科普词条：四轮转向

转向系统是自汽车诞生之日起就出现的最早的车身零件之一，因为汽车没有像火车一样固定的轨道，需要在移动的过程中通过改变车身的方向完成转向的动作。

汽车发展了100多年，转向的基本功能并没有变化，只不过随着人们对于驾驶需求的提升，对于转向的体验也有了更高的要求。比如驾驶一辆轴距超过3米的中大型车辆时，转弯直径通常在12米以上，在一些狭小路口掉头变得更加困难；还有在高速行驶时，驾驶者希望车辆能够带来极致的操控感。

所谓操控感，不是直线上的驾驶感受，而是在公路上保持完美的循迹性，这就要求转向系统要严格执行驾驶者的意图，同时客服路面对于车辆的影响（比如湿滑道路）。由于驾驶体验的提升，工程师们发现，原有的前轮转向虽然结构简单，可靠性强，但是在一些极限状态下很难满足驾驶需求，于是就开始打后轮的主意，如果后轮可以参与转向，会不会解决上面的问题呢？

车辆的后轮与前轮一样都参与转向动作，这样的转向系统就称为四轮转向。通过控制车辆的前轮和后轮同时转向来改变车辆的转向性能和操控性能。为了保证安全，一般后轮转向的转角不会超过5度。

四轮转向有两种形式，因为在前轮向一个方向转向时，后轮无论是同向还是反向，都可以实现转向，所以四轮转向分为了同向转向和逆向转向两种形式。

同向转向就是指前后轮的转向方向一致，如果有一点机械知识的读者就会发现，前后轮的转向方向一致，会增加车辆的转弯半径，车辆会更难控制。其实同向转向不是为了降低转弯半径的，而是为了提升高速行驶时的稳定性。当前轮发生转向时，其实汽车车身在经历两个角度的变化，一个是车身自身的旋转角度，一个是车身围绕着转向中心的旋转角度，当车身自转时，后轮就会产生一个偏转角度和向心力，这个力越大，后轮就会偏离正常的行驶路径往外侧滑动，这就是我们常说的侧滑。如果此时后轮也产生了与前轮一样的转向，哪怕幅度不大，就可以很好地抵消掉后轮的向心力，抑制车身的自转，使得车辆可以回到正确的行驶轨迹上来。

着自动驾驶技术的发展，四轮转向技术会有更加广阔的发展空间

逆向转向顾名思义就是后轮与前轮保持相反的转向方向，这种情况一般出现在车辆低速行驶时，目的是为了减少车辆的转弯半径，那么它是如何实现的呢？我们知道，当汽车发生转向时，前轮与后轮的轴心不再平行，而是有一个角度，轴心的延长线会相交在车辆的转向中心，而转向中心与车轮的距离就是转弯半径。由于只有前轮参与了转向，转向中心相距车辆就会比较远，转弯半径就会比较大。在四轮转向中，后轮转向方向与前轮相反，使得车辆的转向中心更贴近于车身，转向半径变得更小，可以在相对较小的范围内完成转弯。

关于四轮转向的优点其实很明显，在低速行驶时，减小车辆的转弯半径，在高速行驶时提升车身的操控稳定性和转向的相应时间，减小侧滑带来的安全隐患。

随着技术的发展，四轮转向也演变出了一些技术方向，比如机械式，液压式和电控式。机械式相对简单，通过齿轮齿条和传动轴把转向力矩传递给后轴，实现前后轴的随动，当前轮转动量小的时候，后轮与前轮同向偏转；当前轮转动量大时，后轮与前轮反向偏转。这种机械式的结构后轮是一种从动装置，无法根据驾驶环境主动介入。

液压式相对机械式更进一步，它通过一套液压传动机构，对后轮进行独立控制，通过对于汽车的运行状况随时综合判断，精确控制后轮偏转角，实现对于后轮同向，反向偏转角的修正功能。

相比于前两者，电控四轮转向的优势更加明显，尤其是在新能源汽车上应用更加得心应手。它可以成为电动车中央电子电器架构的一部分，根据车辆的行驶状态，路况，驾驶者的驾驶习惯，意图，甚至天气，温度情况综合判断后轮参与转向的时机和幅度，可以更加完美地实现高速操控性的提升和低速转弯半径的减小。

而且随着自动驾驶技术的发展，四轮转向技术会有更加广阔的发展空间，比如在L3级以上的自动驾驶场景下，驾驶员基本上不参与驾驶，四轮转向就可以帮助车辆更好地实现各种复杂情况的处理，比如小空间自动泊车，高速遇险主动避障，提升转向的精度和响应速度，甚至可以降低能耗和提升续航里程