在一般汽车,以操纵方向盘使前轮的轮胎转向发挥转弯机能,但四轮转向是后轮的轮胎也可转向之系统。四轮转向(4WS:4wheelsteering)之目的,在低速行驶时作逆相转向(前轮与旋转方向为逆向)使旋转时小转弯性能良好,中高速时为同相转向(前轮与旋转方向为同方向),以提高在高速时之车道变换或旋转时操纵稳定性。
(1)4WS车之小转弯能
汽车在低速旋转时,车辆行进方向与轮胎方向大概可视为一致,在各轮大部份不会产生旋转向心力(cornering
force
)。四轮行进方向的垂直线会交于一点,车辆就以该点为中心(旋转中心)旋转。
请参阅图A
低速旋转时之行车轨迹,二轮转向(2W5)车(前轮转向)时,因为后轮不转向,旋转中心差不多在后轴的延长
4WS车的情形,是把后轮逆相转向,旋转中心比2WS车更靠近车辆,亦即回转半径较小。在低速旋转,前轮转向角若相同,则4WS车的回转半径可较小,小转弯性能良好,内轮差也可缩小。在轿车时,后轮逆相转向s度,则最小回转半径约为50公分,内轮差可减少10公分。
(2)4WS车在中高速之旋砖性能
直向行进之汽车转弯时,由车辆的重心点变化行进方向的公转,与该重心点周围的车辆自转之两种运动合成来进行。图B
表示2WS车高速旋转时之车辆状况。首先,若前轮进行转向,前轮胎就产生滑动角α,并产生旋转向心力,车身开始自转。结果,使车身偏向后轮也产生滑动角β,后轮也产生旋转向心力,四轮的力量就分担自转与公转力,随着取得平衡进行旋转。可是速度愈高向心力增大,因此与其取得平衡之旋转向心力也不得不增大,给与前轮更大的滑动角不得不产生大的旋转向心力,而且,因为后轮也会给与相似的滑动角,就发生使车身产生更大的自转运动之必要性。可是,速度愈高更增加车身自转运动之不稳定性,容易产生车辆旋转(spin)或横滑。
理想的高速度旋转运动,应使车身方向与车辆行进方向尽量一致,以抑制多余的自转运动,使前后轮能产充分的旋转向心力。如图C
所示,在4WS车中,使后轮同相转向后轮也产生滑动角α,使与前轮的旋转向心力平衡以抑制自转运动。结果,使车身方向与车辆行进方向一致就可期待稳定的旋转。
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四轮驱动是什么意思,一转方向盘四个轮子都转眼?
汽车转弯原理是汽车的四个轮子在一个圆心上旋转,以后轮轮轴线为准,前边两个轮子的轴心,都在这个圆心上,才能正常转弯。为了达到这个目的,在后轮轮轴上安装了差速器,满足靠近圆心处的轮子转速慢,远离圆心的轮子(由于加上车宽,远离圆心的外轮转弯半径大于内轮)需要转速快的差别需求;在两个前轮的距圆心距离同样不同,而且转弯角度也不同,为了达到这个技术问题的需求,在汽车转向系中,由两个前轮摇臂和横拉杆组成了“梯形”结构来实现。这只是告诉你了转弯原理,具体细节很多。希望能给予你帮助。
为什么民用汽车没有设计成四个轮子都能转向?
