【正文】 .......................................................................................................... 5 公式的理論分析 ..................................................................................................... 6 假設轉動中心在后輪延長線后 ........................................................................... 7 假設轉動中心在車輛前輪延長線與后輪延長線之間 ......................................... 11 試對其約束力進行分析 ......................................................................................... 15 對于有差速的車輛對其外側車輪與內側車輪的分析 ......................................... 17 本章小結 .............................................................................................................. 23 第 3 章 多輪獨立轉向車輛轉彎性能的數值分析 .................................................... 24 公式整理 .............................................................................................................. 24 數值運算 .............................................................................................................. 26 車輛以斜行通過彎道 ...................................................................................... 27 車輛的后輪與前輪按同一軌跡轉向時 .............................................................. 28 第 4 章 總結與展望 .................................................................................................... 29 參考文獻 ...................................................................................................................... 30 致謝 .............................................................................................................................. 32 I 摘要 多輪獨立轉向車輛是一種能適應不同轉角情況下用多個車輪獨立轉向的先進車輛。在追求競速的同時，也在逐步的考慮到了駕駛和乘坐的舒適感，特別是由于安全性能要求的提高，就不斷的對汽車的綜合性能提高要求，這就不斷的迫使汽車制造商和汽車研究者們必須結合汽車綜合性能的考慮，如何才能得以實現。 3 圖 （ a） 圖 （ b） 本文的主要分析的意義 由于車輛前橋的負荷增加和車輛的發(fā)展趨勢是具有更加靈活的轉向性能，從而僅具有直接傳動轉向系統，除了某些微型轎車以外，助力轉向系統是作為選裝件或自動作為標準裝備之一，助力轉向系統便得到了普及，于是出現了液壓助力轉向系統、電動液壓式助力轉向系統和電動助力轉向系統。從而得到車輛在通過彎道時有兩種狀態(tài)，一是斜行，一是恰好以最小通道圓半徑通過彎道。 lf lr??? （ ） rf rr??? （ ） 由上述式結合圖 和阿克曼原理可以得出 ① 當圍繞的轉動中心在后輪延長線之后的某一位置時，此時轉向角方向相同，若滿足條件 （ 2） 車輛是以特定的斜行形式通過彎道； ②當圍繞的轉動在車輛的前輪和后輪延長線之間時，此時應該滿足前、后輪轉向角相反的方向，就可以兩個條件均能滿足，是以最小轉彎半徑最小繞過彎道。AHO? =90176。s in ( 1 ) s in ( )22???? ????? ? ? ???? ? ?lflrrl rlhhRhhlR （ ） 在 39。11rl OEO? ?? 和附圖所示得 39。39。 作圖 如下 18 圖 從上述圖中可以得出應該在滿足內外輪為同心圓時即滿足阿克曼理論條件。coscos??? lf l fHI rf r fRvvR （ ） 由上訴式可得該假設車輪的速度差與左前（第一輪）輸入角和輸入半徑有著一一對應的關系。E 、 39。在上如圖可可得，需要車輛轉向中心 (a, )X b 與 1O 連線方向要與合力方向一致 [22]。 