工程车辆底盘案例实例ppt课件

1、步行式：通常不需回转步行式：通常不需回转第四章第四章 工程车辆底盘转向系统工程车辆底盘转向系统履带式履带式:支配转向离合器和转向制动器实现转向，或分别支配转向离合器和转向制动器实现转向，或分别支配左右行走液马达实现转向。支配左右行走液马达实现转向。轮胎式轮胎式:转向器、动力转向安装和转向传动系统转向器、动力转向安装和转向传动系统轨道式：轨道引导转向。轨道式：轨道引导转向。轮胎式转向轮胎式转向履带式转向履带式转向轨道式引导转向。轨道式引导转向。转台相对于底架回转转台相对于底架回转一、纯机械式转向一、纯机械式转向4-1、转向研讨进程、转向研讨进程NoImage缺陷：驾驶员负担重，重型汽车驾驶员更难

2、以转向。机构刚性缺陷：驾驶员负担重，重型汽车驾驶员更难以转向。机构刚性 衔接、布置困难。衔接、布置困难。优点：构造简单、任务可靠、造价低廉。优点：构造简单、任务可靠、造价低廉。运用：微型轿车、农用车。运用：微型轿车、农用车。 二、纯液压转向二、纯液压转向 优点：技术成熟、省力，液压管布置灵敏。优点：技术成熟、省力，液压管布置灵敏。 缺陷：非转向形状，液压系统任务，能耗高。缺陷：非转向形状，液压系统任务，能耗高。 运用：重型车运用：重型车NoImage1个油缸：双向力不对称，构造简单，用于小型机。个油缸：双向力不对称，构造简单，用于小型机。2个油缸：双向力对称，构造略复杂，用大型机。个油缸：双向

3、力对称，构造略复杂，用大型机。单路稳单路稳定分流定分流阀阀全液压全液压转向器转向器缓冲补油缓冲补油组合阀块组合阀块隔离冲击隔离冲击单向阀单向阀单路稳定分流阀单路稳定分流阀 ：发动机变速呵斥定量泵流量瞬变，故用：发动机变速呵斥定量泵流量瞬变，故用稳流阀。稳流阀。稳流阀原理：稳流阀原理：B通其它任务油路，通其它任务油路，A去转向器，泵流增大时，去转向器，泵流增大时，稳流阀稳流阀2两侧压差加大，两侧压差加大，2开度加大分流去开度加大分流去B，那么，那么A根本不根本不变，反之同，溢流阀变，反之同，溢流阀1维护转向器，维持压力。维护转向器，维持压力。组合阀块：组合阀块：轮胎冲击液缸，两个溢流阀维护，两个

4、单向阀补油。轮胎冲击液缸，两个溢流阀维护，两个单向阀补油。小型低速车辆：组合阀块不设。小型低速车辆：组合阀块不设。全液压转向系统特点：全液压转向系统特点：支配轻便，布置灵敏，熄火也能转向，但液压系统常态任务，支配轻便，布置灵敏，熄火也能转向，但液压系统常态任务，损失大。司机无路感，车辆抖动未知。损失大。司机无路感，车辆抖动未知。三三 、非电子控制液压助力转向、非电子控制液压助力转向技术成熟、大转向支配助力，在重型车及轿车上广泛运用；技术成熟、大转向支配助力，在重型车及轿车上广泛运用；l.转向支配机构转向支配机构 2.转向控制阀转向控制阀 3.机械转向器与转向动力缸总成机械转向器与转向动力缸总成

5、 4.转向传动构造转向传动构造 5.转向油罐转向油罐 6.转向转向油泵油泵 R.转向动力缸右腔转向动力缸右腔 L.转向转向动力缸左腔动力缸左腔机械转向机械转向+液压助力转向液压助力转向发动机或电动机驱动液压泵发动机或电动机驱动液压泵1、发动机驱动液压泵、发动机驱动液压泵问题问题1：发动机转速变化，液压参数变化，那么转向觉得：发动机转速变化，液压参数变化，那么转向觉得 不同，液压系统总任务，耗能。不同，液压系统总任务，耗能。问题问题2：方向盘至车轮，固定放大倍率。按低速行驶转动：方向盘至车轮，固定放大倍率。按低速行驶转动 方向盘温馨设计放大倍率，那么高速行驶会发飘；方向盘温馨设计放大倍率，那么高

