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四轮转向 1.转向系统的概述 2. 四轮转向系统的概述及控制 3. 四轮转向系统的应用 四轮转向 转向系统概述 ★1.转向系统的功能和组成 1. 1功能 转向系统不仅可以改变汽车的行驶方向,而且可以克服由于路 面的恻向干扰力使车轮自行产生的转向,恢复汽车原来的行驶 方向. 1.2组成 转向机构都是由转向传动机构.转向器.转向操纵机构三部分组 成 ★ 2.转向系统原理示意图 ★1. 四轮转向系统的的功能 确保车辆良好的操纵性和稳定性,即有效控制车 辆的横向运动特性, 以充分保证车辆的操纵稳定 性. ★2. 四轮转向系统的优点 : 2.1转向响应快 2.2转向能力强 2.3直线行驶稳定性好 2.4低速性能好 ★3. 四轮转向系统的类型 机械式.液压式. 电子/液压式. 电子控制式 四轮转向的概述及结构类型 4WS (4 wheel steering System) 汽车是依 靠后轮和前轮共同完成转向任务. 四轮转向的 目的在于低速行驶时依靠逆向转向（前轮与 后轮转角方向相反） 改善汽车的操作性 ， 获 得较小的转向半径 ， 在中高速行驶时依靠同 向转向（前轮与后轮的转角方向相同） ， 减 小汽车的横摆运动 ， 提高车道变更和曲线行 驶的操纵稳定性。 什么是四轮转向系统 4WS车低速四轮转向特性 ■ 如图所示为低速转向行驶轨迹 ， 2WS汽车的情 况是后轮不转向 ， 所以转向中心大致在后轴的 延长线上 。4WS汽车的情况是对后轮进行逆向 操纵 ， 转向中心比2WS汽车靠近车体处 。在低 速转向时 ， 若两前轮转向角相同 ， 则4WS汽车 的转向半径更小 ， 内轮差也小 ， 转向性能好 。 对小轿车而言 ， 如果后轮逆向转向5度 ， 则可 以减少最小转向半径0.5米 ， 内轮差约0. 1米。 4WS车低速四轮转向特性 ■ 直线行驶的汽车转向是下列两运动的合成运动： 汽车 质心绕转向中心的公转和汽车绕质心的自转 。如图 所示为2WS汽车中高速转向时车辆的运动状态： 前 轮转向时 ， 前轮产生侧偏角α , 并产生旋转向心力使 车体开始自转 ， 当车体出现自转时 ， 后轮产生侧偏 角β , 和旋转向心力 ， 车速越高 ， 离心力越大 ， 所以 必须给前轮更大的侧偏角 ， 使它产生更大的旋转向 心力 ， 与此同时 ， 后轮也产生与此相应的侧偏角， 车体的自转趋势更加严重 。也就是说 ， 车速越高 ， 转向时容易引起车辆的旋转和侧滑。 4WS中高速转向特性 4WS中高速转向特性 2WS汽车中高速转向时车辆的运动状态 理想的高速转向运动状态是尽可能使车体 的倾向和前进方向一致 ， 从而使后轮产生 足够的旋转向心力 。在4WS汽车通过对后 轮同向转向操纵 ， 使后轮也产生侧偏角 ， 使它与前轮的旋转向心力相平衡 ， 从而抑 制自转运动 ， 得到车体方向和车辆前进方 向一致的稳定转向状态。 4WS中高速转向特性 中高速转向时2WS和4WS同向转向操纵比较 4WS中高速转向特性 ■ 转向角比例控制 ■ 横摆角速度比例控制 4WS的控制 ■ 系统组成与工作原理 如图所示为4WS转向角比例控制的系统图.前后 的转向机构是机械方式连接,转向盘的转动通过 前转向齿轮箱(齿轮齿条式)中的齿条带动转向 横拉杆左右移动,使前轮产生转向, 同时小齿轮 的旋转输出通过通过连接轴由输入小齿轮传给 后转向齿轮箱,经过转向枢轴和4WS转换器实现 后轮转向. 转向角比例控制 转向角比例控制 ■ 转向枢轴 心轴和枢轴的运动 如图所示为ECU控制流程方框图,通过转 向角传感器,车速传感器等输入信号,实现 以下控制 : 1.转向角控制 2.2WS选择功能 3.安全性控制 转向角比例控制 转向角比例控制4WS控制流程方框图 ■ 系统组成与工作原理 如图所示为4WS横摆角比例控制系统的 组成,使后轮产生转向角的工作原理就是 转换后转向机构的控制阀油路,使阀芯左 右移动.在前轮转向时控制阀将后轮的最 大转角控制到5度,而与前轮转向无关时 将后轮转向角控制到1度.后轮转向是机 械式转向和电子式转向的合转向. 横摆角速度比例控制 横摆角速度比例控制 前轮转向操纵机构 ■ 转向盘的旋转运动传递到转向器的小齿轮和齿 条 ， 并随着齿条的左右移动带动小齿轮旋转。 此时与小齿轮成为一体的前带轮就做正反旋转。 前带轮的旋转通过转向角缆绳传动到后轮转向 操纵机构的后带轮上 。控制齿条上有长为l的自 由行程 ， 相应的转向盘的转动范围为250度， 所以不能进行与前轮转向角连动的后轮转向操 纵 ， 高速行驶时 ， 后轮只是通过脉冲电机进行 电子式转向控制。 前轮转向操纵机构 后轮转向操纵机