四轮转向到底是如何工作的?

让臀部摆动和滑动。

通过 乔纳森•克莱因 | 发表 2021年7月23日上午7点
四轮转向到底是如何工作的?
分享

汽车在技术上越来越复杂,体积越来越大,重量也越来越重我看着你,GMC悍马.部分原因是由于侧翻风险、偏移碰撞安全标准的提高,以及车辆碰撞结构对高强度钢材的需求,但安全并不是唯一的原因。此外,由于密集的电池系统,大量的电气化产品也增加了重量。

不管这种趋势背后的原因是什么,结果都是一样的:糟糕的处理。重量和尺寸导致方向变化非常缓慢。我想起了那句古老的谚语:很难纠正一艘船的航向。然而,消费者仍然对6000磅重的跑车的操控性有要求劳斯莱斯天玺这就是为什么四轮转向迅速成为汽车世界的机械支柱之一。

欧宝娱乐怎么样如果您通过我们的链接购买产品,Drive及其合作伙伴可能会赚取佣金。阅读更多特斯拉

术语四轮转向有一些变化,如全轮转向和后轮转向(如在特斯拉最新发布的赛博卡车).有这么多的术语,甚至是品牌名称,对于浏览保时捷最新宣传册的普通人来说,可能会感到非常困惑。

为了更好地解释1893年发明的后轮转向系统,欧宝娱乐怎么样开车的导向器和齿轮部分对四轮转向系统进行了最终解释,它们是如何工作的,谁制造了它们,以及它们如何影响您的骑行性能。我们开始吧。

宾利大陆GT的后轴。,宾利

什么是四轮转向,它是如何工作的?

后轮转向是一种机制,当方向盘转动时,驱动后轮的角度,或与前轮同步转动,或向相反方向转动,以更好地提高车辆的低速或高速灵活性。

我们稍后会讨论不同类型的后轮转向系统,但这些系统的一般前提是使用一组液压或电动执行器来改变后轮的脚趾。

脚趾指的是车轮指向汽车内部或外部的角度,因此术语“Toe in”和“Toe out”。脚趾也可以描述为消极的和积极的。在大多数情况下,脚趾指的是汽车的前轮,取决于两个轮子是朝内还是朝外,它会影响汽车的高速稳定性(脚趾朝内)或低速灵活性(脚趾朝外)。

在后轮转向系统中,车辆的系统会同时改变两个后轮的趾,这意味着后轮会同步向右或向左移动,从而使它们指向同一个方向。这与脚趾在车辆前轮上的工作原理完全相反。

讴歌的P-AWS系统显示在剖面图。讴歌

虽然每个系统都是独一无二的,但在四轮转向中,不同系统的后轮产生的运动是完全相同的。当驾驶员低欧宝娱乐怎么样速转动方向盘时,前轮向行驶方向转动,后轮向相反方向转动,有效地减小了汽车的转弯圈。这使得低速机动更快更容易。

转向在更高的速度,使前轮和后轮在同一方向,以增加高速稳定性。这在性能领域意味着你可以有一个长而重的飞行器,比如保时捷Panamera保持与跑车与较短的轴距,如保时捷911

这些系统也使更大、更重的车辆比前轮转动时性能更好。的例子中可以看到这一点兰博基尼野牛宾利飞龙,以及梅赛德斯-奔驰s级

有不同类型的四轮转向

不同的制造商有不同的解决方案后轮转向,尽管他们都服务于相同的目的。一些依赖于纯机械系统,如日产的老HICAS(高容量主动控制转向)系统,而大多数则采用机电版本,如奥迪的动态全轮转向系统,保时捷的后桥转向系统,以及采埃孚为法拉利和凯迪拉克等制造商提供的主动运动学控制系统。

同样,这两种系统通过改变后轮的趾向内或向外来工作,但它们在驱动它们的方式上有所不同。在像尼桑HICAS这样的机械系统中,自从R34-generation GT-R从G37开始,Infinitis就采用了由动力转向泵驱动的液压系统来驱动车轮。然后,速度传感器将被用来确定后轮将以何种方式转动以及转动多少。本田的Prelude Si 4WS也有类似的系统。