6、速行驶会发飘； 按高速行驶时设计转向力，那么低速行驶转向盘按高速行驶时设计转向力，那么低速行驶转向盘就就 会非常费劲。会非常费劲。2、电动机驱动液压泵、电动机驱动液压泵问题问题1：电动机无变化，液压参数不变，那么转向觉得不变，：电动机无变化，液压参数不变，那么转向觉得不变， 液压系统总任务，耗能。液压系统总任务，耗能。问题问题2：方向盘至车轮，固定放大倍率。按低速行驶转动：方向盘至车轮，固定放大倍率。按低速行驶转动 方向盘温馨设计放大倍率，那么高速行驶会发飘；方向盘温馨设计放大倍率，那么高速行驶会发飘； 按高速行驶时设计转向力，那么低速行驶转向盘就按高速行驶时设计转向力，那么低速行驶转向盘就

7、会非常费劲。会非常费劲。电子控制动力转向系统电子控制动力转向系统EPS-Electronic Control Power Steering四、电子控制助力转向四、电子控制助力转向低速行驶时自动添加转向力；高速行驶自动减少转向力，低速行驶时自动添加转向力；高速行驶自动减少转向力，各速度区域手感好，支配稳定。各速度区域手感好，支配稳定。类型：液压式电子控制动力转向系统类型：液压式电子控制动力转向系统 电动式电子控制动力转向系统。电动式电子控制动力转向系统。关键：助力来自附加电机，可电子控制电机，与发动机无关。关键：助力来自附加电机，可电子控制电机，与发动机无关。1、电子控制液压助力转向、电子控制液

8、压助力转向 液压系统总坚持任务形状，能耗较高。但低速时，可控液压系统总坚持任务形状，能耗较高。但低速时，可控制电机多供油，液压力高，高速反之，不漂。制电机多供油，液压力高，高速反之，不漂。液压式液压式EPS是在传统的液压动是在传统的液压动力转向系统的根底上增设了控力转向系统的根底上增设了控制液体流量的电磁阀、车速传制液体流量的电磁阀、车速传感器和电子控制单元等，电子感器和电子控制单元等，电子控制单元根据检测到的车速信控制单元根据检测到的车速信号，控制电磁阀，使转向动力号，控制电磁阀，使转向动力放大倍率实现延续可调，从而放大倍率实现延续可调，从而满足高、低速时的转向助力要满足高、低速时的转向助力

9、要求。求。2、电子控制电动机助力转向系统、电子控制电动机助力转向系统(EPS)与液压动力转向相比：与液压动力转向相比：(1)电动机和减速机构安装在转向柱或在转向系内，所占电动机和减速机构安装在转向柱或在转向系内，所占空间小，零部件构造简单、安装方便，维护费用低；空间小，零部件构造简单、安装方便，维护费用低；(2)电机启停迅速，无空耗。电机启停迅速，无空耗。EPS：标配，未来开展方向。：标配，未来开展方向。五、五、 线控转向系统线控转向系统 线控转向系统线控转向系统(Steering by wireSBW )：取消了转向盘和转向轮之间的机械衔接。取消了转向盘和转向轮之间的机械衔接。布置、衔接极大

10、灵敏了。布置、衔接极大灵敏了。SBW 由于有利于提高汽车被动平安性、有利于汽车设计由于有利于提高汽车被动平安性、有利于汽车设计制造、有利于提高汽车乘坐温馨性和汽车操控稳定性等缘制造、有利于提高汽车乘坐温馨性和汽车操控稳定性等缘由，将成为动力转向系统的开展方向。由，将成为动力转向系统的开展方向。4-2 轮式转向方式轮式转向方式一、一、 偏转车轮偏转车轮偏转前轮：偏转前轮：易于判别与越过避障、驾驶平安。易于判别与越过避障、驾驶平安。1、偏转轮位置、偏转轮位置偏转后轮：偏转后轮：不易于判别避障、驾驶不平安。不易于判别避障、驾驶不平安。四轮偏转四轮偏转4WS,4 Wheel Steering ：转向性

