（定稿）液压式四轮转向汽车液压系统设计（全套下载）

当电液比例换向阀位于右位时，液压泵供油经电液比例换向阀两个同步液压马达和两个二位四通换向阀向两个液压缸无杆腔输入等量的油液，两液压缸的活塞杆同步向外伸出，有杆腔的油液经二位四通换向阀和电液比例换向阀流回油箱当电液比例换向阀左位工作时，液压泵供油经电液比例换向阀两个同步液压马达和两个二位四通换向阀向液压缸有杆腔输入等量的油液，两液压缸的活塞杆同步向内缩回，无杆腔的油液经二位四通换向阀和电液比例换向阀流回油箱。

当系统中转向执行机构出现不同步时，运行较快的液压缸多余的油经单向阀和溢流阀流回油箱当由于只液压缸运行较慢致使它所在的油路发生真空时，由它所连接的单向阀经油箱吸油对其所在的油路进行补油。

先导型电磁溢流阀设定系统的供油压力基本可以保证在工作状态下，保持泵的出口压力恒定。

当方向盘发出转向指令后经过电位传感器向控制器输入电压信号，控制器经过计算分析，向电液比例换向阀组施加电信号，电信号控制经过放大控制比例阀的开口，同时泵经先导型电磁溢流阀向系统提供恒压油流，通过电液比例换向阀组来控制流入转向液压缸的流量与阀的开口成正比，从而控制转向液压缸活塞杆的伸长量，间接达到控制各个转向轮的偏转角度的目的。

为了提高控制精度，四个转向轮上均装有非接触式霍尔效应传感器，并通过传感器把各轮的实际转角反馈给控制器，控制器再经过计算分析，重新发出指令信号，纠正希望转角与实际转角的偏差。

.四轮转向汽车转向液压系统方案的确定上述三个方案中，方案中，分流阀和对转向液压油缸组成前后轮转向执行机构，通过两个流量比例控制阀控制前后轮转向执行机构实现车轮转向，前后轮转向机构用分流阀来实现两个转向液压油缸的同步。

本文使用的转向执行机构采用单活塞杆转向液压油缸，单活塞杆转向液压油缸有杆腔和无杆腔的面积不相等，因此单活塞杆双作用油缸在伸出和缩进时工作特性不致。

方案中同步阀首先在两个转向液压油缸之间分配流量，确保转向液压油缸在静态时同步，当四轮转向汽车在运动过程中转向时，车轮负载会发生变化且同步阀响应速度比较慢，执行机构动态性能不理想，较容易产生同步误的最优方案.转向液压缸的设计.液压系统的液压元件的选取.绘制液压系统图及相应液压回路图第章四轮转向汽车转向系统分析.前轮转向汽车与四轮转向汽车车轮运动学分析对比前轮转向汽车车轮运动学分析图.前轮转向示意图如图.所示，点就是该车辆的转向轴线或转向中心。

从转向轴线到车辆的纵向对称面的距离为，称为车辆转弯半径。

如图中所示，轮式车辆转向时内外导向轮对于车辆本身是不相等的，即和，这两个角的对应关系如式式中两侧主销中心距离前后轮距由上式可以得出当内轮转为时，外轮转角.四轮转向汽车车轮运动学分析如图.所示，如果前桥主销之间距离等于后轮两主销之间的距离时，即.图.四轮转向示意图则有.式中两侧主销中心距离后轮到转向中心线的轴向距离当前后桥两主销之间的距离不相等时，时，要满足通过各个车轮几何轴线的垂直平面都应相交于同条直线上，则.由上式可得与的差值越大，与也越大。

而当转向轮偏角较大时，前后轮的瞬时转向中心就不会重合，其差值随着与差值的增大而增大，使机械在转向半径较小时，转向轮产生定的滑移。

因此应尽量减小与的差值，最好相等。

在此选择二者相等，由此可得四轮转向汽车受力分析图.四轮转向汽车车体受力分析图车辆在行驶中的受力如图.所示。

图中，为车体坐标，为路面坐标上面为车体俯视图左下角为车体侧面右下角为车轮路面对轮胎的横向力和，纵向力是和，垂直方向的力是和。

这里下标和分别代指前后轮。

车体的动力学方程为.式中车身质量车身沿，轴速度车身旋转角速度前后轮转角车身质点到前后轮的距离转动惯量当车辆在原地转向时，其系统质心不动故和以及均为，此时系统可简化为单自由度的模型。

