4ws转向时轮转角及轮速分析

《4ws转向时轮转角及轮速分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、14WS各车轮速度模型的建立1.1各车轮速度的运动学几何模型4WS车辆的四轮基本模型中，汽车后轮与前轮转角时的转向几何关系如图1所示。图14WS车辆转向的四轮模型Fig.14WSvehiclefourwheelmodelofsteering1.2各车轮速度的运动学数学模型据4WS车辆运动模型图1所示，汽车后轮与前轮几何转角应满足以下关系：以上算式关系中，前后轮同转角时为正，前后轮逆转角时为负。其中：四轮转向时，瞬时回转中心到车辆中轴线的垂直半径为：车体前轴中心绕点的转向圆半径应为：绕点的车体质心角速度应为：由图1中的几何关系可以求得:（1）设汽车在做如图1中所示的等速直线行驶的时间段

2、内，速度为。当汽车进入等速圆周行驶状态后，设定汽车质心点线速度的瞬变阶跃与之相等，图1中的点即为绝对速度为零的瞬时回转中心。若将汽车整车看作一个刚体，由速度瞬心定理可知，此刚体上的所有点将绕点转动，其转动角速度为：（2）选定参数作为计算其它四轮绕点转动的行驶瞬变角速度，将式(l)中的参数代入式(2)，可得四轮绕点转动的行驶速度分别为：（3）24WS转向时轮转角及轮速分析4WS车辆直线行驶时，各车轮速度相等，一旦转向4WS车辆的四个车轮为保证转向时的纯滚动，必然在不同转向角状态下，有各自的车轮速度。尤其，采用全轮驱动的4WS车辆，各车轮转角及速度的调控必须遵循转向时运动特性的实际变化进

3、行确定，对4WS转向时车轮转角及速度进行分析有利于实现对全驱4WS车辆的转向控制。2.14WS转向时各车轮的转角分析4WS车辆的四轮基本模型中，汽车后轮与前轮逆转角时的转向几何关系如图3所示，汽车后轮与前轮同转角时的转向几何关系如图4所示。图34WS车辆低速逆相位转向的四轮模型Fig.3Differentdirectionfourwheelmodeloflowspeedfor4WSvehicle图44WS车辆高速同相位转向的四轮模型Fig.4Samedirectionfourwheelmodelofhighspeedfor4WSvehicle为保证车辆转向时的纯滚动，据阿克曼转向定理

4、，前轴内外轮与后轴内外轮的几何转角必须满足以下关系：(同向取正，逆向取负)(4)(5)如图3、图4所示的几何条件可得：(6)(7)(8)将式(8)整理得：(同向取正，逆向取负)(9)为保证4WS车辆、定值状态下，前后各轮转向时的纯滚动，车辆前轴内轮与后轴内轮的几何转角应满足关系式(9)。随4WS研究的进一步深入，后轮辅助转向角随车速变化的需求，可通过电液调控前后转向梯形底角，达到前后左右四轮转向圆中心始终汇聚同一点。本文对此调整理论不作更深剖析。2.24WS转向时各车轮的速度分析由公式(6)可得：(同向取正，逆向取负)(10)由公式(4)可得：(同向取正，逆向取负)(11)如图3、图

5、4所示，4WS车辆转向时，瞬时回转中心到车辆纵剖中心面的垂直半径为：(同向取正，逆向取负)(12)如图3、图4所示,4WS车辆转向时，瞬时回转中心到车辆各轮的转向圆半径为：(13)设车辆如图3、图4所示的等速直线行驶的时间段内，速度为，进入等速圆周行驶状态后，图3、图4中的点为绝对速度为零的瞬时回转中心。将汽车作为一个刚体，由速度瞬心定理可知，此刚体上的所有点将绕点转动[6]，其转动角速度为：（14）选定作为计算其它四轮绕点转动的瞬变角速度，将式(12)、(l3)中的参数代入式(14)，可得4WS车辆各轮绕点转动的行驶速度分别为：（15）式中：——四轮模型的车辆转向圆中心至前后内轮转

6、向节连线距离(mm)；——四轮模型的左右转向节距离(mm)；——四轮模型的车辆转向圆中心至前轴的距离(mm)；——四轮模型的车辆转向圆中心至后轴的距离(mm)；——四轮模型转向节至轮胎的距离(mm)；——轴距(mm)；——四轮转向时，四轮模型的车辆转向圆中心；——四轮模型的转向圆中心至车辆纵剖中心面的距离(m)；——四轮模型的车辆转向圆中心至前内轮的转向圆半径(m)；——四轮模型的车辆转向圆中心至前外轮的转向圆半径(m)；——四轮模型的车辆转向圆中心至后外轮的转向圆半径(m)；——四轮模型的车辆转向圆中心至后内轮的转向圆半径(m)；——四轮模型的转向时车辆速度(m/s)；——四轮模型

7、的转向时前内轮速度(m/s)；——四轮模型的转向时前外轮速度(m/s)；——四轮模型的转向时后外轮速度(m/s)；——四轮模型的转向时后内轮速度(m/s)；——四轮模型的前内轮转向角(°)；——四轮模型的前外轮转向角(°)；——四轮模型的后内轮转向角(°)；——四轮模型的后外轮转向角(°)；——四轮模型车辆转向时的角速度(rad/s)；