这不是一个典型的滚轮车。劳斯莱斯

机电四轮转向系统现在比那些早期版本更普遍和更先进。今天的四轮转向系统由汽车的ECU和传动系统上的多个传感器控制,与以前的四轮转向系统相比,四轮转向系统提供了更精确的车轮位置、角度和性能。

虽然基本结果是相同的,但制造商在后轮允许的转向角度上也有所不同,从1到15度不等。

O.G.四轮转向汽车及其工作原理

这里是四轮转向的起源在流行的时代精神,O.G.四轮转向跑车。

超级HICAS系统的后副车架。日产

尼桑GT-R HICAS

虽然日产的HICAS系统以其在Skyline GT-R平台上的使用而闻名,但它并不是第一个得到它的公司。该系统于1985年首次亮相,但其第一次实际应用是在1986年的Skyline GTS上。

HICAS是由天际线之父樱井信一郎在日产开发的。这位首席工程师在Prince被日产(Nissan)并入之前曾在Prince工作,并大量参与了R380的开发。他的遣词造句也很有名。这是他对HICAS设想的描述。

伊藤永典,樱井最终选择的接班人,曾经这样描述他的导师想从HICAS系统中得到什么:

“Skyline的基本理念是提供可靠性和出色的驾驶性能。理想状态是一辆完全符合驾驶者意图的车。欧宝娱乐怎么样这就像马和骑手合二为一,骑手骑在马背上,而马在运动。马通过后腿蹬地和施加扭矩推动自身前进来产生推力。这是很自然的。这是汽车后轮驱动系统的一个很好的例子。但如果你更仔细地观察马的运动,你会发现它也用前腿把地面推离,它也用后腿控制运动的方向。为了复制这一点,汽车需要四轮驱动和四轮转向系统。这些都是atesa和HICAS系统的功能。”

HICAS图。日产

尼桑解释了HICAS的工作原理:

“早期的HICAS版本使用液压来控制后轮。液压系统由动力转向泵提供动力,并使用速度传感器来确定转向后轮的程度和方向。后来被称为Super HICAS的版本将后转向架改为电动执行器,使系统更轻。Super HICAS使用速度传感器和方向盘角度传感器的输入,通过系统的HICAS计算机来确定你进入转弯的速度,并根据驾驶条件调整后轮的角度。HICAS和Super HICAS后轮转向在任何方向上都被限制在1度左右。”

除了天际线,日产的z32代300ZX、180SX和240SX,以及英菲尼迪的M35、M45、Q45和Q37也配备了HICAS和Super HICAS。

薄荷味序曲Si 4WS,Bring-a-Trailer

本田Prelude Si 4WS

前奏Si 4WS并不完全是你认为本田会在20世纪80年代末推出的东西。仔细一想,如果你认为那个时期的大部分时间都是escobar生产的霓虹灯,那么一款基于四门、全轮转向的热门经济型汽车就很有意义了。

前奏Si 4WS的四轮转向系统的基本前提来自于本田的愿望,即“将汽车的操控性和机动性推向一个新的维度”。本田于1977年开始开发Prelude的4WS系统,该系统生产了一个依赖转向角度的四轮转向系统。纯粹的机械系统,Prelude的四轮转向采用了两个转向齿轮箱,一个在前面,一个在后面,用一个中心轴机械地连接两个转向齿轮箱。

如何前奏Si 4WS工作。本田

本田发送了前奏Si 4WS的原始新闻稿,其中有系统如何工作的详细描述。

根据新闻稿,欧宝娱乐怎么样“当司机转动方向盘时,前转向变速箱中的齿轮齿条机构会使齿条横向移动。”“这个齿条冲程控制前轮。同时,它旋转输出齿轮轴通过另一个齿条和齿轮安置在变速箱内。这个输出小齿轮轴通过中心轴将方向盘的旋转传递到后转向变速箱。后转向变速箱内的冲程杆沿轴向移动,通过拉杆控制后轮。”