四轮驱动是越野车、城市多功能车的基本配置。一般情况下四轮驱动有两种类型:即常四轮驱动和半四轮驱动。半四轮驱动车辆在平时使用两轮驱动,只有在必要的情况下才使用四轮驱动。而常四轮驱动的车辆,则是所有时间都在四轮驱动状态下。在结构方面常四轮驱动比半四轮驱动多了一个中央差速器机构,从而避免了“急转弯制动现象”。
四轮驱动的车辆尤其是常四轮驱动车辆具有优越的行驶性能, 其具体优点如下。
1、提高通过性:由于四轮驱动车辆的四个车轮都传递动力,所以车辆所获得的驱动力是两轮驱动的2倍。
且前后轮相互支持,这样大大提高了在湿滑冰雪路面和凹凸不平路面的通过性。
2、提高爬坡性:同理,四轮驱动的车辆可以爬上两轮驱动车辆爬不上去的陡坡。
3、转弯性能极佳:轮胎的附着力与传输至道路的动力大小有密切的关系,随动力的增大,轮胎的转弯力趋向减小。动力减小,转弯力升高,提高湿滑路面与变换车道时的性能。
4、启动和加速性能极佳:四轮驱动的车辆,发动机功率平均传递至所有四个车轮,四个车轮的附着力都可以被有效利用。所以即使猛然将加速踏板踩到底,车轮也不可能空转,从而提高了车辆的启动和加速性能。
5、直线行驶稳定性:由于每个车轮的剩余附着力升高,所以车轮抗外界扰动的能力得到增强。因此常四轮驱动显示出优越的方向稳定性。
当然四轮驱动的车辆也并非十全十美,其缺点如下:结构复杂、重量增加、成本升高、震动和噪音略有升高、油耗增加。
首先先要说说车辆的三种转弯特性,分别是不足转向、中性转向以及过度转向三种情况。相信大家都明白,不明白的话从字面意思也能看懂。对于较为普遍的前驱车来说,如果出现转向不足的话可以通过降低车速来解决,而如果出现较严重的转向过度则需要反打方向并配合加油来通过,这对驾驶员要求很高,所以一般来说民用车在转向特性的调校上会偏向于轻微的转向不足以保证行驶的稳定性。
后轮的转向则能够对于车辆的转弯特性进行一定的改变,一般来说,后轮的转向共有与前轮通向和反向两种情况,当车辆在低速行驶时,后轮向与前轮相反的方向转动,这可以适当的增加转向过度,让车辆转弯更灵活;
当车辆在高速行驶时,后轮向与前轮相同的方向转动,这会适当的增加转向不足,让车辆在高速行驶下变道更加稳定。一般低速与高速的判断以时速60km/h作为分界线,后轮转向的根本目的就是让车辆获得更好的操控性,尤其对于底盘偏高车身大的SUV车型来说更加需要,在一部分跑车上也使用了这项技术,当然肯定跟富康上的后轮转向有区别。
后轮转向的种类
后轮转向共有两种方式,一种是主动转向,一种是随动转向。后轮随动转向就是富康所使用的技术,原因必然是结构简单成本低。后轮随动转向的原理是一个非常简单的物理结构,仅仅是在后悬挂与车身的连接处加入了一些橡胶软垫,当车辆转弯对某一侧进行挤压时,橡胶软垫会受到挤压变形并导致后轮产生一定角度的变化,从而实现了后轮转向。角度的变化依靠橡胶软垫的软硬决定,具体是多少需要工程师来权衡考虑,一般来说都在3度以下。不过它的效果在低速时并不明显,仅在高速情况下有着比较出色的表现。这项后轮随动转向技术在当时被雪铁龙配置到旗下众多车型上。
随着技术的发展,就算仅依靠前轮转向也能够拥有不错的操控性,所以后轮随动转向技术之后也就淡出了人们的视线。但现今大型豪华车越来越多,并且为了给车内带来舒适的驾乘空间,这些车的轴距一直在不断加长,这就对车辆的操控性产生了一定的影响,随着人们对操控和安全的重视,新的拥有更高科技含量的后轮主动转向技术浮出了水面。
这套后轮主动转向系统由控制系统和机械机构共同组成,技术含量主要集中在了控制系统上面,它需要根据目前车辆行驶中的各种数据来判断后轮的转向角度并下令执行,可以说是这套系统的核心。但机械结构依旧并不复杂,也只是在后轴上加入了一个转向机和转向拉杆,转向机受控制系统的控制来带动拉杆执行使后轮转向的动作。
后轮主动转向技术对于轴距很长的豪华车和车身底盘偏高的大型SUV来说非常有用,低速时减小了转弯半径,让车辆更灵活;高速时增加了车辆的稳定性,更易操控。此外,在一些跑车上也能见到这项技术。
例如保时捷911GT3,它的后轮转向机构重量不到3kg,可以使后轮实现最大6度的转向,并能够提供高达4000N的转向力度。其有一点与常见后轮主动转向系统不同的是,它由内部的两套电机单独控制两个后轮,由此实现了左右两个后轮的独立控制,这使它能够有着更高的操控极限,当然这对控制系统的要求就更高了。
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