第一節(jié) 四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述課件

第一節(jié)四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述

第一節(jié)四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述四輪轉(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)用第一節(jié)四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述轉(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(chē)的行駛方向,而且可以克服由于路面的惻向干擾力使車(chē)輪自行產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向,恢復(fù)汽車(chē)原來(lái)的行駛方向.1.2組成轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)都是由轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu).轉(zhuǎn)向器.轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)三部分組成★

2.轉(zhuǎn)向系統(tǒng)原理示意圖

第一節(jié)四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述第一節(jié)四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述四輪轉(zhuǎn)向的概述及結(jié)構(gòu)類(lèi)型★1.四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的的功能

確保車(chē)輛良好的操縱性和穩(wěn)定性,即有效控制車(chē)輛的橫向運(yùn)動(dòng)特性,以充分保證車(chē)輛的操縱穩(wěn)定性.★2.四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn):2.1轉(zhuǎn)向響應(yīng)快

2.2轉(zhuǎn)向能力強(qiáng)

2.3直線(xiàn)行駛穩(wěn)定性好

2.4低速性能好★3.四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的類(lèi)型機(jī)械式.液壓式.電子/液壓式.電子控制式第一節(jié)四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述什么是四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)4WS(4wheelsteeringSystem)汽車(chē)是依靠后輪和前輪共同完成轉(zhuǎn)向任務(wù).四輪轉(zhuǎn)向的目的在于低速行駛時(shí)依靠逆向轉(zhuǎn)向（前輪與后輪轉(zhuǎn)角方向相反）改善汽車(chē)的操作性，獲得較小的轉(zhuǎn)向半徑，在中高速行駛時(shí)依靠同向轉(zhuǎn)向（前輪與后輪的轉(zhuǎn)角方向相同），減小汽車(chē)的橫擺運(yùn)動(dòng)，提高車(chē)道變更和曲線(xiàn)行駛的操縱穩(wěn)定性。第一節(jié)四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述1-后輪轉(zhuǎn)向取力齒輪箱2-轉(zhuǎn)向盤(pán)3-后輪轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸4-后輪轉(zhuǎn)向器機(jī)械式四輪轉(zhuǎn)向系的組成第一節(jié)四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述1-儲(chǔ)油罐2-轉(zhuǎn)向油泵3-前輪動(dòng)力轉(zhuǎn)向器4-轉(zhuǎn)向盤(pán)5-后輪轉(zhuǎn)向控制閥6-后輪轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸7-鉸接頭8-從動(dòng)臂9-后輪轉(zhuǎn)向?qū)Ｓ糜捅靡簤菏剿妮嗈D(zhuǎn)向系示意圖第一節(jié)四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述電子控制液壓式四輪轉(zhuǎn)向系1-轉(zhuǎn)向盤(pán)2-后輪轉(zhuǎn)向系3-后輪轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸4-電子控制單元5-車(chē)速傳感器6-前動(dòng)力轉(zhuǎn)向器7-轉(zhuǎn)向油泵第一節(jié)四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述電子式四輪轉(zhuǎn)向系的組成第一節(jié)四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述電子式四輪轉(zhuǎn)向系的組成第一節(jié)四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述4WS車(chē)低速四輪轉(zhuǎn)向特性第一節(jié)四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述4WS車(chē)低速四輪轉(zhuǎn)向特性如圖所示為低速轉(zhuǎn)向行駛軌跡，2WS汽車(chē)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(zhǎng)線(xiàn)上。4WS汽車(chē)的情況是對(duì)后輪進(jìn)行逆向操縱，轉(zhuǎn)向中心比2WS汽車(chē)靠近車(chē)體處。在低速轉(zhuǎn)向時(shí)，若兩前輪轉(zhuǎn)向角相同，則4WS汽車(chē)的轉(zhuǎn)向半徑更小，內(nèi)輪差也小，轉(zhuǎn)向性能好。對(duì)小轎車(chē)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。