11、好，复杂。转向性好，复杂。蟹形转向蟹形转向阿克曼转向特性公式：车轮无侧滑转向阿克曼转向特性公式：车轮无侧滑转向LBcotcot1梯形机构偏转车轮梯形机构偏转车轮2、偏转车轮机构、偏转车轮机构梯形机构无法时辰精确实现阿克曼公式。梯形机构无法时辰精确实现阿克曼公式。非独立悬架配用非独立悬架配用 独立悬架配用独立悬架配用 2曲柄滑块机构偏转车轮曲柄滑块机构偏转车轮无法时辰精确实现阿克曼公式。无法时辰精确实现阿克曼公式。独立悬架用独立悬架用曲柄滑块机构转向曲柄滑块机构转向 3、多轮偏转、多轮偏转NoImage两轴四轮组转向、梯形机构两轴四轮组转向、梯形机构前两轴四轮转向梯形机构前两轴四轮转向梯形机构为

12、何需两轴转向？为何需两轴转向？四轴八轮组转向梯形机构四轴八轮组转向梯形机构4-2 轮式转向方式轮式转向方式一、一、 偏转车轮偏转车轮二、滑移转向二、滑移转向车轮不偏转，控制两侧车轮不偏转，控制两侧轮子同侧轮子同速轮子同侧轮子同速速度。速度。适宜：液马达驱动、电适宜：液马达驱动、电动机驱动车轮底盘。左动机驱动车轮底盘。左右车轮独立驱动。无需右车轮独立驱动。无需差速器转向安装。差速器转向安装。四轮驱动，左右各一个马达，速度差转向。四轮驱动，左右各一个马达，速度差转向。变量泵、定量马达双桥驱动变量泵、定量马达双桥驱动4-2 轮式转向方式轮式转向方式一、一、 偏转车轮偏转车轮二、滑移转向二、滑移转向三

13、、铰接式转向三、铰接式转向单缸铰接式转向单缸铰接式转向双缸铰接式转向双缸铰接式转向构造简单，任务安装与前轮一直对准。构造简单，任务安装与前轮一直对准。NoImageNoImageNoImage4-2 轮式转向方式轮式转向方式一、一、 偏转车轮偏转车轮二、滑移转向二、滑移转向三、铰接式转向三、铰接式转向四、各轮独立转向四、各轮独立转向直行方式直行方式八字转向八字转向 1、独立转向方式、独立转向方式斜行蟹形转向斜行蟹形转向 行驶方向横行转向横行转向 原地中心转向原地中心转向 前后轴转向前后轴转向 2、独立转向实现、独立转向实现各轮转角不同、独立转向各轮转角不同、独立转向电液转向电液转向线控转向线控

14、转向电子转向盘电子转向盘机械信息机械信息程序运算程序运算转向电信号转向电信号机电信号转换机电信号转换各轮转角各轮转角液压缸液压缸驱动车轮转动驱动车轮转动液压力液压力电液信号转换电液信号转换计算机计算机校正车轮转角校正车轮转角伺服控制信号伺服控制信号转角传感器转角传感器首先：选择方式首先：选择方式手动：调试、或缺点时，直接手动：调试、或缺点时，直接支配手动控制阀。支配手动控制阀。3、电子转向盘及控制系统、电子转向盘及控制系统转矩反响电动机：转矩反响电动机：模拟、产生转向模拟、产生转向盘的反响力矩，盘的反响力矩，驾驶员有路感。驾驶员有路感。 4、转向轮驱动、转向轮驱动前后各安装一台前后各安装一台5