动力学方程为.即.式中转动惯量转角加速度转向力矩摩阻力距.本章小结本章对四轮转向汽车转向系统进行了分析，对比了前轮转向汽车与四轮转向汽车车轮运动学分析，并对四轮转向汽车进行了受力分析。

第章四轮转向汽车转向液压系统方案的确定.四轮转向汽车转向液压系统方案图.四轮转向汽车转向液压系统图如图.所示，四轮转向汽车转向液压系统方案的结构组成和工作原理如下结构组成油箱过滤器液压泵电动机先导型电磁溢流阀调速阀压力表压力表目前，典型四轮转向汽车的后轮偏转规律是逆相位转向在低速行驶或者方向盘转角较大时，前后轮实现逆相位转向，即后轮的偏转方向与前轮的偏转方向相反，且偏转角度随方向盘转角增大而在定范围内增大后轮最大转向角般为左右。

这种转向方式可改善汽车低速时的操纵轻便性，减小汽车的转弯半径，提高汽车的机动灵活性。

便于汽车掉头转弯避障行驶进出车库和停车场。

同相位转向在中高速行驶或方向盘转角较小时，前后轮实现同相位转向，即后轮的偏转方向与前轮的偏转方向相同后轮最大转角般为左右。

使汽车车身的横摆角速度大大减小，可减小汽车车身发生动态侧偏的倾向，保证汽车在高速超车进出高速公路高架引桥及立交桥时，处于不足转向状态。

现在，有许多四轮转向汽车把改善汽车操纵性能的重点放在提高汽车高速行驶的操纵稳定性上，而不过分要求汽车在低速行驶时的转向机动灵活性。

其工作特点是低速时汽车只采用前轮转向，只在汽车行驶速度达到定数值后如，后轮才参与转向，进行同相位四轮转向。

与普通的前轮转向汽车相比，四轮转向汽车具有如下特点优越性转向操作的响应加快，准确性提高转向操作的机动灵活性和行驶稳定性提高抗侧向干扰的稳定性好超车时，变换车道更容易，减小了汽车产生摆尾和侧滑的可能性。

不足性低速转向时，汽车尾部容易碰到障碍物实现理想控制的技术难度大转向系统结构复杂成本高转向过程中，阿克曼定理难保证。

进入上世纪九十年代，随着电子工业的发展，使得电子技术广泛应用于提高车辆总体性能上，尤其是改善车辆操纵稳定性方面，加上现代控制理论的应用，以及计算机模拟仿真技术的融入，使得发展更加成熟应用更为广泛在工程机械领域，由于工程车辆行走条件以及自身总体布置等要求，需要的车辆行驶速度可以很低，但转向的功能要求很高，所以普通两轮转向车辆难以实现。

