多轴轮式车辆因其动力性能强和承载能力高,广泛应用于军事、电力、高铁和风电等领域,随着我国经济的快速发展而需求量大。多轴转向系统是多轴车辆的核心系统之一,其性能直接决定着多轴车辆的操控稳定性与行驶安全性,已成为评价各国现代大型轮式车辆发展水平的关键技术之一。因此,高性能多轴车辆转向系统的研究有着重要的现实意义。由于传统转向梯形机构为单自由度结构,转向时无法实现全轮纯滚动转向,这使得轮胎在大角度转弯时出现磨损,严重影响整车的转向特性,并且无法精确满足多轴车辆多种模式转向需求。因此,本文提出一种横向拉杆可控的二自由度转向系统,为纯滚动转向创造条件,并全面分析其系统特性。首先,基于转向梯形结构几何关系,获取左、右轮转角数学描述;对比纯滚动转向运动与传统转向运动,分析转向梯形机构不能实现纯滚动转向的原因;结合不同转向模式的转向特性,进一步证明传统转向系统的局限性。其次,详细描述转向梯形变结构和二自由度转向液压系统的设计原理;基于虚功原理,进行横向拉杆受力分析,并建立了 Simulink横向拉杆受力求解模型,发现横向拉杆在转向过程作往复运动其受力却始终受拉,仅当左、右侧负载差距极大时受压;根据横向拉杆受力规律,优化设计横向拉杆伸缩缸的结构尺寸;根据所选液压缸,提出横向拉杆缸总成具体设计方案。然后,基于拉格朗日方程,建立转向系统机械结构的非线性动力学模型;针对阀控液压缸,建立液压控制系统的流量连续性方程;基于机械结构与液压系统数学模型,成功建立单轴二自由度转向系统Matlab/Simulink模型,并分析关键参数对系统特性的影响。最后,基于二自由度转向系统原理,建立转向系统AMESim仿真模型;基于仿真模型,分析横向拉杆缸控制目标、液压系统泵源压力、轮胎负载对电液伺服转向系统的影响规律;对比Simulink模型与AMESim模型的分析结果,验证数学模型的正确性。本文的创新之处在于,基于虚功原理,获取横向拉杆受力规律,为横向拉杆的设计提供参考;建立了包含机械结构、液压系统和的单轴二自由度电液伺服转向系统数学模型,有助于电液伺服转向系统的分析与控制;建立二自由度转向系统AMESim仿真模型,探究转向系统特性,为系统的优化设计及模型验证提供参考。