这是如何与汽车的速度联系起来的,这就更加疯狂了。

“如果方向盘输入距离直线位置小于140度,则输出行程只向一个方向移动。”“对于大于这个角度,尾部的冲程和相对运动逐渐平稳地减小,最终转向相反的方向。因此,后转向变速箱包含一个机制,逐步扭转输出方向,以响应转向输入的大小。”

本田补充道:“从机械上看,当方向盘最初偏离直线前进的位置时,后轮会转向与前轮相同的方向。但是,当转向输入增加,车轮转动超过规定的量,大约240度,后轮就开始向相反的方向转向。”

道路及轨道在1987年测试Prelude Si 4WS时,它实际上在障碍测试中超过了保时捷和法拉利。本田在Prelude上的4WS系统在接下来的两代中继续使用,尽管Prelude的最后一代是日本唯一的选择,而且只在Si和SiR车型中使用。

正确的。,三菱

三菱3000GT VR-4/GTO

虽然我们只知道强大的三菱3000GT VR-4在美国,但其日本独有的GTO血统可以追溯到Galant VR-4和三菱动态四系统的引入。与这里的其他系统不同,三菱的动力四不是一个单独的系统,它还包括四轮驱动,四轮转向,四轮独立悬挂,以及四轮ABS,因此得名。

1987年推出的加兰特VR-4不仅是3000GT的起源,也是全能的长矛进化的起源。这款拉力赛原型车不仅催生了Dynamic Four,还催生了两轮驱动车型的主动ECS,这是市场上第一个主动悬挂系统。三菱将这两者视为同一枚硬币的两面,并将雨伞命名为“主动步法系统”,这是一套系统的一个很好的名字。

根据加兰特最初的新闻稿:“这次加兰特采用的主动步法系统是Active Four(四轮驱动车型)和Active ECS(两轮驱动)的通用名称,主要由以下悬挂系统组成,为从低速到高速的驾驶创造更多空间,并使驾驶本身在高性能时代变得更容易。这是一个革命性的新系统,通过增加每个轮胎与路面之间的抓地力,进一步提高了车辆在加速、过弯和制动方面的动态性能。”

至于四轮转向系统,根据发布,这是一个全液压系统,对车速和转向力敏感,进一步提高转向响应在中高速范围内。这是如何工作的,通过液压输送到后悬挂的后臂关节高达1.5度,尽管这取决于转向力和超过31英里/小时的车速。

关于四轮转向的原始新闻稿三菱

三年后,三菱推出了带有主动步法系统的3000GT(日本版GTO),并打出了“the GTO”的标语。旨在使各种能力的司机都能享受其高水平的性能-安全,愉快,以及他们的想象。”

根据GTO的日本原版新闻稿,四轮转向系统的工作原理是:“液压执行器连接到后臂末端的中间关节。执行器由与前轮助力液压回路相连的后轮转向泵调节,因此后轮转向角与前轮转向力成正比。后轮转向角与车速成正比,因为后轮转向泵的供油量与后轮的转速有关。”

在3000GT VR-4中搭配自然吸气的V-6或双涡轮增压的V-6, 2+2跑车的设计与Skyline GT-R, Supra和RX-7对抗前后都配备了主动空气动力系统。3000GT/GTO的发布也赶上了日本性能车的“君子协定”时期,这意味着性能车至少在纸面上被限制在276马力左右。然而,3000GT VR-4更准确的数字可能是300-350马力。

有趣的是,虽然其中一些系统被转移到三菱Lancer Evolution (Galant VR-4的直系后代)的新命名的超级四轮控制(S-AWC)系统上,但它并没有引入四轮转向系统——帕杰罗Evo也是如此。

四轮转向卡车,宝贝!,通用汽车(General Motors)

通用汽车Quadrasteer

通用汽车公司(General Motors)的Quadrasteer绝对是这组产品中的奇葩,但作为第一个应用于全尺寸皮卡的产品,它值得关注。不幸的是,这对通用汽车来说并没有持续太久。

