【技研】转向前置梯形与后置梯形的真相！

在转向系统中，转向梯形主要用来保证汽车转弯行驶时，所有车轮都尽可能绕一个瞬时转向中心、在不同的圆周上做无滑动的纯滚动。只有适当的进行设计，才能最大限度的完成这个任务。

目前行业上对转向梯形的定义是转向横拉杆外球头对悬架主销轴线投影做垂线所组成的梯形，即为转向梯形。

转向梯形根据不同布置位置分为前置梯形及后置梯形。转向梯形的布置结构一般情况是布置驱动轴后面，碰撞时受于驱动轴的保护功能，相对安全。但当动力总成不值得位置很低，由于驱动轴后方没有空间，所有会采用前置。在整个底盘杆系的结构中，转向梯形与驱动轴的布置关联较为密切。但驱动轴又受制于动力总成的大小及布置空间，因此，动力总成才是决定转向系统的根源。

对于燃油车，发动机分为横置及纵置。二者在XY方向的尺寸占用不言而喻。我们得到一个经验总结，大部分的车型横置发动机基本与麦弗逊悬架匹配，转向梯形后置。横置一般为前置前驱。

当发动机纵置时，一般与双横臂悬架或多连杆悬架匹配，转向梯形前置。纵置一般为两驱或四驱，四驱居多。

我们不难看出，动力总成的选取与底盘悬架转向的结构布置都有至关重要的影响，所以一般底盘平台的选取对布置而言是有先天的影响的。二者相辅相成。

前置梯形与后置梯形对转向系统的自身又有什么影响呢？从常规意义上讲两种布置一致的梯形结构都可以实现较好的整车操稳性能。并不能说那种梯形的性能更加优于那种。因为底盘的变化是多维度的，前置与后置的变化也带动了悬架的变化，如果单纯的改变转向的前置与后置梯形，笔者认为是一致的。因为梯形如果一致，对这个转向的阿克曼转角几何关系就是一致的，那么前置和后置并没有性能上的本质差别。

注意这里说的是性能，对转向的结构布置是有一定影响，首先对于零部件自身而言，转向器的壳体的小齿轮轴的位置一般都随之发生变化，我们会发现后置梯形的齿轮轴在齿条壳体的上方，而前置梯形的齿轮轴在齿条壳体的下方。

这又是为什么呢？很简单，前置梯形和后置梯形对车轮的作用而言一者是拉一者是推，如果齿轮轴和齿条的粘合方向一致，就必须改变齿轮轴与齿条的上下位置关系，来改变车轮的运动。当然，这并不是唯一方案，如果改变齿轮轴与齿条内部的旋向也是可以改变这个问题的。

我们做一个假设，对前置梯形和后置梯形，人体坐姿相同（R点一致），即相同方向盘硬点及方向盘倾角。这时我们就会发现此时前置梯形和后置梯形对转向系统的力矩波动率产生了影响。也就是说，前置梯形与后置梯形对转向管柱及中间轴的长度以及转向器输入轴的长度要求都是不一样的。那么谁更有利呢？前置梯形在系统布置上更具优势，即转向系统力矩波动率校核更小，因为两轴之间的空间夹角很小，被允许的差值会更大，先关的内容笔者会专门来讲述。但弊端就是转向管柱零部件的尺寸较长，重量更重。

当然这里笔者是做一个假设，事实上这个假设是不存在的，因为横置和纵置的前机舱布置空间，决定了C点及人机视野。因此R点的坐姿与方向盘的倾角基本上是很难不做改变的。

其次，由于前后梯形的变化，导致转向节上的卡钳位置也会发生变化。

转向拉杆与卡钳的都是相对的。卡钳的布置位置不同，同样会对整车纵向产生影响。一般对轮毂轴承的载荷以及泥水的甩出甩入有影响，具体可以参见刘唯信的《汽车制动系结构分析与设计计算》这本书。