43轉向助力矩29
5四輪轉向30
6載荷變化轉向30
參考文獻B32
C轉向系統(tǒng)的要求概覽33
1功能和轉向感覺33
2總布置33
3重量34
4成本35
5質量35
6能量和環(huán)境36
7噪聲和振動36
8系統(tǒng)安全36
9法規(guī)要求37
參考文獻C38
D轉向運動學39
1引言39
2轉向運動的幾何特征參數(shù)39
3車輪定位參數(shù)43
31轉向傳動比48
4轉向傳動結構50
參考文獻D58
E車輛橫向動力學基礎59
1整車模型——線性單軌模型59
11運動方程60
12 轉向角、轉向盤轉角和轉向助力
系數(shù)62
13穩(wěn)態(tài)圓周行駛64
14不足轉向和過多轉向65
15瞬態(tài)特性——轉向盤轉角階躍輸入的
響應時間67
16橫擺頻域特性67
17轉向模型68
18考慮助力轉向和摩擦影響的轉向
模型68
19車輛參數(shù)和轉向參數(shù)對行駛性能
和轉向性能的影響分析70
2轉向系統(tǒng)的行駛動力學基礎73
21轉向軸的布置和穩(wěn)態(tài)回正力矩73
22穩(wěn)定系數(shù)的確定(穩(wěn)定性因子)73
23穩(wěn)態(tài)橫擺角速度增益和轉向
靈敏度74
24轉向盤力矩側向加速度增益
(穩(wěn)態(tài))74
25轉向盤力矩轉向盤轉角的頻域
特性75
26自由控制的穩(wěn)定性76
27轉向的固有頻率和阻尼76
28制動跑偏的抑制76
29轉向穩(wěn)定的制動系統(tǒng)77
210空氣動力學對行駛性能的影響77
211前輪驅動車輛77
參考文獻E77
F聲音和振動80
1操作噪聲和功能噪聲80
11轉向系統(tǒng)的聲源81
12電動助力轉向系統(tǒng)82
13液壓助力轉向系統(tǒng)83
2穩(wěn)定性84
21液壓轉向啪嗒噪聲85
22轉向抖動86
23轉向盤轉動振動(LDS)87
3軟管和管路傳遞的固體聲音89
31固體聲波的疊加89
32材料聲學特征參數(shù)89
33通過彎折減少聲音傳遞90
4轉向管柱和轉向盤振動舒適性設計91
41設計策略91
42部件和整車的固有頻率目標93
43計算模型和載荷工況94
44參數(shù)研究95
45轉向盤減振器96
46小結98
參考文獻F98
G轉向感覺和人—車相互作用100
1轉向性能和轉向感覺100
2轉向感覺102
21導向性能102
22反饋性能103
23對理想的轉向性能和轉向感覺的
要求103
3轉向感覺客觀評價方法103
4轉向感覺主觀評價104
5轉向性能客觀評價108
51測量裝備108
52駕駛工況109
53自動數(shù)據(jù)處理110
54客觀參數(shù)110
6相關分析和回歸分析111
7理想的轉向性能的目標范圍111
8自然的還是不自然的轉向感覺——
可客觀評價的課題?112
參考文獻G114
H轉向設計116
1轉向器的基本設計116
11齒條力116
12轉向盤力矩116
13轉向動力學117
14轉向功率118
15轉向摩擦118
2轉向系統(tǒng)的傳遞函數(shù)120
21導向性能120
22反饋性能121
參考文獻H129
I轉向盤130
1引言130
2組件130
21轉向盤骨架131
22轉向盤輪緣和轉向盤輪輻132
23喇叭133
24安全氣囊和碰撞134
25多功能轉向盤135
26發(fā)泡/皮革/裝飾137
3對部件和總成的要求138
4試驗和保險138
41安全氣囊139
42轉向盤141
43操作元件/EE143
5模塊化/開發(fā)趨勢/展望144
參考文獻I144
J轉向管柱和轉向中間軸145
1導言145
2部件146
21轉向軸管147
22手動調(diào)節(jié)轉向管柱MVLS147
23電動調(diào)節(jié)轉向管柱EVLS147
24轉向中間軸149
25組件151
3轉向管柱和轉向中間軸的試驗159
31承載能力160
32剛度161
33轉向管柱調(diào)節(jié)單元的疲勞壽命161
34固有動態(tài)特性162
35碰撞特性164
36轉向管柱調(diào)節(jié)力的調(diào)整166
37溫度166
38腐蝕167
4展望167
K機械轉向和液壓助力轉向168
1齒輪齒條轉向的概念168
2可用性/優(yōu)缺點169
3轉向器的運動學特征169
31轉向器在前橋的位置170
32整車上的轉向器連接170
33轉向器殼體的定位171
34轉向橫拉桿的連接171
35傳動比關系的類型172
4齒輪齒條轉向器的結構和部件172
41轉向器殼體173
42轉向小齒輪174
43齒條和齒條導向175
5齒輪嚙合和轉向器傳動比178
51轉向器固定傳動比179
52轉向器變傳動比179
53應用180
54技術極限184
55制造方法186
6對機械齒輪齒條轉向器的要求188
61轉向器的功能要求189
62轉向器的強度要求191
63轉向器的環(huán)境要求192
7齒輪齒條轉向器的設計驗證和產(chǎn)品
驗證193
71方案驗證(CV)193
72設計驗證(DV)193
73產(chǎn)品驗證(PV)193
74量產(chǎn)陪伴試驗194
8液壓助力轉向194
81液壓助力轉向的目標設置194
82車輛的改動195
83轉向器的改動195
84液壓助力轉向器的特殊之處196
9液壓助力轉向器的結構和部件196
91結構形式197
92液壓缸198
93帶輸入軸和轉向小齒輪的轉閥203
