四輪轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)

1、四輪轉(zhuǎn)向 四輪轉(zhuǎn)向1.轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的概述2.四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的概述及控制3.四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的應(yīng)用轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述1.轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功能和組成 1.1功能 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不僅可以改變汽車的行駛方向,而且可以克服由于路面的惻向干擾力使車輪自行產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向,恢復(fù)汽車原來的行駛方向. 1.2組成 轉(zhuǎn)向機構(gòu)都是由轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu).轉(zhuǎn)向器.轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)三部分組成 2.轉(zhuǎn)向系統(tǒng)原理示意圖四輪轉(zhuǎn)向的概述及結(jié)構(gòu)類型1.四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的的功能 確保車輛良好的操縱性和穩(wěn)定性,即有效控制車輛的橫向運動特性,以充分保證車輛的操縱穩(wěn)定性.2.四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的優(yōu)點: 2.1轉(zhuǎn)向響應(yīng)快 2.2轉(zhuǎn)向能力強 2.3直線行駛穩(wěn)定性好 2.4低速性能好3.四輪轉(zhuǎn)向系

2、統(tǒng)的類型 機械式.液壓式.電子/液壓式.電子控制式什么是四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 4WS(4 wheel steering System) 汽車是依汽車是依靠后輪和前輪共同完成轉(zhuǎn)向任務(wù)靠后輪和前輪共同完成轉(zhuǎn)向任務(wù).四輪轉(zhuǎn)向的四輪轉(zhuǎn)向的目的在于低速行駛時依靠逆向轉(zhuǎn)向（前輪與目的在于低速行駛時依靠逆向轉(zhuǎn)向（前輪與后輪轉(zhuǎn)角方向相反）改善汽車的操作性，獲后輪轉(zhuǎn)角方向相反）改善汽車的操作性，獲得較小的轉(zhuǎn)向半徑，在中高速行駛時依靠同得較小的轉(zhuǎn)向半徑，在中高速行駛時依靠同向轉(zhuǎn)向（前輪與后輪的轉(zhuǎn)角方向相同），減向轉(zhuǎn)向（前輪與后輪的轉(zhuǎn)角方向相同），減小汽車的橫擺運動，提高車道變更和曲線行小汽車的橫擺運動，提高車道變更和曲線

3、行駛的操縱穩(wěn)定性。駛的操縱穩(wěn)定性。4WS車低速四輪轉(zhuǎn)向特性4WS車低速四輪轉(zhuǎn)向特性n如圖所示為低速轉(zhuǎn)向行駛軌跡，2WS汽車的情況是后輪不轉(zhuǎn)向，所以轉(zhuǎn)向中心大致在后軸的延長線上。4WS汽車的情況是對后輪進行逆向操縱，轉(zhuǎn)向中心比2WS汽車靠近車體處。在低速轉(zhuǎn)向時，若兩前輪轉(zhuǎn)向角相同，則4WS汽車的轉(zhuǎn)向半徑更小，內(nèi)輪差也小，轉(zhuǎn)向性能好。對小轎車而言，如果后輪逆向轉(zhuǎn)向5度，則可以減少最小轉(zhuǎn)向半徑0.5米，內(nèi)輪差約0.1米。 4WS中高速轉(zhuǎn)向特性 直線行駛的汽車轉(zhuǎn)向是下列兩運動的合成運動：汽車質(zhì)心繞轉(zhuǎn)向中心的公轉(zhuǎn)和汽車?yán)@質(zhì)心的自轉(zhuǎn)。如圖所示為2WS汽車中高速轉(zhuǎn)向時車輛的運動狀態(tài)：前輪轉(zhuǎn)向時，前輪產(chǎn)生側(cè)偏

4、角，并產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)向心力使車體開始自轉(zhuǎn)，當(dāng)車體出現(xiàn)自轉(zhuǎn)時，后輪產(chǎn)生側(cè)偏角，和旋轉(zhuǎn)向心力，車速越高，離心力越大，所以必須給前輪更大的側(cè)偏角，使它產(chǎn)生更大的旋轉(zhuǎn)向心力，與此同時，后輪也產(chǎn)生與此相應(yīng)的側(cè)偏角，車體的自轉(zhuǎn)趨勢更加嚴(yán)重。也就是說，車速越高，轉(zhuǎn)向時容易引起車輛的旋轉(zhuǎn)和側(cè)滑。 4WS中高速轉(zhuǎn)向特性 2WS汽車中高速轉(zhuǎn)向時車輛的運動狀態(tài) 4WS中高速轉(zhuǎn)向特性 理想的高速轉(zhuǎn)向運動狀態(tài)是盡可能使車體的傾向和前進方向一致，從而使后輪產(chǎn)生足夠的旋轉(zhuǎn)向心力。在4WS汽車通過對后輪同向轉(zhuǎn)向操縱，使后輪也產(chǎn)生側(cè)偏角，使它與前輪的旋轉(zhuǎn)向心力相平衡，從而抑制自轉(zhuǎn)運動，得到車體方向和車輛前進方向一致的穩(wěn)定轉(zhuǎn)向狀態(tài)。