第一節(jié)四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述4WS中高速轉(zhuǎn)向特性

直線(xiàn)行駛的汽車(chē)轉(zhuǎn)向是下列兩運(yùn)動(dòng)的合成運(yùn)動(dòng)：汽車(chē)質(zhì)心繞轉(zhuǎn)向中心的公轉(zhuǎn)和汽車(chē)?yán)@質(zhì)心的自轉(zhuǎn)。如圖所示為2WS汽車(chē)中高速轉(zhuǎn)向時(shí)車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：前輪轉(zhuǎn)向時(shí)，前輪產(chǎn)生側(cè)偏角α，并產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)向心力使車(chē)體開(kāi)始自轉(zhuǎn)，當(dāng)車(chē)體出現(xiàn)自轉(zhuǎn)時(shí)，后輪產(chǎn)生側(cè)偏角β，和旋轉(zhuǎn)向心力，車(chē)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(shí)，后輪也產(chǎn)生與此相應(yīng)的側(cè)偏角，車(chē)體的自轉(zhuǎn)趨勢(shì)更加嚴(yán)重。也就是說(shuō)，車(chē)速越高，轉(zhuǎn)向時(shí)容易引起車(chē)輛的旋轉(zhuǎn)和側(cè)滑。第一節(jié)四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述4WS中高速轉(zhuǎn)向特性

理想的高速轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是盡可能使車(chē)體的傾向和前進(jìn)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(chē)通過(guò)對(duì)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(yùn)動(dòng)，得到車(chē)體方向和車(chē)輛前進(jìn)方向一致的穩(wěn)定轉(zhuǎn)向狀態(tài)。第一節(jié)四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述4WS中高速轉(zhuǎn)向特性中高速轉(zhuǎn)向時(shí)2WS和4WS同向轉(zhuǎn)向操縱比較第一節(jié)四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述轉(zhuǎn)向角比例控制系統(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(jī)構(gòu)是機(jī)械方式連接,轉(zhuǎn)向盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)前轉(zhuǎn)向齒輪箱(齒輪齒條式)中的齒條帶動(dòng)轉(zhuǎn)向橫拉桿左右移動(dòng),使前輪產(chǎn)生轉(zhuǎn)向,同時(shí)小齒輪的旋轉(zhuǎn)輸出通過(guò)通過(guò)連接軸由輸入小齒輪傳給后轉(zhuǎn)向齒輪箱,經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)向樞軸和4WS轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)后輪轉(zhuǎn)向.第一節(jié)四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述第一節(jié)四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述轉(zhuǎn)向角比例控制第一節(jié)四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述轉(zhuǎn)向樞軸第一節(jié)四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述偏心軸和樞軸的運(yùn)動(dòng)第一節(jié)四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述轉(zhuǎn)向角比例控制

如圖所示為ECU控制流程方框圖,通過(guò)轉(zhuǎn)向角傳感器,車(chē)速傳感器等輸入信號(hào),實(shí)現(xiàn)以下控制:1.轉(zhuǎn)向角控制

