四轮转向电动转向课件.pptx
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- 轮转 电动 转向 课件
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1、汽车四轮转向技术汽车四轮转向技术 汽车电动转向和四轮转向技术汽车四轮转向技术汽车四轮转向技术1.1.四轮转向及其发展四轮转向及其发展2.2.四轮转向的几何运动四轮转向的几何运动方式方式3.3.前后轮的两种转向方前后轮的两种转向方式式4.4.4WS4WS在高速行驶时的稳在高速行驶时的稳定性分析定性分析5.5.4WS4WS车在改变行车路线车在改变行车路线时的性能时的性能6.6.低速下的小转弯半低速下的小转弯半径行驶径行驶7.7.后轮转向控制类型后轮转向控制类型8.8.4WS4WS控制种类控制种类9.9.4WS4WS的优点的优点10.10.4WS4WS今后发展趋势今后发展趋势11.11.各公司的各公
2、司的4WS4WS系统系统特性对比特性对比Quit汽车四轮转向技术汽车四轮转向技术四轮转向及其发展四轮转向及其发展 四轮转向(Four Wheel Steering)即除了传统前两轮转向外,后两轮也是转向轮。 汽车的四轮转向系统在80年代中期开始发展,其主要目的是提高汽车在高速行驶或在侧向风力作用下时的操纵稳定性,改善在低速下的操纵轻便性,以及减小在停车厂调车时的转弯半径。此外,在汽车高速行驶时还易于由一个车道向另一个车道调整。 Back汽车四轮转向技术汽车四轮转向技术四轮转向的几何运动方式四轮转向的几何运动方式Back汽车四轮转向技术汽车四轮转向技术前后轮的两种转向方式前后轮的两种转向方式 对
3、于4WS车,主要控制后轮的转向角。当后轮转向与前轮转向相同时称同相位转向,当后轮与前轮转向相反时称为逆相位转向。4WS4WS车的转向方向车的转向方向Back汽车四轮转向技术汽车四轮转向技术4WS4WS在高速行驶时的稳定性分析在高速行驶时的稳定性分析 4WS车高速行驶时,当受到侧风或侧向路面干扰力时,车身姿态变化小,便于修正方向盘。在高速行驶时,后轮与前轮同相位转向,且转角较小。从转向盘到后轮转向的时间很短,转弯时车身姿态变化小。即目标行驶路线的跟踪性好。车身方向与实际行进方向没有很大差别,在高速行驶时具有稳定感。Back汽车四轮转向技术汽车四轮转向技术4WS4WS车在改变行车路线时的性能车在改
4、变行车路线时的性能 一辆传统的2WS车,在转弯开始时仅转动前轮。由于从前轮开始弯转到后轮也跟着开始转弯之间,有一个时间差,在这段小的时间差里,因为后轮没有侧向力,会使车轮后部向外偏移。 对于4WS车,因为和前轮同一方向转动后轮,所以在后轮也同样产生侧向力,于是车身的侧偏角就小,甚至可以为零。这样,汽车可以平滑地换道行使,从而提高了汽车的操纵稳定性。Back汽车四轮转向技术汽车四轮转向技术从直线行驶进入弯道时从直线行驶进入弯道时4WS 4WS 车与车与2WS2WS车的运动比较车的运动比较Back汽车四轮转向技术汽车四轮转向技术低速下的小转弯半径行驶低速下的小转弯半径行驶 当汽车在狭窄的停车场地转
5、弯时,停车是否容易主要取决于弯半径大小。汽车低速行驶时的转弯半径可根据上图看出。从图上明显看出4WS比2WS车转弯半径要小的多。汽车低速行使时的转弯半径Back汽车四轮转向技术汽车四轮转向技术 四轮转向系统可按后轮的偏转角与前轮偏转角或车速之间的关系分为转角传感型与车速传感型两种。1转角传感型后轮的偏转角与前轮的偏转角之间存在着某种函数关系,即后轮可以按与前轮旋转方向相同方向旋转,即同相位偏转;也可以按与前轮旋转方向相反的方向旋转,即反相位偏转。此外前后轮转角值之间也有一定关系。2车速传感型根据设计程序,当车速达到某一预定值时(通常为35-40km/h),后轮能与前轮同方向偏转,而当低于这一预
6、定值时,则反方向偏转。 后轮转向控制类型后轮转向控制类型 Back汽车四轮转向技术汽车四轮转向技术 4WS 4WS控制种类控制种类 机械控制式机械+电子控制式电子控制液压工作式液压控制液压工作式电子控制电动工作式 Back汽车四轮转向技术汽车四轮转向技术4WS4WS的优点的优点与WS相比,WS的优点:(1)提高了汽车在高速行驶时和在滑溜路面上的转向性能;(2)驾驶员操纵方向盘反应灵敏,动作准确;(3)在不良路面和侧风等条件下,汽车也具有较好的方向稳定性,提高了高速下的直线行驶稳定性;(4)提高了汽车高速转弯的行驶稳定性,不但便于转向操纵,而且在进行急转弯时,也能保持汽车的行驶稳定性;(5)通过