15、.7升升V8 Hemi引擎，分别驱动前后轮，引擎，分别驱动前后轮，最高总功率最高总功率670马力。马力。 5秒内加速秒内加速0-100km/h，誉为终极，誉为终极汽车。平道最少汽车。平道最少2个气缸任务。调整任务自动，无须驾驶个气缸任务。调整任务自动，无须驾驶员操作员操作克莱斯勒公司吉普飓风概念车克莱斯勒公司吉普飓风概念车 克莱斯勒公司吉普飓风概念车克莱斯勒公司吉普飓风概念车 四轮独立转向，横行、原地调头等转向方式。四轮独立转向，横行、原地调头等转向方式。 通常大马力车辆在急剧加速时，汽车框架似乎在扭通常大马力车辆在急剧加速时，汽车框架似乎在扭曲，一侧轮胎几乎也要飞离地面。缘由是传动轴的旋转方

16、曲，一侧轮胎几乎也要飞离地面。缘由是传动轴的旋转方向将向下的力传送给一边，却将向上的力传送给另一边向将向下的力传送给一边，却将向上的力传送给另一边M=J,M=J,加速力矩的反作用力矩与地面加速力矩的反作用力矩与地面) )。而飓风车两侧。而飓风车两侧分轴传动。分轴传动。4-3 履带式转向方式履带式转向方式一、分别支配左右两侧履带驱动马达实现转向。一、分别支配左右两侧履带驱动马达实现转向。二、支配转向离合器和转向制动器实现转向，二、支配转向离合器和转向制动器实现转向，三、高驱动履带差速转向三、高驱动履带差速转向直行：马达停，直行：马达停，2轮为机架，左右对称。轮为机架，左右对称。转向：马达转，转向

17、：马达转，2轮运动，左右差速转向。轮运动，左右差速转向。Differential Turning 1、行星排运动学、行星排运动学0)1 (jqtnnntqjqjtjtqzznnnni2、三个行星排方程、三个行星排方程0)1 (RRRRRjqtnnn0)1 (OOOOOjqtnnn0)1 (LLLLLjqtnnn3、衔接与约束方程、衔接与约束方程0RqnqOjLnntRtOLnnnt4、方程联立结果、方程联立结果OLqLLjOOjL1nn1）（n)1)(1 (nn)1)(1 (ROLqLLOjOLOjRn5、讨论、讨论)1)(1 (nn)1)(1 (ROLqLLOjOLOjRn转向马达停顿转向马

18、达停顿0LqnjRLnnjRL得：得：取：取：直线行驶直线行驶-动力来自变速箱动力来自变速箱变速箱空挡变速箱空挡0jOnjRLnnjRO1得：得：取：取：原地转向原地转向-动力来自转向马达动力来自转向马达OLqLLjOOjL1nn1）（n)1)(1 (nn)1)(1 (ROLqLLOjOLOjRn变速箱、液马达双动力变速箱、液马达双动力LRO11得：得：取：取：OqLLjOOjL2nn1）（nOqLLjOOjR2nn)1 (nOLqLLjOOjL1nn1）（n同向与jOqLnn那么：那么：右转弯jRLnnj取：取：反向与jOqLnn那么：那么：左转弯jRLnnj变速箱、液马达双动力变速箱、液马

19、达双动力OqLLjOOjL2nn1）（nOqLLjOOjR2nn)1 (n改动马达速度大小：改动马达速度大小：改动转向速度缓急。改动转向速度缓急。4-4 乘用车四轮转向乘用车四轮转向 20世纪世纪60年代首先提出经过四轮转向方式来提高汽年代首先提出经过四轮转向方式来提高汽车的支配稳定性，到车的支配稳定性，到20世纪世纪80年代末，四轮转向系统得年代末，四轮转向系统得到实践运用。到实践运用。1990年，本田、马自达、尼桑三家汽车公年，本田、马自达、尼桑三家汽车公司首先在部分轿车上推出了四轮转向系统。司首先在部分轿车上推出了四轮转向系统。1991年，美年，美国克莱斯勒和日本的三菱也推出了四轮转向车

