本发明专利技术公开了一种汽车转向助力泵的定子及定子曲线的设计方法，所述的定子的外表面横截面为正圆形结构，内表面横截面的周边曲线即定子的定子曲线由大圆弧a1a2、大圆弧a3a4、小圆弧b1b2、小圆弧b3b4以及连接这四段圆弧的四段过渡曲线组成；所述的过渡曲线由简谐梯形分段组合式运动规律曲线构成。述的设计方法包括对优化目标函数加速度Am进行优化、仿真求解、最终得到最优的简谐梯形分段组合式运动规律曲线。本发明专利技术设计的定子曲线不会产生“硬冲”或“刚性冲击”，也不会因加速度突变而引起“软冲”或“柔性冲击”，满足定子曲线无振动冲击和低噪声的要求，有效消除了驾驶室内的转向噪声，提高了转向助力泵的使用寿命。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及汽车转向助力机构的制造技术，特别是一种汽车转向助力泵的定子及 定子曲线的设计方法。
技术介绍
随着汽车工业的迅速发展，人们对汽车的舒适性和安全性有了更高的要求。汽车 液压系统的转向性能作为衡量汽车性能的主要指标，直接影响到汽车操作的稳定性，在确 保车辆的安全行驶、减少交通事故以及保护驾驶员的人身安全、改善驾驶员的工作条件等 方面均起到重要的作用。液压动力转向助力泵是液压动力转向系统的关键部件，转向助力泵作为汽车动力 转向系统的动力源，其性能的好坏直接关系到动力转向系统是否能正常运行，直接影响到 汽车的转向安全性，而影响转向助力泵性能的关键部分为转向助力泵定子的定子曲线。目前，国内大部分企业还无法独立设计出合理的具有优良特性的定子曲线，对于 定子曲线的生产加工主要是采用仿制的方法。首先购买国外的先进产品，然后使用靠模的 方法仿制，或者运用逆向工程技术的方法进行仿制，即先用精密测量仪器测量关键数据，根 据测量工具推出回归方程，从而得出定子曲线方程的方法。采用上述方法制造出来的转向 助力泵在节能、降噪方面均存在着很大的不足。
技术实现思路
为解决现有技术存在的上述问题，本专利技术的目的在于提供一种既适合于高压高转 速环境，又具有噪声低使用寿命长的汽车转向助力泵的定子及定子曲线的设计方法。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下一种汽车转向助力泵的定子，固定于 转向助力泵体内，定子的中间空腔为压缩室，压缩室内有转子和叶片，叶片随着转子的转动 而在压缩室内转动，定子的外表面横截面为正圆形结构，内表面横截面的周边曲线即定子 的定子曲线由大圆弧^a2、大圆弧^a4、小圆弧bib2、小圆弧b3b4以及连接这四段圆弧的四段 过渡曲线组成；所述的过渡曲线由简谐梯形分段组合式运动规律曲线构成；所述的简谐梯形分段组合式运动规律是指某点的运动规律为正弦运动规律时，以 该正弦运动规律为基础，在该运动规律的最高点、中间零点和最低点处分别把等加速运动 规律，即正弦加速、等速和等加速-等减速运动规律对应组合进去，从而得到描述该点的运 动学特性参数的速度V、加速度A和加速度变化率J即跃度都连续变化的分段组合式运动规 律。本专利技术所述的过渡曲线由加速度逐渐变大的加速运动、等加速运动、加速度逐渐 减小的加速运动、等速运动、加速度逐渐变大的减速运动、等减速运动、加速度逐渐减小的 减速运动共7段运动规律曲线组成。一种汽车转向助力泵的定子曲线的设计方法，包括以下步骤A、变量定义设叶片的升程s为时间t的函数，即s = s(t)，令叶片在t = 0时开始升程，到达 最大升程的时间为th，当t = th时，达到的最大升程值为h，则无因次升程S为权利要求1.一种汽车转向助力泵的定子，固定于转向助力泵体内，定子O)的中间空腔为压缩 室(1)，压缩室(1)内有转子和叶片，叶片随着转子的转动而在压缩室(1)内转动，定子(2) 的外表面横截面为正圆形结构，内表面横截面的周边曲线即定子O)的定子曲线由大圆弧 ^a2、大圆弧^a4、小圆弧bA、小圆弧b3b4以及连接这四段圆弧的四段过渡曲线组成；其特征在于所述的过渡曲线由简谐梯形分段组合式运动规律曲线构成；所述的简谐梯形分段组合式运动规律是指某点的运动规律为正弦运动规律时，以该正 弦运动规律为基础，在该运动规律的最高点、中间零点和最低点处分别把等加速运动规律， 即正弦加速、等速和等加速-等减速运动规律对应组合进去，从而得到描述该点的运动学 特性参数的速度V、加速度A和加速度变化率J即跃度都连续变化的分段组合式运动规律。2.根据权利要求1所述的一种汽车转向助力泵的定子，其特征在于所述的过渡曲线 由加速度逐渐变大的加速运动、等加速运动、加速度逐渐减小的加速运动、等速运动、加速 度逐渐变大的减速运动、等减速运动、加速度逐渐减小的减速运动共7段运动规律曲线组 成。