第一节四轮转向系统概述-全文可读
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2-后轮转向系 3-后轮转向传 动轴
4- 电子控制单 元 5-车速传感器 6-前动力转向 器 7-转向油泵
电子式四轮转向系的组成
电子式四轮转向系的组成
4WS车低速四轮转向特性
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。
★ 2.转向系统原理示意图
四轮转向的概述及结构类型
★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
机械式四轮转向系的组成
1-后轮转向 取力齿轮箱 2-转向盘
3-后轮转向 传动轴 4-后轮转向 器
液压式四轮转向系示意图
1-储油罐 2-转向油泵 3-前轮动力转向器 4-转向盘 5-后轮转向控制阀 6-后轮转向动力缸 7-铰接头 8-从动臂 9-后轮转向专用油 泵
电子控制液压式四轮转向系
1-转向盘
小转向角控制
反破开的工作原理
小转向角控制
• 采用螺旋齿轮和曲柄组合结构将脉冲电动机的旋转 运动变为阀心的直线运动 。当从动齿轮向左旋转时 ， 阀控制杆的上断支点A就以从动齿轮中心O为回转中 心移动到A ’。脉冲电机刚起动瞬间 ，后转向轴还没 有运动 ，所以阀控制杆就以C点为回转中心向左运动， 杆中央的B点成为B ’点，使阀心向左移动 。缆绳不 动时 ， 阀套筒固定不动 ，与阀套筒产生相对位移， 阀的a部分以及b部分被节流 ， 高压油进入油缸左室。
转向角比例控制
转向枢轴
轴和枢轴的运动
转向角比例控制
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4WS控制流程方框图
横摆角速度比例控制
• 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.
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
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
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
大转向角控制
大转向角控制
• 当前轮向左转向时 ， 阀套筒向左方向移动 ，并与阀心 之间产生相对位移 。如图所示a和b部位被节流 ，高 压作用于动力油缸的右室 ，推动活塞杆向左移动 ，而 后轮就向右转向 。当活塞杆向左移动时 ， 因为脉冲电 机不工作 ， 阀控制杆就以支点A为中心回转并将阀心 从B点移到左方的B‘点 。因此，打开处于节流状态 的阀a部分以及b部分 ， 降低动力油缸右室的压力， 结果是当活塞杆移动到规定的位置时 ，a部分以及b 部分的节流压力与来自车轮的外力相平衡 ，后轮就不 能进行更多的转向。
后轮转向操纵机构
后轮转向执行器构造（电子式)
后轮转向操纵机构
• 机械式转向操纵机构的情况是通过缆绳将转动传递 到后带轮并带动控制凸轮 ，而凸轮推杆仿照凸轮外 形运动带动阀套筒左右移动 。转向盘向左转动时， 后带轮作向右旋转 。随着旋转 ， 凸轮曲率半径变小， 凸轮推杆被拉出 ， 阀套筒就向左移动 。转盘右转时， 则相反 。随着凸轮曲率半径变大 ， 凸轮推杆被推进， 阀套筒就向右移动 。由于阀套筒和阀心的相对位移， 使来自液压泵的工作压力油路被切换 ，转向盘左转 时 ， 阀套筒就向左移 ，使油液进入液压缸的右室， 动力活塞向左移动 ，此时与活塞一体的拉杆向左移 动 ，将后轮向右转。
4WS系统的应用
• 四轮转向系统在日本的本田,马自达轿车以 及美国各公司的轿车上都有应用,如97款三 菱3000GT,94款本田Prelude.
最新车型
• 1 .系统组成 • ⑴前轮转向操纵机构 • ⑵后轮转向操纵机构 • 2 .控制状态
• ⑴大转向角控制（机械控制） • ⑵小转向角控制（ 电子式控制） • 3 .控制逻辑
什么是四轮转向系统
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。
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
转向角比例控制
• 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.