a r c s i n ( ) 2 a r c s i n ( )??? ?? ? ? ?l f lf l f lfrfr f r fR R hD I D RR （ ） 22 2 c o s ?? ? ?rf lf lf lfR R h R h （ ） 對于左后輪有 1s ina r c ta n ( )( ) 2 c o s?? ??? ??l f lflrlf lflRh h R （ ） 221111( ( ) / c o s ) ( ( ) ta n )222 ( ( ) c o s ) ( ( ) ta n ) c o s( )2 2 2???? ? ???? ? ?? ??? ? ? ? ?lf lf lflrlf lf lf lfh h h hRlR h h h hRl （ ） 對于右后輪有 2 2 2 2122 11()2a r c c os a r c t a n( )2 ( )2???? ? ?? ? ???rr lfrrrrhhl R RlhhhRl （ ） 22112 c o s ?? ? ?rr lr lr lrR h R h R （ ） （ 2） 假設中心在后輪的延長線和前輪的延長線之間時，將公式整理如下 對于右前輪 222 2 222c osa r c c os2 c os( ta n ) ( c os ) 2 c os 2 c os2 a r c c os( )2 ( 2 c os ) ta n???? ? ? ???????? ? ? ????lf lfrflf lf lflf lf lf lf lf lflf lf lf lfhRh R h Rh h h h R h Rh R h R h （ ） 22 2 c o s ?? ? ?rf l f lf lfR h R h R （ ） 對于左后 輪 1a r c c o s ( c o s c o s )22 ?? ? ??? ? ?lfr l lf lflr lrR hhRR （ ） 221( ( ) c o s ) ( s i n )2 ???? ? ? ?lr lf lf lf lfhhR R l R （ ） 對于右后輪有 26 1s ina r c ta n ( )c o s ( ) 2?? ??? ??lf lfrrlf lflRR h h （ ） 221( c o s ( ) 2 ) ( s in )??? ? ? ? ?r r lf lf lf lfR R h h l R （ ） 通過給定輸入左前輪轉角 ?lf 和左前輪轉向半徑 lfR ，用 數值 進行 分析 。 40 35 30 25 20 15 10 5100 110 120 130 140 150 160 0 .9 170 0 5 10 15 20 25 30 35 40180 190 200 210 220 230 240 0 .9 250 260 ??? ? ? ? ? ? ? ? ????? ??? ??????lflfR 由于車輪的轉向角不同會對應其轉向半徑也不同，當輸入轉角時則為車輛轉向輪的轉向角有一定的階躍輸入時，分析如下情況。這有利于自動駕駛車輛轉向系統的轉向角與轉向半徑的選擇，通過上述公式可以選擇出對應的最佳對應關系。在實際中可以理解為車輛轉向時轉向角階躍 不能太大，才有利于車輛的平穩(wěn)轉向。 在編程中我們所有運用的符號與公式推導的對應關系如下 編程符號說明 符號名稱 符號 編程符號 符號名稱 符號 編程符號 左前輪轉向角 lf? Alf 左前輪轉向半徑 lfR Rlf 右前輪轉向角 rf? Arf 右前輪轉向半徑 rfR Rrf 左后輪轉向角 lr? Alr 左后輪轉向半徑 lrR Rlr 右后輪轉向角 rr? Arr 右后輪轉向半徑 rrR Rrr 幾何中心的轉角 ? A 幾何中心轉向半徑 R R 左前輪附著力 lfF Flf 左前輪轉向力矩 lfM Mlf 右前輪附著力 rfF Frf 右前輪轉向力矩 rfM Mrf 左后輪附著力 lrF Flf 左后輪轉向力矩 lrM Mlr 右后輪附著力 rrF Frr 右后輪轉向力矩 rrM Mrr 前輪輪距 h h 后輪輪距 1h H 上述編程符號給定結合 節(jié) 整理的公式進行編程計算。 當轉向中心在前后輪延長線之間的時，對該情況下的力和力矩分析，其他假設條件跟轉向中心在后輪延長線之后的情況相同，如圖 22 圖 結合式（ ） 圖 中，分析各車輪的合力及合力矩對車輛轉向的影響。39。139。39。后面通過理論數據分析和實驗數據驗證，修正多輪獨立轉向車輛在轉彎時的函數關系，這是研究車輛能通過彎道的性能 [19]。此時四個車輪均以 1O 為圓心，得到以 lfR 為半徑旋轉，其中 1? lfHO R 。 tan 1??IM h cos 1hHM ? ? 在 1CMO? 中用正弦定理得 1sin sin 3OMIM? ? ? 又在 中有 1??lfR HM MO ( ) sinc o s 13 a r c sin ( )ta n 1 ?? ??? ?lf hR h 1OID? ? CD 1HO M Rt HIM?1HIO?9 1 s i n 13 a r c s i n ( )t a n 1 s i n 1 ?? ? ???lfrfR hhR c o s 13 a r c s i n ( )?? ? ?lfrf rfR hRR s i n 1 c o s 139。CD。多輪獨立轉向車輛是以四輪獨立轉向為典型模型，下面我們就四輪獨立轉向模型作為分析載體 [16]。所以相續(xù)出現了一些滿足阿克曼原理的轉向機構設計，這是在原有的轉向機構中進行機構設計的改進 [9]。已經出現了四輪獨立驅動和四輪獨立轉向，人們已經開始向著多輪獨立驅動和多輪獨立轉向上考慮了。 steering radius。結合傳統車輛相對多輪獨立轉向車輛的最小轉向半徑進行比較。在之前我們評價一輛車性能好壞，是從發(fā)動機性能和變速器，講的是一輛車的加速性能。 現在出現了一種四輪獨立驅動 4WID 和四輪獨立轉向 4WIS 的研究，這些技術運用在電動車上，首先四輪獨立驅動就得有獨立的驅動裝置，四輪獨立轉向是就以前四輪轉向轉向系統的改進，這一模型是可以在轉向的時候四