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  • 要想转弯半径小，你得有这个……
  • 来源：萝卜报告

消费者在买车时，往往都秉承着越大越好的观念，心里想的都是长轴距对空间的积极作用，而忽略了长轴距所带来的巨大转弯半径......“发现问题，解决问题”作为理工男工程师的日常工作，自然不能放任超大转弯半径带来的糟糕感受，于是，后轮转向系统便诞生了！


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城市道路中，车道的平均宽度为3.2-3.5米左右。而一台车长4米8左右的普通B级车在方向盘打死的状态下，转弯直径为11.6米左右（如上图所示，掉头时走的是转弯直径）。这就意味着，当你在最左侧掉头车道打死方向盘掉头的过程中，车辆会横跨对向共3.5条车道。也就是说，对向车道只有满足4车道时，一台雅阁、迈腾这样的B级车才能一把轮完成掉头。而如果换成奥迪A8L这种车长5米3的D级车，转弯直径则会直接达到12.6米，需要把对向4车道完完全全吃满才能完成掉头动作。

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可现实生活中，能为我们提供4车道的路简直少之又少，更多的是双向双车道的小路。此时，无论是B级车还是D级车，恐怕都倒两次车才能真正将车头调转180°了。

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其实车辆转弯直径大的根本原因，就是因为汽车把转向的任务完全交给前轮导致的，相当于无论怎么转向，车头都在拖着一个不会转弯的车尾。而后轮转向的诞生便直接解决了大车转弯费劲的问题。在通过弯道时，如果车辆前轮朝左转，后轮就会相应朝右转。如果大家不理解，可以想象前轮向右转90°，后轮朝左转90°（如上图所示），这样整台车就能像陀螺一样原地掉头了！

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当然啦，上面举的90°例子只是方便大家理解。回归现实生活中的量产车，后轮最大转向角度也就在10°出头。像是前一阵刚发布的奔驰S级，后轮转向角就做到了10°，从而帮助这台车长5米3的车，将转弯直径缩短了将近2米。达到了与飞度，这台车长仅4米1小型车几乎相同的10.8米转弯直径！如此夸张的距离缩短，足以证明后轮转向的实际效果是多么立竿见影！


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‍后轮转向除了能够在低速时大幅缩短转弯半径外，还可以在时速超过大约60km/h后，让驾驶员的操作以及车身的姿态变得更加从容。大家都知道，在日常驾驶车辆高速变道时，驾驶员除了在变道前需要向目标车道打方向外，还需要在完成变道后小幅反打方向盘，才能让车头回到与车道线平行的状态。

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可对于汽车来说，这样“一左一右”的打方向操作，便会导致车辆出现快速的重量转移，从而在一定程度上影响车辆的平衡，导致车身在变线过程中的动态变得相对不稳定。

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而后轮转向系统在高速时，便可以通过与前轮呈同向转动来减弱车身的重量转移。如上图所示，当前轮向左转时，后轮也会随之左转。同时由于在变道过程中，前轮的转向角度通常都很小，所以此时后轮基本都能做到与前轮相近的同向转角。这也就意味着，车尾和车头会同步完成变线动作，相当于整台车是平移过去的一般。那当变线完成后，驾驶员就不需要像没有后轮转向系统车型那样，再多一个小幅反打方向盘让车头回正的动作了。同时，车身也避免了一次回正的重量转移，使变线动作变的更加稳定，同时也大幅提升了车内乘员的舒适性。


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和涡轮、换挡拨片等已经民用化的技术一样，后轮转向技术的诞生，同样源自于极致的赛车运动。不过与民用车不同的是，后轮转向系统在赛车上无论是低速还是高速，永远都是与前轮呈相反方向来帮助车辆过弯的，从根本上解决了赛车的转向不足问题。其中第一台使用后轮转向的赛车是标致的405 Turbo 16，在黑科技的加持下，这台车初次登场就打破了当时派克峰登山赛的赛道记录。但由于这种后轮永远都与前轮呈相反方向的设定，会直接导致车辆在高速时的转向异常过度，驾控难度极高，所以后轮转向能减少推头的功效，也就仅限于赛车领域了。