20、型国克莱斯勒和日本的三菱也推出了四轮转向车型 一、一、 四轮转向来历四轮转向来历1、负相、负相:低速行驶后轮转弯方向与前轮相反，拖曳支配，低速行驶后轮转弯方向与前轮相反，拖曳支配，尾部跟随车辆的真实轨迹，比两轮转向更严密。转弯半径尾部跟随车辆的真实轨迹，比两轮转向更严密。转弯半径小，在城市交通、狭小空间转向灵敏小，在城市交通、狭小空间转向灵敏 。二、二、 四轮转向方式四轮转向方式三种方式：负相、中相、正相。三种方式：负相、中相、正相。两轮两轮四轮四轮2、中相：中速行驶，后轮与车体笔直。、中相：中速行驶，后轮与车体笔直。四轮转向系统损坏：回到正常两轮转向方式。四轮转向系统损坏：回到正常两轮转向方

21、式。 3、正相：高速行驶，后轮和前轮转弯方向一样后轮偏转、正相：高速行驶，后轮和前轮转弯方向一样后轮偏转角普通不超越角普通不超越5 ，转弯半径大，车身与行驶方向偏转，转弯半径大，车身与行驶方向偏转角小，减小了汽车转向时的旋转和侧滑，提高了支配稳定角小，减小了汽车转向时的旋转和侧滑，提高了支配稳定性及有侧向风时的操作稳定性。性及有侧向风时的操作稳定性。 1非电子控式四轮转向机械式、液压式非电子控式四轮转向机械式、液压式2电子控式四轮转向液压式、电动式电子控式四轮转向液压式、电动式 普通工程车辆：经济为主，用非电控液压式四轮转向。普通工程车辆：经济为主，用非电控液压式四轮转向。 高质量工程车辆：支

22、配便利为主，用电控液压式四轮转向高质量工程车辆：支配便利为主，用电控液压式四轮转向或电控电动四轮转向。或电控电动四轮转向。 高级越野车或奢华轿车：用电控电动式四轮转向为好。高级越野车或奢华轿车：用电控电动式四轮转向为好。 三、三、 四轮转向控制类型四轮转向控制类型1、 四轮转向控制类型四轮转向控制类型2、 四轮转向控制选择四轮转向控制选择 取消了前后轮之间的传动轴、绳索、液压管道等部件，取消了前后轮之间的传动轴、绳索、液压管道等部件，大大简化了后轮转向机构，实现前后轮转向角关系的准确大大简化了后轮转向机构，实现前后轮转向角关系的准确控制控制 。四、四、 电控电动四轮转向电控电动四轮转向-性能最

23、优性能最优前轮：电子控制电动助力转向。前轮：电子控制电动助力转向。助力失效可完全用人力转向。经助力失效可完全用人力转向。经过调理转向助力的大小来改善驾过调理转向助力的大小来改善驾驶员的驶员的“路感路感后轮：电子控制完全电动力转向。后轮：电子控制完全电动力转向。后轮随着前轮的转动而作与前轮后轮随着前轮的转动而作与前轮方向相反或一样的转动。方向相反或一样的转动。 车辆转向时，车辆转向时， 传感器传感器将前轮转向信号传入将前轮转向信号传入ECU，ECU运算后，运算后，根据车辆速度，向后根据车辆速度，向后轮转向电动机输出扭轮转向电动机输出扭矩大小及方向信号，矩大小及方向信号，后轮转向机构驱动后后轮转向

24、机构驱动后轮产生角度偏转。轮产生角度偏转。ECU 将后轮转向角的将后轮转向角的理想值与实践转向角理想值与实践转向角之间的差值进展伺服之间的差值进展伺服控制。控制。电子控制四轮转向系统电子控制四轮转向系统方式选择：方式选择：1、电子控制方式：前、电子控制方式：前轮电控电动助力转向，轮电控电动助力转向，后轮电控电动伺服转向。后轮电控电动伺服转向。2、传统方式：四轮转、传统方式：四轮转向进展缺点自诊断，缺向进展缺点自诊断，缺点发生而又不能排除时，点发生而又不能排除时，系统自动选择传统转向系统自动选择传统转向方式，切断后轮电机电方式，切断后轮电机电源，后轮电动机和减速源，后轮电动机和减速器之间电磁离合器断开。器之间电磁离合器断开。后轮自动处于零转角形后轮自动处于零转角形状锁止。状锁止。4-5 工程车辆四轮转向工程车辆四轮转向一、驱动力选