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全驱汽车的转向特性分析

第15卷第6期 集美大学学报(自然科学版) V01.15No.6 of 2010年11月 JournalJimei Nov.2010 University(NaturalScience) [文章编号】1007—7405(2010}06—0454—04 全驱4WS汽车的转向特性分析 凌锡亮1,凌罡2 (1.集美大学机械工程学院,福建厦门361021;2.厦门长岛电子电器有限公司。福建厦门360016) [摘要】通过对2WS和4WS汽车转向特性的比较,建立4WS系统的转向圆通式,分析4WS汽车转向 运动的关系,并导出4WS汽车前后左右各轮转向时的速度关系. 【关键词】四轮转向(4WS);运动特性;轮速关系 【中图分类号】U461.6 [文献标志码]A 0 引言 四轮转向技术作为改善车辆操纵稳定性的主要手段,直接影响车辆转向精准性.汽车一般采用前轮 转向,后轮只作随动转向,即两轮转向2WS(Two-WheelSteering)模式,这种转向结构,在汽车转向机 动性和操纵稳定性能上都存在不够理想之处.四轮转向4WS(Four-WheelSteering)指汽车转向时,除 前轮转向外,将后轮也作为主动转向轮,4WS技术能对汽车侧向运动进行控制,以改善汽车转向时的转 向特性和响应特性,使转向控制变得方便、安全,从而改善汽车操纵性,提高行驶稳定性,该技术是增 强汽车舒适性和安全性能最有效的一种主动底盘控制技术睢‘3】. 目前四轮转向技术已广泛应用于工程机械车辆和重型越野汽车,基于车辆对转向系统的进一步发展 要求,研究四轮转向控制有着极其现实的意义. 1 4WS的转向运动特性 1.1后轮与前轮逆相位转向的特性 4WS车辆及4WS车辆低速状态的两轮基本模型中,汽车后轮与前轮逆相位转角时的转向几何关系 如图1所示. 2WS状态时,车辆转向圆半径恐邪为:R2Ws=O:髑o/=O/O/sin 8/. 4WS状态时,车辆转向圆半径蜀Ws为:蜀稍=以哪o/=以Of/sin颤 逆相位转角转向时,墨髑恐髓,所以有: tan芬). 经整理,有: R4Ws=R2粥/[1一(tan/tan研)]. (1) 当鼠=0时,矗2邯=兄驰;当艿=一母时,甩哪=Rz硝/2. 后轮与前轮逆相位转向特性分析证明,汽车低速转弯或急转弯时,前、后轮的逆相位转向会减小 [收稿日期]2009—10一27[修回日期]2010—04—12 [基金项目]福建省青年人才项目(2008F3074);集美大学博士启动基金 [作者简介】凌锡亮(1956一),男,高级工程师,副教授,从事汽车设计和教学科研工作. 万方数据 第6期 凌锡亮,等:全驱4WS汽车的转向特性分析 ·455· 转弯半径,其中,后轮逆相位转角茸越大, 瞬时转向半径R.髓就越小,当最=砩时, 4WS汽车比2WS汽车的转向半径小一半.表 明4WS汽车转向时,增强了车辆运动的机动 性能. 1.2后轮与前轮同相位转向的特性 4WS车辆中、高速状态的两轮基本模型 中,汽车后轮与前轮同相位转角时的转向几 何关系如图2所示. 由于同相位转角转向时,凡鹂R:w,以 后轮转角砖为正值,同理,式(1)成立. 当艿r=0时,屁4髓=R2粥;当母=毋时, 风髓=R2稍/o(即兄帕-+∞). 后轮与前轮同相位转向特性分析表明, 工一轴距(mm);ol一车辆横剖面内,前轮转动中心点;佛一车辆横 剖面内,后轮转动中心点;D2旷两轮转向时,车辆转向圆中心; 汽车高速转弯或变换车道时,前、后轮同相 仉眄一四轮转向时,车辆转向圆中心;D广四轮转向时,车辆转向 位转向,可达到增

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