你必須理解的汽車轉向系統知識

對於汽車控制系統來說來說,轉向系統是難點之一。保持汽車正常轉向的方向盤下面涉及很多物理學和機械的知識。

機械轉向

汽車轉向時,我們只需轉動前輪,這是藉助了輪胎的物理知識。

當車輪轉動時,車輪與地面接觸點的速度應為0,這樣就保證汽車在行駛時不會出現打滑的情況。

那麼如何保證接觸點速度為0呢?

因為汽車向前行駛時,輪胎有兩種狀態:向前和轉動,這樣就導致在接觸點存在兩個相反的力,並且相互抵消。

在我們轉向時轉動前輪,轉動方向的力也變化了方向,但是由於此時汽車還是向前行駛,所以平移方向的力還沒有變化方向,這樣接觸點速度會不為0;隨後平移方向的力會隨轉動方向的力變化方向,最終與轉動方向的力相互抵消,接觸點速度為0。這樣汽車就實現了轉向。

電子助力轉向

電子轉向則是增加了電動機來控制轉向柱,ECU根據司機輸入的轉向扭矩/轉向角度/轉向輪速度/汽車速度來控制電動機輸出扭矩。

為了防止電機失效時,渦輪無法帶動蝸桿的物理現象,會導致轉向失效,設計了一組行星齒輪。當電機失效時,與蝸桿相接的齒圈無法轉動,司機轉動轉向杆的力直接傳遞到輪胎。

你必須理解的汽車轉向系統知識


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