课题六 四轮转向系统课件

课题六四轮转向系统一、概述1.定义汽车的四轮转向（Four-wheelSteering——4WS）是指汽车在转向时，后轮可相对车身主动转向，使汽车的四个车轮都能起转向作用。以改善汽车的转向机动性、操纵稳定性和行驶安全性。2.分类（1）按转向方式分：

同相位转向：改善汽车高速行驶的操纵稳定性

逆相位转向：减小汽车的转弯半径四轮转向系统具有以下优点：（1）转向能力强：车辆在高速行驶时以及在湿滑路面上的转向特性更加稳定和可控。（2）转向响应快：在整个车速变化范围内，车辆对转向输入的响应更迅速和准确。（3）直线行驶稳定性好：在高速工况下车辆的直线行驶稳定性提高，路面不平度和侧风对车辆行驶稳定性影响减小。（4）换车道时稳定性好：车辆高速行驶换车道的稳定性提高。（5）低速机动性好：低速时，后轮朝前轮偏转方向的反向偏转，使车辆转变半径大大减小，因而更容易控制。二、4WS的转向特性1．低速时的转向特性

可知2WS车（前轮转向操纵）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车的情况是对后轮进行逆向转向操纵，转向中心就比2WS车的超前，并在靠近车体处。在低速转向时，若前轮转向角相同，则4WS车的转向半径更小，内轮差也减小，所以转向性好。对小轿车而言，如果后轮逆向转动5°，则可减小最小转弯半径约0.5m，内轮差0.1m。当汽车车速低于29km/h时，转动方向盘，后轮会产生与前轮转向相反的方向转动；当车速为零时，后轮最大转向角是6°。后轮转向角减小的程度随车速变化，在29km/h时后轮转角几乎为零。2.高速时同向转向特性

直行汽车的转向实际上是由下列两个运动的合成，即车辆的质心点绕改变前进方向的转向中心的公转和绕质心点的自转运动。2WS车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并且产生旋转向心力使车体开始自转。当车体出现偏向时，后轮也出现侧偏角β，且也产生旋转向心力。四个车轮分担自转和公转的力，一边平衡一边转向。但是，车速越高，离心力就越大，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。为了使后轮也产生与此相对应的侧偏角，车体就会产生更大的自转运动。但是，车速越高，车体的自传运动就越不稳定，容易引起车辆的旋转或侧滑。理想的高速转向的运动状态是尽可能使车身的倾向和前进方向一致，以防多余的的自转运动。在4WS的车上通过对后轮的同向转向操作，使后轮也产生侧偏角α，使它与前轮的旋转向心力平衡，从而抑制自转运动。这样就有可能得到车身方向与车辆前进方向一致的稳定转向状态。当车速增至大于29km/h时，方向盘在最初的200°转角内后轮转向与前轮一致。在这个车速范围内，方向盘转角大于200°时，后轮会与前轮转向相反方向偏转。当车速提高到96km/h且转向角为100°时，后轮将会与前轮相同方向转动约1°。此时方向盘转动500°，后轮将会沿前轮相反方向转动大约1°。三、4WS的发展在技术相对成熟的4WS汽车中，大多数采用电控液压式4WS系统，主要用于前轮采用液压动力转向的4WS汽车中，这种4WS系统具有工作压力大、工作平稳可靠等优点。但由于液压动力系统在结构、系统布置、密封性、能耗、效率等方面的不足，尤其是在转向过程中存在着响应滞后的固有缺陷，使得电控液压式4WS系统在适应现代4WS汽车的转向灵敏性、准确性方面受到了束缚，不能满足汽车高速行驶稳定性的要求。

1988年3月，日本铃木公司开发出电控电动式助力转向系统（ElectricPowerSteering——EPS），首次装备在Cervo车上，有效地克服了液压动力转向系统的缺点。在EPS技术的基础上，电控电动式4