方向盤打到底,前輪向外歪,快要掉了一樣,這正常嗎?

2023-08-16     愛車大家說

昨天有個網友發私信諮詢我,說他發現自己的車在方向盤打到底的情況下前輪不垂直地面,而是越往上越往外傾斜,看起來就像要掉一樣。想知道這是不是正常現象。

其實很多車在方向打死後前輪都會發生傾斜,只是傾斜程度不同而已。雖然看起來很嚇人,但實際上這完全屬於正常現象,是懸掛幾何角度導致的,而且一定程度上來說歪的越厲害,操控性越好。下面我們就來詳細聊聊這個問題。

旋轉軸與旋轉平面

上圖是個獨輪車,當獨輪車垂直於地面放置的時候,車輪的旋轉軸就是完全垂直於地面的,在旋轉軸的控制下,車輪只能在綠色的水平面內旋轉。在這種情況下無論車輪轉動多少度,它始終都是垂直於地面的,根本不會歪。

所以說不管是車輪還是其他任何物體,只要旋轉軸確定了,那麼它旋轉時姿態的改變也就確定了。

在打方向時汽車前輪是在懸掛的約束下轉動的,汽車懸掛系統給車輪規定了一個旋轉軸,我們稱其為主銷。由於主銷都不是完全垂直於水平面的,這就導致在打方向時前輪是不可能完全垂直於地面的。

比如上圖是一個麥弗遜懸掛的前視圖,在轉向時車輪的旋轉中心是從減震上支點到下擺臂球頭的連線,稱為主銷。主銷並不是一個真實存在的零件,而是懸掛的幾何結構決定了前輪在轉向時必須圍繞著它轉動。從圖中可以看出,車輪的運動軌跡其實是一個倒著的並且傾斜的圓錐面。方向回正時車輪所處的位置剛好處於相對垂直的狀態,但只要一動方向盤,車輪就會沿著圓錐體外表面的軌跡運動,由於圓錐體是倒立的,上寬下窄,所以運動時車輪上半部分會向外傾斜。

車輪轉向時的這個特性是懸掛的「主銷內傾角」決定的,但這還不足以讓車輪在打方向時出現特別明顯的歪的現象,對這個影響最明顯的就是懸掛的主銷後傾角了。

從側面看的話汽車懸掛系統的減震器也不是完全垂直於地面的,絕大部分車都是向後傾斜的,這個參數就叫做主銷後傾角。

主銷後傾角決定了車輪的轉動平面是向後傾斜的,和水平面有一個夾角。這樣車輪在左右搖擺的時候相對於水平面就會有外翻的效果。再加上主銷內傾角決定了車輪擺動軌跡是一個圓錐面,兩者結合就導致了前輪在方向打死的時候會有明顯的向外翻轉的特點。

對車輪這種運動特性影響最大的就是主銷後傾角,而主銷後傾角越大,汽車保持直線行駛的能力越強,轉向手感越有韌性,轉向精準度越高。因此一些重視操控的車往往有更大的主銷後傾角,所以這些車在方向打死後車輪向外翻的越明顯。

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