【技研】转向阿克曼转角到底有多神秘？

转向阿克曼转角到底有多神秘？

首先强调一下，既然为理想，就是不存在，只是单纯为了理论分析，提供的一种假设。那这种假设是什么？就是汽车转向时的速度很慢（一般低于5km/h），其侧向加速度很小，车轮的侧偏角可以忽略。在这种情况下，我们近似认为在整个转向过程中，所有车轮做纯滚动而无滑动发生，且全部车轮绕一个瞬时转向中心做圆周运动。对后轮（非驱动轮）而言，他们的运动方向应该与他们在到转向重心的连线垂直，即在转向中心在后轴轴线的延长线向上。于是我们得到这种理论模型的内外轮转角关系，即所谓的阿克曼（Ackerman）转向几何关系。

注意：

1） 汽车往哪测转向，哪测定义为内转角。而内转角总是大于外转角。

2） B值为两侧主销轴线与地面交点的连线，早期企业也有用近似轮距计算的，但目前很少。

我们知道汽车在实际情况下，尤其是中高速转向行驶时，会受到侧向力的影响，此时轮胎也会发生侧向变形。此时，阿克曼转向几何关系即不复存在。由于受到轮胎侧偏角的影响，汽车的瞬时转向中心会前移一段距离。

由上图可以看出，实际上的内外轮转角已经发生了变化，那么当我们对应同样的内轮转角时，实际外轮转角将与理论外轮转角产生一个偏差值。

轮胎的磨损与很多因素有关，由于本篇讲解阿克曼转角，所以只谈一下阿克曼转角对轮胎磨损的影响。当然更确切的说应该是汽车受侧向力时，轮胎侧偏角对轮胎磨损的影响。经研究发现，轮胎的磨损的速率与侧偏角的平方至4次方成正比，具体方次于轮胎本身的结构、地面的情况、车轮四轮定位参数、使用情况均有关系。

所以想要解决这个问题，本质上应该设法降低各轮胎的侧偏角，使各轮的侧偏角趋于一致。这样可以避免大侧偏角的产生，使轮胎磨损变小。那么什么时候四轮的侧偏角能趋于一致能，于是提出了一个新的概念阿克曼率，阿克曼率越大（＞70%），内外前轮的侧偏角越接近，轮胎磨损越小。

如上所述，针对于轮胎磨损而言，阿克曼率越大越好，但随之阿克曼率的增大，同样会引起最小转弯直径的增大。因此兼顾考虑，目前行业一般对阿克曼率的要求，一般针对于常用转角区20°转角做要求，阿克曼率为40%~60%。当然此值并不绝对，因为笔者参与的某些项目时，阿克曼率30%多，也没有发生磨胎情况。但是过小的阿克曼率可能还会带来另外一个致命的问题即回正性变差，具体有机会小编会专门讲解一下转向回正性。