1、第一節(jié)四輪轉向系統(tǒng)概述,四輪轉向,1.轉向系統(tǒng)的概述2.四輪轉向系統(tǒng)的概述及控制3.四輪轉向系統(tǒng)的應用,轉向系統(tǒng)概述,1.轉向系統(tǒng)的功能和組成1.1功能轉向系統(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)生的轉向,恢復汽車原來的行駛方向.1.2組成轉向機構都是由轉向傳動機構.轉向器.轉向操縱機構三部分組成2.轉向系統(tǒng)原理示意圖,四輪轉向的概述及結構類型,1.四輪轉向系統(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.2.四輪轉向系統(tǒng)的優(yōu)點:2.1轉向響應快2.2轉向能力強2.3直線行駛穩(wěn)定性好2.4低速性能好3.四輪轉

2、向系統(tǒng)的類型機械式.液壓式.電子/液壓式.電子控制式,什么是四輪轉向系統(tǒng),4WS(4wheelsteeringSystem)汽車是依靠后輪和前輪共同完成轉向任務.四輪轉向的目的在于低速行駛時依靠逆向轉向（前輪與后輪轉角方向相反）改善汽車的操作性，獲得較小的轉向半徑，在中高速行駛時依靠同向轉向（前輪與后輪的轉角方向相同），減小汽車的橫擺運動，提高車道變更和曲線行駛的操縱穩(wěn)定性。,1-后輪轉向取力齒輪箱2-轉向盤3-后輪轉向傳動軸4-后輪轉向器,機械式四輪轉向系的組成,1-儲油罐2-轉向油泵3-前輪動力轉向器4-轉向盤5-后輪轉向控制閥6-后輪轉向動力缸7-鉸接頭8-從動臂9-后輪轉向專用油泵,液

3、壓式四輪轉向系示意圖,電子控制液壓式四輪轉向系,1-轉向盤2-后輪轉向系3-后輪轉向傳動軸4-電子控制單元5-車速傳感器6-前動力轉向器7-轉向油泵,電子式四輪轉向系的組成,電子式四輪轉向系的組成,4WS車低速四輪轉向特性,4WS車低速四輪轉向特性,如圖所示為低速轉向行駛軌跡，2WS汽車的情況是后輪不轉向，所以轉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，轉向中心比2WS汽車靠近車體處。在低速轉向時，若兩前輪轉向角相同，則4WS汽車的轉向半徑更小，內輪差也小，轉向性能好。對小轎車而言，如果后輪逆向轉向5度，則可以減少最小轉向半徑0.5米，內輪差約0.1米。,4WS中高速轉

4、向特性,直線行駛的汽車轉向是下列兩運動的合成運動：汽車質心繞轉向中心的公轉和汽車繞質心的自轉。如圖所示為2WS汽車中高速轉向時車輛的運動狀態(tài)：前輪轉向時，前輪產(chǎn)生側偏角，并產(chǎn)生旋轉向心力使車體開始自轉，當車體出現(xiàn)自轉時，后輪產(chǎn)生側偏角，和旋轉向心力，車速越高，離心力越大，所以必須給前輪更大的側偏角，使它產(chǎn)生更大的旋轉向心力，與此同時，后輪也產(chǎn)生與此相應的側偏角，車體的自轉趨勢更加嚴重。也就是說，車速越高，轉向時容易引起車輛的旋轉和側滑。,4WS中高速轉向特性,理想的高速轉向運動狀態(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)生足夠的旋轉向心力。在4WS汽車通過對后輪同向轉向操縱，使后輪也產(chǎn)

5、生側偏角，使它與前輪的旋轉向心力相平衡，從而抑制自轉運動，得到車體方向和車輛前進方向一致的穩(wěn)定轉向狀態(tài)。,4WS中高速轉向特性,中高速轉向時2WS和4WS同向轉向操縱比較,轉向角比例控制,系統(tǒng)組成與工作原理如圖所示為4WS轉向角比例控制的系統(tǒng)圖.前后的轉向機構是機械方式連接,轉向盤的轉動通過前轉向齒輪箱(齒輪齒條式)中的齒條帶動轉向橫拉桿左右移動,使前輪產(chǎn)生轉向,同時小齒輪的旋轉輸出通過通過連接軸由輸入小齒輪傳給后轉向齒輪箱,經(jīng)過轉向樞軸和4WS轉換器實現(xiàn)后輪轉向.,轉向角比例控制,轉向樞軸,偏心軸和樞軸的運動,轉向角比例控制,如圖所示為ECU控制流程方框圖,通過轉向角傳感器,車速傳感器等輸入

6、信號,實現(xiàn)以下控制:1.轉向角控制2.2WS選擇功能3.安全性控制,轉向角比例控制4WS控制流程方框圖,橫擺角速度比例控制,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)生轉向角的工作原理就是轉換后轉向機構的控制閥油路,使閥芯左右移動.在前輪轉向時控制閥將后輪的最大轉角控制到5度,而與前輪轉向無關時將后輪轉向角控制到1度.后輪轉向是機械式轉向和電子式轉向的合轉向.,橫擺角速度比例控制,三、橫擺角速度比例控制,前輪轉向操縱機構,前輪轉向操縱機構,轉向盤的旋轉運動傳遞到轉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。此時與小齒輪成為一體的前帶輪就做正反旋轉。前帶輪的

7、旋轉通過轉向角纜繩傳動到后輪轉向操縱機構的后帶輪上?？刂讫X條上有長為l的自由行程，相應的轉向盤的轉動范圍為250度，所以不能進行與前輪轉向角連動的后輪轉向操縱，高速行駛時，后輪只是通過脈沖電機進行電子式轉向控制。,后輪轉向操縱機構,后輪轉向執(zhí)行器構造（電子式),后輪轉向操縱機構,機械式轉向操縱機構的情況是通過纜繩將轉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。轉向盤向左轉動時，后帶輪作向右旋轉。隨著旋轉，凸輪曲率半徑變小，凸輪推桿被拉出，閥套筒就向左移動。轉盤右轉時，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

8、自液壓泵的工作壓力油路被切換，轉向盤左轉時，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動，將后輪向右轉。,大轉向角控制,大轉向角控制,當前輪向左轉向時，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，而后輪就向右轉向。當活塞桿向左移動時，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，結果是當活塞桿移動到規(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向。,小轉向角控制,小轉向角控制,采用螺旋齒輪和曲柄組合結構將脈沖電動機的旋轉運動變?yōu)殚y心的直線運動。當從動齒輪向左旋轉時，閥控制桿的上斷支點A就以從動齒輪中心O為回轉中心移動到A。脈沖電機剛起動瞬間，后轉向軸還沒有運動，所以閥控制桿就以C點為回轉中心向左運動，桿中央的B點成為B點，使閥心向左移動。纜繩不動時，閥套筒固定不動，與閥套筒產(chǎn)生相對位移，閥的a部分以及b部分被節(jié)流，高壓油進入油缸左室。,4WS系統(tǒng)的應用,四輪轉向系統(tǒng)在日本的本田,馬自