卡车在美国是一门大生意。这可能是十年来的保守说法,但为了在竞争中胜出而投入的研发金额是惊人的。一切都摆在桌面上,制造商可以为消费者提供什么,以吸引他们远离其他品牌和型号。2002年,通用汽车开始痴迷于将四轮转向技术作为下一个大发明的想法。欢迎来到Quadrasteer。

在2002年的原始新闻稿中,通用汽车表示:“通用汽车首次在全尺寸卡车上提供了Quadrasteer四轮转向系统,从而引领了行业。这一创新系统使驾驶卡车更安全、更轻松、更方便,将于2002年第四季度在GMC Sierra Denali全尺寸皮卡上首次亮相。Quadrasteer标志着全尺寸卡车操纵和控制的里程碑。这是一个机电系统,使Sierra Denali的后轮相对于前轮转动(高达12度),从而获得前所未有的低速机动性和高速稳定性。”

不像其他四轮转向系统,通用汽车的是可选择的,允许通常的前轮转向和四轮转向。除了这些模式,通用汽车还包括一个四轮转向牵引模式,所有这些都是由仪表板上的一组按钮驱动的。根据发布的消息,“Quadrasteer通过方向盘位置传感器感应驾驶者所需的转向输入来操作。欧宝娱乐怎么样这些信息被输入到一个微处理器,根据转向输入和车速确定适当的后轮角度。微处理器将数据输入电动机,电动机根据算法驱动后转向齿条通过行星齿轮组.如果检测到系统故障,Quadrasteer的故障安全机制将恢复为两轮转向。”

尽管四轮转向在全尺寸卡车上有诸多好处,但通用汽车在2005年后取消了这一项目。只有GMC Sierra, Sierra Denali和Yukon,以及雪佛兰Silverado和Suburban可以配备Quadrasteer,成本很高5600美元虽然在该计划被取消之前,这一费用降至1000美元。

目前在汽车中提供四轮转向的制造商

你可以想象,鉴于重型汽车的后轮转向的好处,大多数制造商提供某种形式的后轮转向。然而,没有两个系统是相同的,它们也没有相同的名称。

为了更好地理解这些系统,以下是提供这些系统的制造商及其名称。

卡迪拉克主动后转向

GMC:螃蟹步

兰博基尼:兰博基尼后轮转向

梅塞德斯-奔驰:后桥转向

讴歌: P-AWS(精密全轮转向)

宝马:积分主动转向

劳斯莱斯:后桥转向

保时捷发言人表示:“绿色的小斑点是转向电机。”保时捷

雷克萨斯:动态后轮转向

《创世纪》:创世纪后轮转向

法拉利:虚拟短轴距

奥迪:动态全轮转向

宾利:后桥转向

保时捷:后桥转向

视频

这是一个以视频形式更好地说明的主题,因为后轮转向系统是一项复杂的技术。下面是我们的朋友,《工程解释》的杰森·芬斯克。

四轮转向常见问题

你有问题。欧宝娱乐怎么样有答案。

问:全轮驱动和全轮转向有什么区别?

答:在某种程度上,四轮驱动是指车辆的动力可以被输送到四个轮子上。全轮转向是一种可以让汽车的四个轮子转动的系统。

问:我的全轮转向系统总是开着吗?

答:它是。这些系统提高了低速和高速行驶的稳定性和灵活性,因此它们总是在帮助您的汽车的性能和功能。Rad。

问:哪辆车拥有第一个四轮转向系统?

答:第一个四轮转向系统是在1893年由英国工程师Joseph Diplock开发的。他申请了第一个专利四轮驱动,四轮转向系统以及履带轮

Let’s Talk:在下方发表评论并联系指南和装备编辑器

我们在这里是所有“如何”相关的专家指南。利用我们,赞美我们,对我们大喊大叫。请在下方评论,让我们一起讨论。你也可以在Twitter或Instagram上向我们大喊大叫,或者在guidesandgear@thedrive.com上联系我们。

Baidu