3.一种汽车转向助力泵的定子曲线的设计方法，其特征在于包括以下步骤A、变量定义设叶片的升程s为时间t的函数，即s = s(t)，令叶片在t = 0时开始升程，到达最大 升程的时间为th，当t = th时，达到的最大升程值为h，则无因次升程S为s-f(1)η无因次时间T为第i时刻的无因次时间为Ti,对于分段组合式定子曲线，每当有一组Ti值就有一种曲 线，因而可构成曲线族，该曲线族可分为严格对称的组合曲线以及不严格对称的组合曲线 两大类严格对称的组合曲线不仅关于中点对称，而且每个梯形段左右两部分也是对称的， 此时Ti值的7个变量中只有两个独立变量；不严格对称的组合曲线只关于中点对称，每个 梯形段左、右两部分并不对称，此时Ti值的7个变量中有3个独立变量；在这些曲线族中每一类都应该有满足所需条件的优化曲线，通过分析可知，不严格对 称的曲线比严格对称曲线的综合性能参数要好，因此本专利技术选择不严格对称的组合曲线进 行优化设计； B、优化设计Bl 1、对优化目标函数加速度Am进行优化，优化目标函数加速度Am的数学模型可表示为min(() = mm---,v、 ( 3 )t^ 旭 ι+τ,2 -T22 -T32-τ」^Μ0< T1 < 0. 5、0 < T2 < 0. 5、0 < T3 < 0. 5,T2 > T1, T3 > T2 ；此外，约束条件为Vffl彡[VJ、Jffl彡[Jj和Jnm彡[J1J，其中Jmm为跃度变化率的最大值；目标函数Vm以及Jm的优化方法与目标函数Am的优化方法相同；B12、对于该目标优化问题，可以利用MATLAB的多目标优化函数fgoalattainO进行求 解；而利用多目标优化函数fgoalattainO进行求解时，需要用到单个目标单独优化时可 以达到的目标值；因此首先需要对单个目标进行优化，采用基于MATLAB的惩罚函数法进行 求解得出其目标值，然后再利用多目标优化函数fgoalattainO进行优化求解； C、仿真求解仿真求解可得目标函数Am的最优解为Am = 4. 8686;采用与目标函数々 1相同的优化方 法可以得出目标函数Vm的最优解为Vm = 1. 9259 ；目标函数Jm的最优解为Jm = 89. 9775 ； 由此可得最优的简谐梯形分段组合式运动规律，该运动规律以正弦运动规律为基础， 在该运动规律的最高点、中间零点和最低点处分别把等加速运动规律，正弦加速、等速和等 加速-等减速运动规律对应组合进去，从而得到描述该点的运动学特性参数速度V、加速度 A和加速度变化率J即跃度都连续变化的分段组合式定子曲线。全文摘要本专利技术公开了，所述的定子的外表面横截面为正圆形结构，内表面横截面的周边曲线即定子的定子曲线由大圆弧a1a2、大圆弧a3a4、小圆弧b1b2、小圆弧b3b4以及连接这四段圆弧的四段过渡曲线组成；所述的过渡曲线由简谐梯形分段组合式运动规律曲线构成。述的设计方法包括对优化目标函数加速度Am进行优化、仿真求解、最终得到最优的简谐梯形分段组合式运动规律曲线。本专利技术设计的定子曲线不会产生“硬冲”或“刚性冲击”，也不会因加速度突变而引起“软冲”或“柔性冲击”，满足定子曲线无振动冲击和低噪声的要求，有效消除了驾驶室内的转向噪声，提高了转向助力泵的使用寿命。文档编号B62D5/06GK1本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种汽车转向助力泵的定子，固定于转向助力泵体内，定子（２）的中间空腔为压缩室（１），压缩室（１）内有转子和叶片，叶片随着转子的转动而在压缩室（１）内转动，定子（２）的外表面横截面为正圆形结构，内表面横截面的周边曲线即定子（２）的定子曲线由大圆弧ａ↓［１］ａ↓［２］、大圆弧ａ↓［３］ａ↓［４］、小圆弧ｂ↓［１］ｂ↓［２］、小圆弧ｂ↓［３］ｂ↓［４］以及连接这四段圆弧的四段过渡曲线组成； 其特征在于：所述的过渡曲线由简谐梯形分段组合式运动规律曲线构成； 所述的简谐梯形分段组合式运动规律是指某点的运动规律为正弦运动规律时，以该正弦运动规律为基础，在该运动规律的最高点、中间零点和最低点处分别把等加速运动规律，即正弦加速、等速和等加速－等减速运动规律对应组合进去，从而得到描述该点的运动学特性参数的速度Ｖ、加速度Ａ和加速度变化率Ｊ即跃度都连续变化的分段组合式运动规律。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陶学恒，刘秀坤，里红杰，
申请(专利权)人：大连工业大学，
类型：发明
国别省市：91
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