2.2WS選擇功能

3.安全性控制第一節(jié)四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述轉(zhuǎn)向角比例控制4WS控制流程方框圖第一節(jié)四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述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(zhuǎn)向角的工作原理就是轉(zhuǎn)換后轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的控制閥油路,使閥芯左右移動(dòng).在前輪轉(zhuǎn)向時(shí)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(wú)關(guān)時(shí)將后輪轉(zhuǎn)向角控制到1度.后輪轉(zhuǎn)向是機(jī)械式轉(zhuǎn)向和電子式轉(zhuǎn)向的合轉(zhuǎn)向.第一節(jié)四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述橫擺角速度比例控制第一節(jié)四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述三、橫擺角速度比例控制第一節(jié)四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述前輪轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)第一節(jié)四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述前輪轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向盤(pán)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞到轉(zhuǎn)向器的小齒輪和齒條，并隨著齒條的左右移動(dòng)帶動(dòng)小齒輪旋轉(zhuǎn)。此時(shí)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(guò)轉(zhuǎn)向角纜繩傳動(dòng)到后輪轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)的后帶輪上?？刂讫X條上有長(zhǎng)為l的自由行程，相應(yīng)的轉(zhuǎn)向盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍為250度，所以不能進(jìn)行與前輪轉(zhuǎn)向角連動(dòng)的后輪轉(zhuǎn)向操縱，高速行駛時(shí)，后輪只是通過(guò)脈沖電機(jī)進(jìn)行電子式轉(zhuǎn)向控制。第一節(jié)四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述后輪轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)第一節(jié)四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述后輪轉(zhuǎn)向執(zhí)行器構(gòu)造（電子式)第一節(jié)四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述后輪轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)機(jī)械式轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)的情況是通過(guò)纜繩將轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞到后帶輪并帶動(dòng)控制凸輪，而凸輪推桿仿照凸輪外形運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)閥套筒左右移動(dòng)。轉(zhuǎn)向盤(pán)向左轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，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(dòng)。轉(zhuǎn)盤(pán)右轉(zhuǎn)時(shí)，則相反。隨著凸輪曲率半徑變大，凸輪推桿被推進(jìn)，閥套筒就向右移動(dòng)。由于閥套筒和閥心的相對(duì)位移，使來(lái)自液壓泵的工作壓力油路被切換，轉(zhuǎn)向盤(pán)左轉(zhuǎn)時(shí)，閥套筒就向左移，使油液進(jìn)入液壓缸的右室，動(dòng)力活塞向左移動(dòng)，此時(shí)與活塞一體的拉桿向左移動(dòng)，將后輪向右轉(zhuǎn)。第一節(jié)四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述大轉(zhuǎn)向角控制第一節(jié)四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述大轉(zhuǎn)向角控制當(dāng)前輪向左轉(zhuǎn)向時(shí)，閥套筒向左方向移動(dòng)，并與閥心之間產(chǎn)生相對(duì)位移。如圖所示a和b部位被節(jié)流，高壓作用于動(dòng)力油缸的右室，推動(dòng)活塞桿向左移動(dòng)，而后輪就向右轉(zhuǎn)向。當(dāng)活塞桿向左移動(dòng)時(shí)，因?yàn)槊}沖電機(jī)不工作，閥控制桿就以支點(diǎn)A為中心回轉(zhuǎn)并將閥心從B點(diǎn)移到左方的B‘點(diǎn)。因此，打開(kāi)處于節(jié)流狀態(tài)的閥a部分以及b部分，降低動(dòng)力油缸右室的壓力，結(jié)果是當(dāng)活塞桿移動(dòng)到規(guī)定的位置時(shí)，a部分以及b部分的節(jié)流壓力與來(lái)自車(chē)輪的外力相平衡，后輪就不能進(jìn)行更多的轉(zhuǎn)向。第一節(jié)四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述小轉(zhuǎn)向角控制第一節(jié)四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述小轉(zhuǎn)向角控制采用螺旋齒輪和曲柄組合結(jié)構(gòu)將脈沖電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)殚y心的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)從動(dòng)齒輪向左旋轉(zhuǎn)時(shí)，閥控制桿的上斷支點(diǎn)A就以從動(dòng)齒輪中心O為回轉(zhuǎn)中心移動(dòng)到A’。脈沖電機(jī)剛起動(dòng)瞬間，后轉(zhuǎn)向軸還沒(méi)有運(yùn)動(dòng)，所以閥控制桿就以C點(diǎn)為回轉(zhuǎn)中心向左運(yùn)動(dòng)，桿中央的B點(diǎn)成為B’點(diǎn)，使閥心向左移動(dòng)。纜繩不動(dòng)時(shí)，閥套筒固定不動(dòng)，與閥套筒產(chǎn)生相對(duì)位移，閥的a部分以及b部分被節(jié)流，高壓油進(jìn)入油缸左室。第一節(jié)四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述4WS系統(tǒng)的應(yīng)用四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在日本的本田,馬自達(dá)轎車(chē)以及美國(guó)各公司的轎車(chē)上都有應(yīng)用,如97款三菱3000GT,94款本田Prelude.第一節(jié)四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述最新車(chē)