第一节 四轮转向系统概述
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
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
• ⑴车体侧滑角的零控制 • ⑵受侧向风干扰时的控制 • ⑶ABS工作时的控制
横摆角速度比例控制
三 、横摆角速度比例控制
前轮转向操纵机构
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。
4- 电子控制单 元 5-车速传感器 6-前动力转向 器 7-转向油泵
电子式四轮转向系的组成
电子式四轮转向系的组成
4WS车低速四轮转向特性
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。
★ 2.转向系统原理示意图
四轮转向的概述及结构类型
★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
机械式四轮转向系的组成
1-后轮转向 取力齿轮箱 2-转向盘
3-后轮转向 传动轴 4-后轮转向 器
液压式四轮转向系示意图
1-储油罐 2-转向油泵 3-前轮动力转向器 4-转向盘 5-后轮转向控制阀 6-后轮转向动力缸 7-铰接头 8-从动臂 9-后轮转向专用油 泵
电子控制液压式四轮转向系
1-转向盘
小转向角控制
反破开的工作原理
小转向角控制
• 采用螺旋齿轮和曲柄组合结构将脉冲电动机的旋转 运动变为阀心的直线运动 。当从动齿轮向左旋转时 ， 阀控制杆的上断支点A就以从动齿轮中心O为回转中 心移动到A ’。脉冲电机刚起动瞬间 ，后转向轴还没 有运动 ，所以阀控制杆就以C点为回转中心向左运动， 杆中央的B点成为B ’点，使阀心向左移动 。缆绳不 动时 ， 阀套筒固定不动 ，与阀套筒产生相对位移， 阀的a部分以及b部分被节流 ， 高压油进入油缸左室。
转向角比例控制
转向枢轴
轴和枢轴的运动
转向角比例控制
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4WS控制流程方框图
横摆角速度比例控制
• 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.
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
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
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
大转向角控制
大转向角控制
• 当前轮向左转向时 ， 阀套筒向左方向移动 ，并与阀心 之间产生相对位移 。如图所示a和b部位被节流 ，高 压作用于动力油缸的右室 ，推动活塞杆向左移动 ，而 后轮就向右转向 。当活塞杆向左移动时 ， 因为脉冲电 机不工作 ， 阀控制杆就以支点A为中心回转并将阀心 从B点移到左方的B‘点 。因此，打开处于节流状态 的阀a部分以及b部分 ， 降低动力油缸右室的压力， 结果是当活塞杆移动到规定的位置时 ，a部分以及b 部分的节流压力与来自车轮的外力相平衡 ，后轮就不 能进行更多的转向。
后轮转向操纵机构
后轮转向执行器构造（电子式)
后轮转向操纵机构
• 机械式转向操纵机构的情况是通过缆绳将转动传递 到后带轮并带动控制凸轮 ，而凸轮推杆仿照凸轮外 形运动带动阀套筒左右移动 。转向盘向左转动时， 后带轮作向右旋转 。随着旋转 ， 凸轮曲率半径变小， 凸轮推杆被拉出 ， 阀套筒就向左移动 。转盘右转时， 则相反 。随着凸轮曲率半径变大 ， 凸轮推杆被推进， 阀套筒就向右移动 。由于阀套筒和阀心的相对位移， 使来自液压泵的工作压力油路被切换 ，转向盘左转 时 ， 阀套筒就向左移 ，使油液进入液压缸的右室， 动力活塞向左移动 ，此时与活塞一体的拉杆向左移 动 ，将后轮向右转。
4WS系统的应用
• 四轮转向系统在日本的本田,马自达轿车以 及美国各公司的轿车上都有应用,如97款三 菱3000GT,94款本田Prelude.
最新车型
• 1 .系统组成 • ⑴前轮转向操纵机构 • ⑵后轮转向操纵机构 • 2 .控制状态
• ⑴大转向角控制（机械控制） • ⑵小转向角控制（ 电子式控制） • 3 .控制逻辑
什么是四轮转向系统
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。
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
转向角比例控制
• 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.
第一节 四轮转向系统概述
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
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
• ⑴车体侧滑角的零控制 • ⑵受侧向风干扰时的控制 • ⑶ABS工作时的控制
横摆角速度比例控制
三 、横摆角速度比例控制
前轮转向操纵机构
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。