3 四轮转向控制系统（4WS）.ppt

四轮转向系统 现代汽车，特别是高级汽车，发动机的功率在不断增大，行驶速度也在不断提高，两轮转向汽车在高速行驶时，相对于一定的转向角增量，车身的横摆角速度和横向加速度的增量也增大，从而使汽车在高速行驶时的操纵性和稳定性变差。为改善汽车转向操纵性能，提高汽车高速行驶安全性和车辆转弯的灵活性，自20世纪80年代末，四轮转向的汽车已相继推出。 四轮转向的优点 1、转向响应快 2、转向能力强 3、直线行使稳定性好 4、低速机动性好 5、高速时转换车道快 一、机械式四轮转向系 1、该系统主要由转向盘、前轮转向器、后轮取力齿轮箱、后轮转向传动轴、后轮转向器等组成。后轮转向也是绕转向节主销偏转的，其结构与前轮相似。 二、液压式车速感应型四轮转向系统 1、液压式车速感应型四轮转向系统的结构如图所示。主要由前轮动力转向器、前轮转向油泵、控制阀及后轮转向动力缸、后轮转向油泵等组成。 后轮转向系统由控制阀、后轮转向油泵和后轮转向动力缸组成。控制阀的内腔被柱塞分割成几个工作油腔，左、右油腔分别与前轮转向动力缸的左、右油腔相通，柱塞的位置由前轮动力缸内的油压进行控制。后轮转向油泵由后轴差速器驱动，其输出油量只受车速影响。 三、电子控制液压式四轮转向系 1、电子控制液压式四轮转向系的组成及结构 该系统主要由转向盘、转向油泵、前动力转向器、后轮转向传动轴、车速传感器、电子控制单元、后轮转向系统组成。 转向盘转角感应式 1、电控四轮转向系统的组成 电控四轮转向系统主要由后轮转向执行器、输入传感器和电控单元组成。 四轮转向系统的连接及控制 后轮转角主传感器 副后轮转角传感器安装在后轮转向执行器上与主后轮转角传感器相反的一端，如图所示。副后轮转角传感器含有一根连接在齿条上的锥形轴，锥形轴与齿条一同水平移动。一根在副后轮转角传感器上的插棒与锥形轴锥面接触。当锥形轴水平移动时，锥面使传感器插棒移动。插棒的移动使传感器产生模拟电压信号，将后轮转角信号传送到控制单元。 2）液压控制阀 如图所示，液压控制阀是一滑阀结构，其滑阀的位置取决于车速和前轮转向系统转角。图中表示滑阀向左移动的过程，此时油泵送来的油液通过液压控制阀进入动力缸右腔，同时动力缸左腔通过液压控制阀与储油罐相通。在动力缸左右腔压力的作用下，动力输出杆左移，使后轮向右偏转。因为阀套与动力输出杆固定在一起，所以当动力输出杆左移时将带动阀套左移，从而改变油路通道大小，当油压与回位弹簧及转向阻力的合力达到平衡时动力输出杆（连同阀套）停止移动。 液压控制阀结构示意图 1-动力缸活塞；2-阀套；3-动力输出杆；4-滑阀；5-回油道；6-液压控制阀主动杆； A-进油口；B-回油口 3）后轮转向动力缸 阀套将滑阀密封，阀套内含有连接相位控制系统和动力缸的油道。如图13-14所示。输出杆穿过动力缸活塞（输出杆与动力缸活塞固定连接），两端分别与左、右转向横拉杆连接，在动力缸两腔的压差作用下，输出杆向左或向右移动，从而使得后轮作相应偏转。当汽车直线行驶时，在动力缸两腔的回位弹簧及油压作用下，使后轮处于直线行驶位置。此功能也使得当电子控制线路或液压回路出现故障时，后轮回到直线行驶位置，使四轮转向变成一般的两轮转向工作状态。 （5）电子控制系统 电子控制系统由四轮转向控制器、转角比传感器和电控油阀组成。 1）四轮转向控制器 四轮转向控制器的作用有： ① 根据车速传感器送来的电脉冲信号计算汽车的车速，再根据车速的高低计算汽车转向时前后轮的转角比。 ② 比较前后轮理论转角比与当时的前后轮实际转角比，并向步进电机发出正转或反转及转角大小的运转指令。另外还起监视控制四轮转向电子线路工作是否正常的作用。 ③ 发现四轮转向机构工作出现异常时，起动警告信号灯，并断开电控油阀的电源，使四轮转向处于两轮转向状态。 2）转角比传感器 其作用是检测相位控制器中的扇形控制齿板的转角位置，并将检测出的信号反馈给四轮控制器，作为监督和控制信号使用。 3）电控油阀 电控油阀的作用是控制由转向油泵输向后轮转向动力缸的油路通断。当液压回路或电子控制线路出现故障时，电控油阀就切断由转向油泵通向液压控制阀的油液通道，使四轮转向装置处于一般两轮转向工作状态，起到失效保护的作用。 2、后轮转向系统的工作原理 1）当车速低于35km/h时，如图a所示。扇形控制齿板在步进电机的控制下向负方向偏转。假设转向盘向右转动，则小锥齿轮、大锥齿轮分别向空白箭头方向转动，摆臂在扇形齿板和大齿轮的带动下最终向右上方摆动，液压控制阀输入杆和滑阀也向右移动，由转向油泵输送的高压油液进入后轮转向动力缸的左腔，使后轮向左偏转，即后轮相对于前轮反向偏转。