由于四轮转向车辆的转弯半径明显小于前轮转向车辆最高时可以缩小半，使工程车辆在狭窄场地具有良好的通过性。

四轮转向已在从国外引进的工程车辆上得到实际应用，如美国的四履带水泥摊铺机和美国公司的挖沟机等。

其转向系统主要采用公司提供的电液转向系。

基本的转向系由先导阀和电液转向组合阀块组成，组合阀块控制输出到转向缸的油流与先导阀的输人油流成正例。

此系统还可用控制手柄实现电子信号输入，以及加入微控制器实现电子信号输入。

电液转后轮处于正相，和前轮转弯方向相同。

在低速行驶时，负相拖曳操纵，尾部跟随车辆的真实轨迹，比两轮转向更紧密。

这使得在城市交通中的驾驶更容易。

低速操纵时，如倒车上船板或野营带拖车停车时，将使操纵更容易。

倒拖车时。

负相极大地改进拖车对转向动作的反应，更容易使车辆就提高了车辆的高速行驶平稳性。

高速行驶时后轮和前轮的转向相同，有助于减少车辆侧滑或扭摆，对平衡车辆在超车变道或躲避不平路面时的反应均有帮助。

此外，和四轮驱动系统也可以完全兼容，并能提高四轮驱动系统的性能，根据制造厂商的要求，既能由驾驶员选择，又能实现全自动化。

比如，使用选择界面，驾驶员就能调节不同驾驶条件下后轮转向的性能。

选择模式包括个般驾驶，个拖车拖运，个两轮转向。

如果四轮转向系统损坏的话。

系统还可控制回到正常两轮转向模式。

可以兼容，但是功能不同，但是有重合，起到的作用，设计的目的也不是很相同，是对车的状态的调整，还具有减少侧风对车身的影响。

近几年国内外都在积极开展四轮转向技术。

从英国利兰公司年开始生产四轴载货汽车算起，至今已有多年的历史。

然而在些工业发达国家却由于法规方面的原因，在相当长的时间内直不允许使用四轴车，在这方面较为典型的例子是原联邦德国和美国。

因此也就限制了四轴汽车的发展。

但是由于四轴汽车比三轴和两轴汽车装载质量大，有利于改善交通拥挤状况，年原联邦德国巴特勒研究所建议将四轴汽车作为改善交通流量的载货汽车，年本茨公司生产了辆四轴汽车，具有年代先进水平。

四轴汽车的转向灵活性差，于是有了双前轴转向汽车。

进入世纪年代，电子技术的高速发展和微电脑在汽车上应用日趋成熟，使汽车开始进入智能化阶段。

年日产汽车公司推出世界上第套用于轿车的四轮转液压式，轮转，汽车，液压，系统，设计，毕业设计，全套，图纸摘要四轮转向是指汽车的后轮也和前轮样具有定的转向功能，不仅可以与前轮同方向转向，也可以与前轮反方向转向。

四轮转向汽车的环保性和节能性与现代汽车的设计理念相吻合，它适应汽车未来发展的趋势，存在广阔的发展前景。

本文对液压式四轮转向系统进行了研究，主要工作如下对课题进行了文献检索，查看了相关资料对国内外四轮转向汽车的研究现状进行了详细的介绍，明确了设计的基本内容及需解决的主要问题对四轮转向系统进行了分析，包括受力分析和运动学分析设计了三种四轮转向汽车的转向液压系统方案，经过对比分析，选定其中种作为最终的液压式四轮转向系统方案确定该方案中液压系统的参数对该方案中液压系统的液压缸进行设计和计算对该方案中液压系统的液压元件进行选取。

关键词四轮转向系统分析液压系统液压缸液压元件第章绪论.选题的背景及目的.国内外研究现状.设计的基本内容.设计解决的主要问题第章四轮转向汽车转向系统分析.前轮转向汽车与四轮转向汽车车轮运动学分析对比前轮转向汽车车轮运动学分析四轮转向汽车车轮运动学分析.四轮转向汽车受力分析.本章小结第章四轮转向汽车转向液压系统方案的确定.四轮转向汽车转向液压系统方案.四轮转向汽车转向液压系统方案二.四轮转向汽车转向液压系统方案三.四轮转向汽车转向液压系统方案的确定.本章小结第章转向液压缸的设计与计算.设计的主要技术指标和要求.转向液压缸的主要尺寸的确定转向液压缸内径及活塞杆直径的确定转向液压缸外径及缸筒壁厚的确定转向液压缸导向长度活塞宽度和导向套滑动面长度的确定转向液压缸所受压力的确定转向液压缸最大流量和最大速度的确定液压缸缸筒底部厚度的确定液压缸活塞往复运动时的速度之比的确定液压缸活塞行程时间的确定液压缸所做的功和功率的确定.液压缸强度的校核缸筒壁厚强度校核活塞杆强度校核.本章小结第章液压元件的选取.液压泵的选择计算液压泵的最大工作压力计算液压泵的最大流量液压泵规格的选择计算液压泵的驱动功率并选择电动机.液压执行元件的选择液压缸的选择液压马达的选择.液压控制阀的选择.液压辅助元件的选择油箱的选择油管和油管接头的选择蓄能器的选择液压工作介质过滤器和压力表的选择.本章小结结论参考文献致谢第章绪论.选题的背景及目的随着汽车技术的发展，汽车行驶速度的提高及道路行使密度的增大，作为实现主动安全性的方法之的四轮转向技术日益受到重视。

四轮转向的主要优点是在转向时能够保持重心偏角基本为零，极大地改善了横摆角速度和侧向加速度的