（图纸+论文）液压式四轮转向汽车液压系统设计（全套完整）

其主要目的是增强轿车在高速行驶或在侧向风力作用下的操纵稳定性，改善低速时的操纵轻便性，在轿车高速行驶时便于由个车道向另个车道的移动调整，以减少调头时的转弯半径。

汽车的四轮转向系统在世纪年代中期开始发展，四轮转向主要有两种方式当后轮转向与前轮转向方向相同时称为同向位转向当后轮转向与前轮转向方向相反时称为逆向位转向。

四轮转向技术目前被很多公司所采用，其中大多应用在了大型车辆上，也有些以及跑车具有四轮转向的功能。

配备四轮转向之后，车辆可以减少转弯半径提高低速行驶时的机动性以及高速行驶时的操纵性和可控制能力。

我们以德尔福公司的四轮转向系统为例对四轮转向进行介绍，它也是目前最为先进的四轮转向系统之。

是在传统的前轮转向基础上增加了个电动盾轮转向系统。

系统有四个主要部件前轮定位传感器可转向的整体准双曲面后轴电动机驱动的执行器以及个控制单元。

前轮定位传感器和车辆速度传感器连续不断地向控制单元报告数据，控制单元根据报告的数据确定后轮合适的角度。

通过计算，决定正确的操作阶段。

该系统有三种主要运行方式负相中相正相。

低速行驶时．后轮转弯方向与前轮相反，这就是负相。

中速行驶时，后轮笔直而保持中相。

高速行驶时。

开关蓄能器以上均使用个两个三位四通电液比例换向阀八个单向阀四个同步阀四个液压缸。

工作原理同步阀和对转向液压缸组成前后轮转向执行机构，通过两个电液比例换向阀控制前后轮转向执行机构实现车轮转向，前后轮转向机构用同步阀来实现两个转向液压油缸的同步。

当电液比例换向阀位于左位时，液压泵供油经电液比例换向阀分流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，有杆腔的油液经单向阀及电液比例换向阀流回油箱当电液比例换向阀右位工作时，液压泵供油经电液比例换向阀，分流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，无杆腔的油液经单向阀及电液比例换向阀流回油箱。

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，电信号经过放大，控制电液比例换向阀的开口，通过电液比例换向阀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二图.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二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开关蓄能器以上均使用个两个三位四通电液比例换向阀两个同步阀四个二位三通换向阀四个平衡阀四个液压缸。

工作原理同步阀和对转向液压缸组成前后轮转向执行机构，通过两个电液比例换向阀控制前后轮转向执行机构实现车轮转向，前后轮转向机构用同步阀来实现两个转向液压油缸的同步。

当电液比例换向阀位于左位时，液压泵供油经电液比例换向阀同步阀和平衡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，有杆腔的油经二位三通换向阀和电液比例换向阀流回油箱当电液比例换向阀右位工作时，液压泵供油经电液比例换向阀分流集流阀同步阀和平衡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，无杆腔的油经二位三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的时候，运行较快的液压缸排除的油会通过二位三通换向阀向另相连的液压缸补油，纠正同步阀产生的同步误差。

平衡阀起平衡支撑的作用。

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