低速时车辆的主动回正力矩跟车轮转角成正比吗
低速时车辆的主动回正力矩跟车轮转角成正比吗
传送门：
0 引言
方向盘为什么会自己回到中位？
答案在于两个被忽略的几何参数，主销后倾角和主销内倾角。
在车辆工程中，方向盘回正靠的不是弹簧或电机，而是悬架系统设计中的两个几何参数，主销后倾角和主销内倾角。它们共同产生回正力矩，推动方向盘回到直线行驶位置。
后倾角产生与车速相关的回正力矩，是高速回正的主力。
内倾角产生与车速无关的，依靠前轴载荷的回正力矩，是低速回正的主力。
两者的来源、特性、贡献比例完全不同。
1 回正力矩来源一 主销后倾角
1.1 主销后倾引起主动回正的原理
主销是连接车轮和转向节的一根轴线，车轮打方向时以主销为轴来转动。主销后倾让这根轴线向后倾斜，使得主销轴线与地面的交点在轮胎接地点的前方，两者之间的纵向距离称为后倾拖距。
当车辆转弯时，轮胎产生的侧向力作用在轮胎接地中心，而主销轴线与路面的交点位于接地点前方，这个纵向距离产生一个绕主销的回正力矩，推动车轮回到直行方向。
汽车转向时，轮胎产生的侧向力作用于轮胎接地中心，绕主销轴线形成一个回正力矩。
1.2 主销后倾角使车轮自动回正的过程
现代的量产车和赛车都带有比较大的正主销后倾角。
正主销后倾角Positive Caster的主要作用是提高车辆直线行驶时的稳定性，同时能带来一个天然的“自动回正力”。那这是怎么做到的呢？
正主销后倾角Positive Caster主销轴线的延长线与地面交叉的位置在车轮垂直轴的前面，也就是在车轮接地点的前侧。
假设车右转，整车有一个向左的离心力，轮胎有整体向左的趋势，因此地面在车轮接地点给轮胎向右的力。
由于主销延长线与地面交点与轮胎接地点不重合，这个向右的力形成了一个绕主销延长线与地面交点的转矩，转矩方向使车轮回正。
再看一遍。车右转。
整车有一个向左的离心力。
（图片是从车尾向车头看。）
轮胎有整体向左的趋势，因此地面在车轮接地点给轮胎向右的力FY。
由于主销延长线与地面交点与轮胎接地点不重合，这个向右的力形成了一个绕主销延长线与地面交点的转矩，转矩方向使车轮回正。
1.3 力矩大小影响因素
从上面的过程可以看出，
1）后倾角越大，主销延长线与地面交点与轮胎接地点的距离越大，力臂越长，回正力矩越大；
2）车速越高，离心力越大，回正力矩越大。
因为后倾回正力矩的大小取决于轮胎侧向力，而侧向力又与车速相关，车速越高，离心力越大，轮胎侧向力越大，后倾产生的回正力矩也就越大。
所以简单来说，主销后倾在车轮偏转后依靠离心力，形成一个回正力矩，后倾角越大，则回正力矩就越大。
这个力矩的大小与