7、使后轮转向与前轮转向相反,减小了低速行驶时的转弯半径,不但便于在狭窄路面上进行U型转弯,而且在驶入车库等情况下便于驾驶。 Back汽车四轮转向技术汽车四轮转向技术4WS今后发展趋势 尽管4WS能提高车辆高速稳定性和在停车场上进出的灵活性,但目前仍有人对4WS提出异议,其理由如下: (1)现在的前轮转向是非常完善的,可以充分地满足汽车行驶需要,全四轮转向并不能使汽车转向性能有明显改善; (2)4WS与2WS在性能上仅有极微小的差别没有必要花这么多钱,并把车子搞的这么复杂; (3)如何去组合汽车的平移和转动这两种运动,使得汽车每一瞬时都处于最佳的转向行驶状态,这无论在理论上还是在实用性技术上目前还
8、没达到成熟的地步; (4)如果能把同样的研制费用用于提高汽车轮胎性能和改善悬架设计上,很可能在操纵性良好的2WS汽车上收到更好的效果。 Back汽车四轮转向技术汽车四轮转向技术各公司的4WS系统特性对比. 本田本田 三菱三菱马自达马自达 日产日产丰田丰田 塞基诺塞基诺前轴转向机构型式齿轮齿条式(带助力) 无助力 后轴转向机构型式行星齿轮式转向器控制阀加液压缸 电动式加力器电动齿轮齿条式转向器结构难易 简单 复杂简单复杂 一般系统类型转角传感型车速传感器两型兼有转角传感器两型兼有 前后转角机构联系方式 机械式液压控制机械式+电子/液压电子/液压机械式+电子控制电子控制研制或生产年份 198719
9、88 1987 1985 1990 1987BackQuit汽车四轮转向技术汽车四轮转向技术电动转向汽车四轮转向技术汽车四轮转向技术1.1.前言前言2.2.汽车电动助力转向技术发展概况汽车电动助力转向技术发展概况3.3.EPSEPS的结构与特点分析的结构与特点分析4.4.EPSEPS的性能分析的性能分析5.5.EPSEPS今后的发展今后的发展Quit汽车四轮转向技术汽车四轮转向技术 继电子技术在发动机、变速器、制动器和悬架等系统得到广泛应用之后,国外汽车电动助力转向(Electric Power Steering,简称EPS)正逐步取代传统液压动力转向(Hydraulic Power Stee
10、ring,简称HPS)。电动助力转向已成为世界汽车技术发展的研究热点。 EPS用电动机直接提供助力,助力大小由电控单元(ECU)控制。它能节约燃料,提高主动安全性,且有利于环保,是一项紧扣现代汽车发展主题的高新技术,所以一经出现就受到高度重视。近几年来,随着电子技术的发展,大幅度降低EPS的成本己成为可能,加上EPS具有一系列优点,,使得它越来越受到人们的青睐。一一.前言前言Back汽车四轮转向技术汽车四轮转向技术 1988年2月日本铃木公司首次在其Cervo车上装备EPS,随后还用在了其Alto车上。在此之后,电动助力转向技术如雨后春笋般得到迅速发展。日本的大发汽车公司、三菱汽车公司,本田汽
11、车公司,美国的Delphi汽车系统公司、TRW公司,德国的ZF公司,都相继研制出各自的EPS。 经过二十几年的发展,EPS技术日趋完善,其应用范围已经从最初的微型轿车向更大型轿车和商用客车方向发展。EPS的助力型式也从低速范围助力型向全速范围助力型发展,并且其控制形式与功能也进一步加强。二二. .汽车电动助力转向技术发展概况汽车电动助力转向技术发展概况Back汽车四轮转向技术汽车四轮转向技术3.1 3.1 基本结构与工作原理基本结构与工作原理3.2 3.2 EPSEPS的关键部件的关键部件3.3 3.3 EPSEPS的分类的分类3.4 3.4 EPSEPS的特点的特点三三.EPS.EPS的结构
12、与特点分析的结构与特点分析Back汽车四轮转向技术汽车四轮转向技术 EPS是一种直接依靠电机提供辅助扭矩的动力转向系统,其系统框图如右图所示 基本结构与工作原理基本结构与工作原理Back电动助力转向系统框图汽车四轮转向技术汽车四轮转向技术 EPSEPS的基本原理的基本原理:扭矩传感器与转向轴(小齿轮轴)连接一起,当转向轴转动时,扭矩传感器开始工作,把输入轴和输出轴在扭杆作用下产生的相对转动位移变成电信号传给ECU,ECU根据车速传感器和扭矩传感器的信号决定电动机的旋转方向和助力电流的大小,从而完成实时控制助力转向。 因此它可以很容易地实现在车速不同时提供电动机不同的助力效果,保证汽车在低速行驶
13、时轻便灵活,高速行驶时稳定可靠。因此EPS转向特性的设置具有较高的自由度。 汽车四轮转向技术汽车四轮转向技术EPS主要由: 扭矩传感器和车速传感器 电动机 减速机构 电子控制单元等组成EPSEPS的关键部件的关键部件Back汽车四轮转向技术汽车四轮转向技术 扭矩传感器的功能:测量驾驶员作用在转向盘上的力矩大小与方向,以及转向盘转角的大小和方向。 车速传感器的功能:测量汽车行驶速度。 扭矩测量系统比较复杂且成本较高,是决定EPS能否占领市场的关键因素之一。目前采用较多的是在转向轴位置加一扭杆,通过测量扭杆的变形得到扭矩。另外也有采用非接触式扭矩传感器。扭矩传感器和车速传感器扭矩传感器和车速传感器
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