轮转向实验指导书.docVIP

《四轮转向实验台》 实验指导书 学院名称: 交通与汽车工程学院 适用专业:汽车、汽发、汽电、交运、汽车服务工程 编写单位: 交通与汽车工程实验中心 编 写 人: 陈飞 审 核 人: 审 批 人: 2009年10月10日 实验目的和任务 掌握四轮转向实验台的结构和工作原理。 实验内容 四轮转向实验台的结构。 2、 四轮转向实验台工作原理。 实验仪器、设备及材料 四轮转向实验台。 实验原理及测试过程 在通常的汽车中，操纵转向盘，控制前轮轮胎的转向，发挥转弯的功能，4轮转向是前后轮都能转向的装置。四轮转向的目的：低速行驶时进行逆相转向(即与前轮转向方向相反)，提高转弯半径小的转向特性，而中高速时则进行同相转向(即与前轮转弯方向相同)；在高速时进行区域变换或提高转弯时的操纵稳定性。 (1)4轮转向车的小转弯特性：当汽车低速转弯时，车辆的前进方向与轮胎的方向可看作几乎一致，各轮胎几乎不发生拐弯力，4轮前进方向的垂线交于一点，车辆即以该点(旋转中心)进行转弯。 图1低速转弯时的行驶轨迹，则在2轮转向车(前轮转向)时，后轮不转向，所以，转弯中心几乎位于后轴延长线上。 在4轮转向时，当后轮进行逆相转向时，转弯中心位于2轮驱动车前方，接近车辆位置。当低速转弯时，如前轮舵角相同，则4轮驱动车的转弯半径缩小，小转弯性能良好，内轮差也减少。在乘用车场合，后轮以逆相转向时，最小转弯半径50cm，内轮差减少约10cm。 (2)4轮转向车的中高速时的转弯性：直线行驶的汽车在转弯时，是由车辆的公转与自转合成的，亦即由车辆的重心改变行驶方向的公转，与围绕该重心车辆作自转的两种运动合成的。 图1 低速转弯时的行驶轨迹 图2示出2轮转向车的高速转弯时的车辆动作。 首先，前轮转向时，前轮轮胎产生侧滑角α，产生拐弯力，车身开始自转，其结果，车身发生偏转，后轮也产生侧滑角β，后轮产生拐弯力，4轮的力使车辆自转与公转，并在平衡时进行转向。但是，速度越高离心力越大，与此平衡的拐弯力也必须增加，所以必须对前轮给出更大的侧滑角，产生更大的拐弯力。为了给出与后轮相应的侧滑角，就有必要使车身作更大自转运动。但是，速度越高车身的自转运动不稳定性也增加，容易引起车辆的空转或横向侧滑。 理想的高速转弯运动，把车辆前进方向尽量与车身的方向保持一致，以限制过度的自转运动，使前后轮产足够的拐弯力。如图3所示，在4轮转向车中由于对后轮进行同相转向，后轮也发生侧滑角α，与前轮的拐弯力相平衡，限制自转运动。所以，能在车身方向与车辆的前进方向保持一致的情况下作稳定转向。 控制逻辑图4示出前轮舵角与后轮舵角之间的关系。 图2 二轮高速转向时车辆动作 图3 高速时同相操作的比较 图4 前轮舵角与后轮舵角的关系 系统构成图5是4轮转向的舵角比例控制系统图。 图5 舵角比例控制四轮转向系统图 前后轮的转向机构进行机械连接。转向盘的转动传到前转向齿轮箱(齿条与齿轮)，齿条使前转向横拉杆作左右运动以控制前轮转向，同时，输出小齿轮旋转，通过联接轴传递到转向齿轮箱。 前轮 转向角 左360度左200度左100度0度右100度右200度右360度后轮 舵角 实验报告要求 1．实验过程中要严肃认真地做好实验记录。 2．在试验过程中，对观察到的现象，尽量用图示说明并加以简明的理论分析。 3．要求书写整洁，字体端正。 实验注意事项 1. 实验过程中，学生必须严格遵守指导教师和实验室管理人员的要求，按操作程序进行实验； 学生的实验课，必须在指导老师和实验室管理人员的共同指导下进行操作； 3．未经允许，学生不得擅自操作该实验台。