你知道車輛是如何轉彎的嗎?可能很多人會想:打方向盤不就轉彎了嗎。那背後的轉向原理你是否清楚,本期我們就來探討汽車轉向的原理。 要實現汽車轉向,就是通過齒輪齒條傳動系統,將方向盤的旋轉運動,轉換為轉向拉杆的水準運動,進而控制車輛輪胎的左右轉向。 阿克曼轉向幾何是一種為了解決車輛轉彎時,內外轉向輪路徑指向的圓心不同的幾何學。
理想狀態下,內側前輪的轉彎半徑應小於外側,也能剛好使得四個車輪的轉彎半徑交於一點,就避免了轉彎時發生車輪打滑的問題。 這種轉向幾何就被稱之為100%阿克曼幾何,也是理想狀態下最完美的轉向幾何。 但由於實際轉向過程中,輪胎會發生形變,導致滑移角的存在,使得輪胎朝向和實際行進方向會有所不同。 因此,工程師在設計轉向幾何時,需要對滑移角進行補償。
補償的越多,阿克曼率就越低,甚至會出現反阿克曼設計。
掌握了上述原理,我們就不難理解為何會出現反阿克曼角的設計。最容易理解的例子就是 F1 方程式賽車的設計。在高速過彎時,外側輪胎的正向壓力會產生較大的滑移角。為了提升操控性,工程師會應用反阿克曼角設計,讓外側輪胎獲得更大的轉角。
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