汽车为何不设计成旋转方式来转弯,那样转弯更加灵活?

理论上来说汽车可以设计成以旋转的方式来转弯。这其实就是后轮随动转向技术的一种应用。

比如这辆JEEP的概念车,四个车轮能各自向不同的方向转动,别说转弯了,原地打转都不在话下。但是这种设计肯定更复杂,成本更高,后期保养维护成本也要增加。

目前主流的后轮随动转向技术可以分为主动式和被动式。

主动式

我觉得应该称其为四轮主动转向更贴切,因为人家这四个轮子确实是在主动改变方向去参与转弯的。

这种控制策略是以车速为标准进行控制,低速行驶转弯时后轮与前轮成相反方向转向,这样汽车有种原地打转的趋势,过弯更灵敏迅速。

而高速行驶中就不能这样控制了,否则很容易导致失控。这时候后轮与前轮转向方向一致,适合高速并线,车尾紧跟车头,可以降低变线时车身侧向力,增加稳定性。

被动式

被动式后轮随动转向就是转弯时靠悬挂系统压迫衬套的变形使后轮发生轻微偏转,提高过弯的灵活性。比如大家津津乐道的老富康的后轮随动转向。

其实后轮随动转向技术很早就有了,只是设计相对复杂,而且适用条件有限,比起增加的设计、保养成本来说根本不划算。另外目前的转弯方式已经足够满足汽车的使用需求了,所以没必要再做这样的设计,所以现在也只有少数车配备这一系统,一方面确实可以提高车辆的一些动态性能。另一方面也提升了车辆的技术档次。

汽车为何不设计成旋转方式来转弯,那样转弯更加灵活?

设计更复杂,成本更高,日常生活没有必要!目前的设计完全可以应付!就像为了汽车的安全性,也没必要把车整得像坦克一样!

汽车为何不设计成旋转方式来转弯,那样转弯更加灵活?

几十轴的特大型平板车,所有轮子都可以转向,可以做到原地转圈,那个转弯更灵活,作为普通车辆有必要吗。

汽车为何不设计成旋转方式来转弯,那样转弯更加灵活?

汽车前轮转向似乎形成了人们对汽车的固有印象之一,广为传播的雪铁龙后轮随动转向专利技术其实也不是什么黑科技,早在此之前,车辆已经能实现多轮同时转向,只不过是应用在越野车上,早期结构复杂、笨重。雪铁龙的专利方案更简单,开创了在乘用车上使用后轮转向技术的先河。后轮转向的好处多多,不仅提高了转向时的地面附着性能,减少侧倾,转向半径减少、车辆更加灵活。

法系的专利方案简单说就是用橡胶垫把车身和后桥连接起来,前轮转向时,车身沿着车轮中心线开始偏移,在离心力作用力下,车身和后桥之间由于存在可变形的橡胶垫的作用而出现相对位移,后桥就会在车身带动下逐渐转向直到前后轮中心线再次重合。因此这个技术被称为“随动转向”。这个技术增大了汽车原始性能中的转向不足特性,改善了汽车的行驶稳定性和转向操纵性能。

这样简单也能有专利?车辆的运动状态是非常复杂的,随便增加一块橡胶垫要改变悬架的运动状态,加在什么位置?加什么尺寸的?用什么材料?这些都是细节啊!

法系PSA集团内除了雪铁龙,标致品牌也使用了该项技术,原理相同,细节略有差别,由于车辆绝大部分时刻的前后轮中心线都是略有偏差的,因此这个简单的橡胶垫可以做到随时进行无极调整。而宝马购买了雪铁龙的专利后并没有在这个基础上继续拓展,反而使用了一套更加复杂的机电机构实现(在此基础上发展主动后轮转向),相比雪铁龙设计的这个简单“后轮前束”结构,简单问题复杂化了,更加反衬出雪铁龙这个专利的高明。

现在后轮转向已经白菜化了(只是国内还内有完全掌握),不仅BBA在内燃机车型上实现,进入电驱时代后,随着前后轴电机的大量使用,后轴转向更容易实现。现在已经可以做到左右偏转各10°的水平,不仅可以大幅度缩小转弯半径,同时使车辆更加灵活,在相对狭小的空间内仍可以具备行动能力。

在空间紧凑的主流乘用车底盘上布置两套能转向的装置是种浪费,除非是在有特殊需求的行业和通途,否则综合成本得不偿失。随着技术的进步,在轮毂电机普及后,四轮大角度转向将更加容易实现。

汽车为何不设计成旋转方式来转弯,那样转弯更加灵活?

有,现在就有,它属于特种车辆。只是由于制造维护成本和高速时操控的稳定性等各种原因,不太适合大面积普及。

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