1. 研究目的与意义
目前绝大多数车辆均采用两轮转向,即前轮转向。
但前轮转向的车辆在中、高速作圆周运动时,车身后部会甩出,车身稍微横着一点的姿态作曲线运动,增加了驾驶员在判断和操作上的困难,转弯半径大,驾驶员需要弧度转弯的同时车辆也需要转弯的空间。
本课题旨在研究两轮转向的车辆如果采用后轮转向的话,其运动学和动力学特性和前轮转向的有何区别,进而为车辆的操纵稳定性提高提出一些有意义的观点。
2. 国内外研究现状分析
国外研究现状
最早的四轮转向技术是在1907年,当年日本颁发了第一个四轮转向专利证书,它是通过一根轴将前轮转向机构与后轮转向机构相连,带动后轮转向机构运动[2]。当车辆低速行驶转向的时候,后轮与前轮通过反向转向来获得较小的转弯半径,从而使车辆的机动性灵活性得到提升。
随着对车辆动力学的进一步研究,发现四轮转向系统(4ws)的优势不仅体现在低速时,在高速下,对车辆的操纵稳定性也有其重要意义。其中日本的研发尤为突出,日本学者furukawa通过研究提出,在高速情况下,后轮与前轮同方向转向会使汽车质心侧偏角减少,从而使得侧向加速度响应的相位滞后减小,在很大程度上提高汽车的操纵稳定性。在1985年nissan公司首先在乘用车上应用了世界上第一套四轮转向系统。该系统使用电控液压系统主动控制后轮转角,明显的改善了汽车在高速情况下的操纵稳定性[3]。
3. 研究的基本内容与计划
第一周到第二周:明确设计任务,熟悉课题内容,收集和查找相关资料,了解国内外后轮转向技术的研究状况,并撰写开题报告;
第三周到第四周:仔细阅读相关资料,明确设计内容和步骤;
第五周到第十周:建立后轮转向系统的动力学模型,并对其运动特性进行研究。学习并熟悉matlab软件的使用;
4. 研究创新点
利用Matlab软件建立后轮转向系统的动力学模型,并进行运动学和动力学仿真分析对比。
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