94液壓助力轉向器的其他部件206
95 液壓助力轉向器的特征參數(shù)207
10液壓助力轉向的工作原理207
101轉向閥及節(jié)流原理207
102閥特性的其他影響因素211
103轉向運動的作用——流量分配212
104閥噪聲213
105內(nèi)泄漏214
106建模(位置控制回路)215
107阻尼與失穩(wěn)215
11液壓輔助系統(tǒng)216
111中位對準216
112速度相關性217
113阻尼閥219
114帶阻尼特性的轉向閥220
115齒條止位位置的壓力限制221
12循環(huán)球轉向器/商用車轉向系統(tǒng)222
121應用范圍222
122循環(huán)球轉向器的結構223
123循環(huán)球轉向和齒輪齒條轉向的
比較224
124技術參數(shù)225
125輔助系統(tǒng)225
126雙回路轉向225
13對液壓助力轉向器的要求226
131功能要求226
132強度要求226
133環(huán)境要求——冷起動試驗226
參考文獻K227
L轉向橫拉桿228
1導言228
2基本結構228
21循環(huán)球轉向器的橫拉桿228
22齒輪齒條轉向器的橫拉桿229
3橫拉桿球接頭229
31內(nèi)球節(jié)(軸向球節(jié))229
32外球節(jié)(角度球節(jié),徑向球節(jié))231
4前束調(diào)節(jié)232
5要求和設計232
51轉向橫拉桿的設計原則232
52橫拉桿強度設計232
53球接頭設計233
54外球節(jié)密封234
6阻尼/解耦235
7與車輪托架的連接236
8輕量化結構237
9展望237
91過載性能237
92傳感器球接頭238
參考文獻L239
M液壓動力源240
1伺服泵240
11引言240
12葉片泵240
13徑向柱塞泵243
14串聯(lián)泵244
2油液供給和油液245
21轉向油罐245
22轉向軟管和硬管248
23冷卻器250
24系統(tǒng)極限251
25液壓油251
N電動液壓助力轉向系統(tǒng)(EPHS)254
1引言254
11結構和功能254
12轉向系統(tǒng)分類255
13應用范例256
2系統(tǒng)介紹257
21系統(tǒng)概覽257
22系統(tǒng)設計258
23能量消耗260
3部件262
31電動泵驅動單元262
32液壓管路系統(tǒng)266
33其他部件267
參考文獻N268
O電動助力轉向系統(tǒng)(EPS)269
1導言269
11EPS與HPS對比270
2EPS系統(tǒng)的結構形式271
21EPSc管柱式271
22EPSp小齒輪式272
23EPSdp雙小齒輪式272
24EPSapa平行軸式273
25EPSrc同軸式273
3EPS的組件274
31伺服傳動機構274
32電動機277
33扭矩傳感器284
34控制器289
4系統(tǒng)設計294
41常規(guī)的系統(tǒng)要求294
42設計參數(shù)295
43對電網(wǎng)的要求297
5系統(tǒng)安全299
51標準法規(guī)299
52EPS應用中的安全299
6轉向功能和控制305
61轉向功能305
62轉向感覺的控制策略310
參考文獻O311
P疊加轉向314
1導言314
2歷史314
3作用原理315
4結構315
41常規(guī)的系統(tǒng)結構316
42作動器及其變形316
43轉向系統(tǒng)匹配320
5疊加轉向的功能322
51可變轉向傳動比322
6轉向穩(wěn)定性323
61過多轉向的轉向穩(wěn)定性324
62不足轉向的轉向穩(wěn)定性325
63對開路面制動時的轉向穩(wěn)定性326
7系統(tǒng)安全326
8展望328
參考文獻P329
Q四輪轉向330
1引言、歷史、基礎、目標330
2結構形式330
21機械式系統(tǒng)332
22液壓式系統(tǒng)333
23電動式系統(tǒng)334
24單輪作動器和中央作動器的比較335
3四輪轉向對行駛性能的影響336
31四輪轉向的運動學特性336
32四輪轉向對于穩(wěn)態(tài)行駛性能的
影響337
33四輪轉向對非穩(wěn)態(tài)行駛性能的
影響338
34后輪轉向和前輪疊加轉向的組合338
參考文獻Q341
R線控轉向342
1導言342
2部件343
3轉向功能346
4安全設計349
5展望349
參考文獻R350
S駕駛人輔助系統(tǒng)功能概況352
1行駛穩(wěn)定性介入352
11轉向提醒功能352
12人機工程學要求354
13安全性要求354
2車道輔助系統(tǒng)354
21車道保持輔助系統(tǒng)(LKS)355
22車道偏離預警系統(tǒng)(LDW)356
23市場上的典型系統(tǒng)357
24車道保持輔助展望358
3泊車輔助系統(tǒng)358
31泊車輔助系統(tǒng)的要求359
32技術方案359
33市場上的典型系統(tǒng)360
34泊車輔助展望361
參考文獻S361
T展望——汽車轉向的未來363
1自動駕駛363
2線控轉向363
3四輪轉向364
4行駛動力學控制系統(tǒng)的集成364
5轉向系統(tǒng)的標準化和模塊化365
6新興銷售市場365
7轉向技術中的工藝轉變365
8轉向盤開發(fā)366
9轉向管柱的發(fā)展366
參考文獻T367