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后轮转向系统目前大体分为两种：一种是可以根据车辆时速，自行改变后轮转动方向的主动式；另一种则是纯机械结构的被动式。

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主动式后轮转向的实现方法，其实与前轮的转向方式几乎是一样的，所以我们先来看看前轮是如何转向的。当我们转动方向盘时，与方向盘连接的转向柱便会开始旋转，进而带动转向柱尾端的小齿轮旋转，然后在小齿轮的带动下，负责控制前轮转向的齿条便会通过左右移动，使前轮出现角度转动。

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而主动式后轮转向的区别，仅仅是将前轮转向时，驾驶员手部转动方向盘的物理旋转驱动，改为了检测方向盘旋转角度的电信号驱动。之所以使用电信号驱动，而非机械结构的原因有两个：一是因为前轮已经采用了转向柱的机械结构，足够保障车辆的安全了；二是因为，主动式后轮转向分为低速时与前轮反向，以及高速时与前轮同向两种运行逻辑，因此使用电信号控制也更方便。此外，由于后轮转向的角度通常都很小，所以带动车轮旋转的齿条也会相应短一些。


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被动式后轮转向，相比起主动式来说就要简单许多了。其中，绝大部分后轮随动转向都是通过在悬架与车身之间增加柔性橡胶衬套来实现的。

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比如当车辆向左转弯时，向后移动的力便会对右侧后悬架施加一个向后拉扯的力，此时由于衬套会发生形变，所以右侧后悬架与右侧前轮之间的轴距就会增加。后轮便会顺势与前轮呈现出相反的角度，进而减小车辆过弯时的推头属性。

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只不过，负责控制悬架角度的衬套并没有咱们想象中那般柔软。因此，一般被动式后轮转向都需要到达一定速度后，也就是侧向力足够大时才可以生效。比如采用被动式后轮转向的富康，就只有当时速超过60km/h时，后轮才能与前轮呈现出相反的角度。所以相比起主动式后轮转向来说，被动式并不能改善车辆低速时的最小转弯半径。


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既然后轮转向能够大幅度降低车辆掉头时的转弯半径，还可以增加车辆的操控稳定性，那么这项已经诞生了30多年的技术为何没能像换挡拨片一样普及到家用车上呢？其中首当其冲的问题就是贵！相比起一般车型只需要一个转向机来说，拥有主动式后轮转向的车型，还需要在后轮单独安装一套转向机加齿轮齿条的转向系统。而额外的零件增加，势必会对车辆的制造成本带来影响。

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除此之外，车辆的后悬架还得从此前的固定式，改为可以旋转的悬架系统，以此来满足后轮转向的需求。而满足后轮转向需求还有一个前提，就是得为可旋转的后悬架增加两个可以旋转的支点（一个无法起到限位作用）。那此时就相当于，在后悬位置又复制了一套成本高昂的前悬系统。同时别忘了，这些多出来的零件并不是一次性消费，因为使用电控结构的主动式后轮转向功能，在后期使用中还可能因为故障问题，导致车主用车成本的增加。至于被动式的后轮转向系统，也同样会因为多出来的柔性衬套导致后期维护成本的上升。

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更何况，改善车辆转弯半径的办法除了增加后轮转向系统外，还可以通过将发动机纵置来为前轮留出更大的转向角度，进而缩小转弯半径。所以，从宏观的角度来审视缩小转弯半径这件事，就能得出以下结论：小型、紧凑型车因为车身长度尚可，所以转弯半径都还能接受；中型车如果成本允许，便可以通过纵置发动机，增大前轮转角的方式来改善；而像是中大型、大型轿车，因为转弯半径过大，所以后轮转向系统不是原厂标配，就是原厂提供选配（海外5系标轴都能选后轮转向系统）。毕竟能把车做到这种尺寸的，基本也都是豪华品牌了，他们的受众对售价和后期维护成本通常都不太敏感。


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汽车作为已经发展了100多年的成熟商品，其实每款车的成本都是受车型定位以及定价严格限制的。所以在“够用就好”的制造理念下，能优化城市内行驶灵活度，还能提升高速行驶稳定性的高成本后轮转向系统自然就不能服务于普罗大众，只能“沦为”小众之选了。

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