转弯时两个车轮旋转的角度不一样是故障吗?阿克曼角是什么?

一些细心的车主会发现,车辆在没有回正方向盘停车时,内侧车轮旋转的角度要更大一些。还有喜欢看方程式比赛的朋友也能够发现,F1赛车在转弯时外侧车轮转过的角度更大。这些现象其实都不是故障,这是因为在转向中两侧车轮存在一个阿克曼几何的关系。

阿克曼角其实就是车辆在转向时两个转向轮旋转角的的角度差,而这个角度差的作用,就是为了车辆在转弯时车身更加稳定,也能够减少轮胎的偏磨,同时也是为了减小转弯半径。

在说阿克曼几何之前,先要说明一个转向梯形的问题。转向梯形就是由前桥,左右转向节臂,转向横拉杆组成,因为几何形状才得名转向梯形。其作用就是保证转向时左右车轮能够按一定比例转过响应的角度。

车轮转动角与车轮转向角的区别(转弯时两个车轮旋转的角度不一样是故障吗)(1)

回归到阿克曼角,正常人所理解的“转弯时两个转向轮的转向角度是相同的”,也就是对应的转向梯形变成了长方形,因为车辆在转弯时的圆心,总是在后桥的几何延长线上,所以都会存在一个内轮差,也就是内侧的车轮走过的路程更短,外侧车轮走的路程更长,所以内侧车轮就会发生偏磨,同时悬挂部件的受力也会不平衡,各种链接衬套也会老化的更快。所以这种“长方形”的转向梯形,也就是阿克曼角为0的情况下,转向就不顺畅,自然就不会使用了。

车轮转动角与车轮转向角的区别(转弯时两个车轮旋转的角度不一样是故障吗)(2)

阿克曼角存在于我们的家用车之中,也就是转向梯形成了一个“上底”长“下底”短的形态,因为转向横拉杆相对于前桥是类平行的移动,所以转向时的内侧车轮转过的角度也就更大,也就是的内侧车轮走过的路程就更短了,也就刚好符合了日常家用车的需求。

车轮转动角与车轮转向角的区别(转弯时两个车轮旋转的角度不一样是故障吗)(3)

最后要说的“反阿克曼角”就是应用在方程式赛车上,也就是在转弯时外侧车轮转过的角度更大。这就是纯“赛化”的取向了,赛车这么做是为了能够让车辆在高速过弯时配合限滑差速器,让外侧车轮有着更重要的“转向地位”,能够提高转弯时的性能、还能够让出弯变得更顺畅。

车轮转动角与车轮转向角的区别(转弯时两个车轮旋转的角度不一样是故障吗)(4)

其实阿克曼角只是存在与理论当中,在实际中的车辆过弯性能还会受悬挂形式、车轮材质所带来的车轮“滑移角”、车辆质心、侧倾中心等影响,所以主机厂的工程师都会根据不同车型进行不同的调整。

,