5、4WS中高速轉(zhuǎn)向特性中高速轉(zhuǎn)向時2WS和4WS同向轉(zhuǎn)向操縱比較4WS的控制n轉(zhuǎn)向角比例控制n橫擺角速度比例控制轉(zhuǎn)向角比例控制n系統(tǒng)組成與工作原理 如圖所示為4WS轉(zhuǎn)向角比例控制的系統(tǒng)圖.前后的轉(zhuǎn)向機構(gòu)是機械方式連接,轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)動通過前轉(zhuǎn)向齒輪箱(齒輪齒條式)中的齒條帶動轉(zhuǎn)向橫拉桿左右移動,使前輪產(chǎn)生轉(zhuǎn)向,同時小齒輪的旋轉(zhuǎn)輸出通過通過連接軸由輸入小齒輪傳給后轉(zhuǎn)向齒輪箱,經(jīng)過轉(zhuǎn)向樞軸和4WS轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)后輪轉(zhuǎn)向.轉(zhuǎn)向角比例控制轉(zhuǎn)向樞軸偏心軸和樞軸的運動轉(zhuǎn)向角比例控制 如圖所示為ECU控制流程方框圖,通過轉(zhuǎn)向角傳感器,車速傳感器等輸入信號,實現(xiàn)以下控制: 1.轉(zhuǎn)向角控制 2.2WS選擇功能 3.安全性

6、控制轉(zhuǎn)向角比例控制4WS控制流程方框圖橫擺角速度比例控制n系統(tǒng)組成與工作原理 如圖所示為4WS橫擺角比例控制系統(tǒng)的組成,使后輪產(chǎn)生轉(zhuǎn)向角的工作原理就是轉(zhuǎn)換后轉(zhuǎn)向機構(gòu)的控制閥油路,使閥芯左右移動.在前輪轉(zhuǎn)向時控制閥將后輪的最大轉(zhuǎn)角控制到5度,而與前輪轉(zhuǎn)向無關(guān)時將后輪轉(zhuǎn)向角控制到1度.后輪轉(zhuǎn)向是機械式轉(zhuǎn)向和電子式轉(zhuǎn)向的合轉(zhuǎn)向.橫擺角速度比例控制前輪轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)前輪轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)n轉(zhuǎn)向盤的旋轉(zhuǎn)運動傳遞到轉(zhuǎn)向器的小齒輪和齒條，并隨著齒條的左右移動帶動小齒輪旋轉(zhuǎn)。此時與小齒輪成為一體的前帶輪就做正反旋轉(zhuǎn)。前帶輪的旋轉(zhuǎn)通過轉(zhuǎn)向角纜繩傳動到后輪轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)的后帶輪上。控制齒條上有長為l的自由行程，相應(yīng)的轉(zhuǎn)向盤

7、的轉(zhuǎn)動范圍為250度，所以不能進行與前輪轉(zhuǎn)向角連動的后輪轉(zhuǎn)向操縱，高速行駛時，后輪只是通過脈沖電機進行電子式轉(zhuǎn)向控制。后輪轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)后輪轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)n機械式轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)的情況是通過纜繩將轉(zhuǎn)動傳遞到后帶輪并帶動控制凸輪，而凸輪推桿仿照凸輪外形運動帶動閥套筒左右移動。轉(zhuǎn)向盤向左轉(zhuǎn)動時，后帶輪作向右旋轉(zhuǎn)。隨著旋轉(zhuǎn)，凸輪曲率半徑變小，凸輪推桿被拉出，閥套筒就向左移動。轉(zhuǎn)盤右轉(zhuǎn)時，則相反。隨著凸輪曲率半徑變大，凸輪推桿被推進，閥套筒就向右移動。由于閥套筒和閥心的相對位移，使來自液壓泵的工作壓力油路被切換，轉(zhuǎn)向盤左轉(zhuǎn)時，閥套筒就向左移，使油液進入液壓缸的右室，動力活塞向左移動，此時與活塞一體的拉桿向左移

8、動，將后輪向右轉(zhuǎn)。 大轉(zhuǎn)向角控制大轉(zhuǎn)向角控制n當(dāng)前輪向左轉(zhuǎn)向時，閥套筒向左方向移動，并與閥心之間產(chǎn)生相對位移。如圖所示a和b部位被節(jié)流，高壓作用于動力油缸的右室，推動活塞桿向左移動，而后輪就向右轉(zhuǎn)向。當(dāng)活塞桿向左移動時，因為脈沖電機不工作，閥控制桿就以支點A為中心回轉(zhuǎn)并將閥心從B點移到左方的B點。因此，打開處于節(jié)流狀態(tài)的閥a部分以及b部分，降低動力油缸右室的壓力，結(jié)果是當(dāng)活塞桿移動到規(guī)定的位置時，a部分以及b部分的節(jié)流壓力與來自車輪的外力相平衡，后輪就不能進行更多的轉(zhuǎn)向。小轉(zhuǎn)向角控制小轉(zhuǎn)向角控制n采用螺旋齒輪和曲柄組合結(jié)構(gòu)將脈沖電動機的旋轉(zhuǎn)運動變?yōu)殚y心的直線運動。當(dāng)從動齒輪向左旋轉(zhuǎn)時，閥控制桿的上斷支點A就以從動齒輪中心O為回轉(zhuǎn)中心移動到A。脈沖電機剛起動瞬間，后轉(zhuǎn)向軸還沒有運動，所以閥控制桿就以C點為回轉(zhuǎn)中心向左運動，桿中央的B點成為B點，