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研究与分析
2013年第3期(第26卷,总第125期)?机械研究与应用
三轴车辆全轮转向系統设计及转向性能分析
洪升耀,徐国英,刘西侠,陈靖然
(装甲兵工程学院杌械工程系,北京100072)
摘要:为减少多轴车辆低速转向时的转向半径,以某6×6前四轮转向车辆为研究对象,提出全轮转向系统的改装方
案。建立全轮转向三轴车辆的二自由度模型,基于质心零侧偏角比例控制策略,推导转向中心到前轴的距离、转向半
径等公式。运用 MATLAB软件,对全轮转向车辆的转向性能进行仿真分析。结果表明:采用全轮转向技术能减少车
辆低速转向时的转向半径,提高车辆的机动灵活性。
关键词:三轴车辆;全轮转向;转向性能
中图分类号:U461.6;TP391,9
文献标志码;A
文章编号:1007-4414(2013)03-0020-03
Design for All -wheel Steering System of Three-axle Vehicle and Analysis of Steering Performance
HONG Sheng-yao, XU Guo-ying, LIU Xi-xia, CHEN Jing-ran
( Academy of Armored Force Engineering, Department of Mechanical Engineering, Beijing 100072, China)
Abstract: In order to reduce the steering radius of the multi-axis vehicle at low speed steering, taking a 6x6 vehicle with
front four-wheel steering as the research object, the all-wheel steering system conversion program is put forward. Building the
2-DOF model of three-axle vehicle with all-wheel steering, based on zero side-slip angle of mass center and proportional
control strategy, the formula about the distance from the steering center to the front axle and the steering radius are obtained
Using MATLAB software, the steering performance of the vehicle with all-wheel steering is simulated. The results show that
the all-wheel steering technology can decrease the steering radius at low speed, increase the mobility and flexibility of the ve-
hicle
Key words: three-axle vehicle; all- wheel steering; steering performance
1引言
2.1转向系统方案
多轴轮式车辆车轴多、车身长,导致低速时转向
为实现多轴轮式车辆的全轮转向,可考虑在现有
半径相对较大,这制约着多轴轮式车辆尤其是多轴轮转向系统的基础上对非转向桥进行改装。目前车辆
式装甲车辆的发展。全轮转向技术是改善车辆转向的转向系统有机械式转向、液压助力转向、电控液压
性能的主要手段之一,也是实现主动安全性的方法之助力转向、电动助力转向和线控转向。对于某6x6
。全轮转向技术能减小车辆低速转向半径,其应用前四轮液压助力转向车辆,转向时需提供较大的驱动
效果在大型车辆上更加明显。
力,且在车辆原有液压转向系统上增加新的液压回路
目前,全轮转向技术在四轮转向上的应用已较为也比较简单,故采用电控液压式全轮转向系统。
成熟,但多轴车辆全轮转向的研究相对较少。以某6
图1为某6×6车辆
6前四轮转向的三轴车辆转向系统为基础,提出该全轮转向系统布置图,前
车全轮转向系统的改装设计方案,对全轮转向模式两桥为机械转向桥,布置
(简称为AWS)的转向性能进行仿真分析。
转向拉杆,第三桥为非机
2全轮转向系统改装设计方案
械转向桥,采用电控液压
某6x6前四轮转向车辆转向机构采用液压助力装置,电控液压助力转向
转向系统,前桥和中桥转向机构之间用机械杆系连系统由车速传感器、转角图1全轮转向结构示意图
接,能完成前桥轮胎和中桥轮胎转向角的定比例控传感器、电控单元(ECU)、控制阀、液压缸等组成。
制。但想实现符合全轮转向要求的控制策略,应该使2.2控制策陷方案
前桥和后桥、中桥轮胎转向角之间满足相对更为灵活
目前轮式车辆全轮转向系统常用的控制策略有质
的控制要求。因此设计能在有限的空间内安装并满心零侧偏角比例控制、横摆角速度反馈控制、横摆率状
足要求的转向系统是问题的关键2
态跟踪控制。鉴于质心零側偏角控制策略实现较为简
收稿日期:2013-05-02
基金项目:国防基础科研计划项目(B2320110005
作者简介:洪升耀(1987-),男,广东湛江人,硕土,研究方向:军用车辆总体技术