阿克曼角的歷史由來(lái)是什么?是誰(shuí)發(fā)明或提出這一概念的?
阿克曼角的歷史可追溯至1817年,由德國(guó)馬車(chē)制造商格奧爾格·倫肯貝格爾首次提出原理,后經(jīng)英國(guó)發(fā)明家魯?shù)婪颉ぐ⒖寺?818年實(shí)踐并申請(qǐng)專(zhuān)利,由此得名。這一概念最初源于馬車(chē)轉(zhuǎn)向的優(yōu)化需求,核心是讓車(chē)輛轉(zhuǎn)彎時(shí)內(nèi)外輪圍繞同一圓心滾動(dòng),減少輪胎刮擦與磨損,提升轉(zhuǎn)向平順性。19世紀(jì)末汽車(chē)誕生后,工程師將其移植到汽車(chē)領(lǐng)域,成為現(xiàn)代轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基礎(chǔ),從早期賽車(chē)的穩(wěn)定性保障,到家用車(chē)的轉(zhuǎn)向梯形優(yōu)化,再到方程式賽車(chē)的反阿克曼角應(yīng)用,它始終圍繞“讓車(chē)輪純滾動(dòng)、避免側(cè)滑”的核心邏輯,適配不同車(chē)型的操控需求。
在傳統(tǒng)汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中,轉(zhuǎn)向梯形是實(shí)現(xiàn)阿克曼角的關(guān)鍵結(jié)構(gòu),由前橋、左右轉(zhuǎn)向節(jié)臂和轉(zhuǎn)向橫拉桿共同組成。家用車(chē)的轉(zhuǎn)向梯形被設(shè)計(jì)成“上底長(zhǎng)、下底短”的形態(tài),這一設(shè)計(jì)讓車(chē)輛轉(zhuǎn)彎時(shí)內(nèi)側(cè)車(chē)輪轉(zhuǎn)過(guò)的角度大于外側(cè)車(chē)輪,恰好匹配家用車(chē)日常低速轉(zhuǎn)彎的需求,既能保證轉(zhuǎn)向時(shí)的穩(wěn)定性,又能有效減少輪胎偏磨,延長(zhǎng)輪胎使用壽命。而如果轉(zhuǎn)向梯形變?yōu)殚L(zhǎng)方形,即阿克曼角為0,會(huì)導(dǎo)致內(nèi)側(cè)車(chē)輪因過(guò)度摩擦加速磨損,懸掛部件受力失衡,連接襯套老化速度加快,最終影響轉(zhuǎn)向的順暢性。
隨著汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展,阿克曼角的應(yīng)用也衍生出不同形式。方程式賽車(chē)采用的“反阿克曼角”就是典型的賽化取向,其設(shè)計(jì)讓車(chē)輛轉(zhuǎn)彎時(shí)外側(cè)車(chē)輪轉(zhuǎn)過(guò)的角度更大。這種設(shè)計(jì)能在高速過(guò)彎時(shí)配合限滑差速器,優(yōu)化車(chē)輪的抓地力分配,提升車(chē)輛的轉(zhuǎn)彎性能,讓賽車(chē)出彎更順暢,更好地適應(yīng)賽道上激烈的操控需求。不過(guò)需要注意的是,阿克曼角只是理論層面的幾何設(shè)定,實(shí)際車(chē)輛的過(guò)彎性能還會(huì)受到懸掛形式、車(chē)輪材質(zhì)帶來(lái)的“滑移角”、車(chē)輛質(zhì)心位置以及側(cè)傾中心等多種因素影響,主機(jī)廠工程師會(huì)根據(jù)不同車(chē)型的定位和使用場(chǎng)景,對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行綜合調(diào)整。
在日常用車(chē)中,部分車(chē)主可能會(huì)遇到特殊情況:天氣變冷時(shí),車(chē)輛前輪出現(xiàn)“噔噔”的響聲,還可能伴隨輕微晃動(dòng)。其實(shí)這并非故障,而是低溫導(dǎo)致輪胎抓地力暫時(shí)下降,阿克曼角的作用效果被放大所致。當(dāng)車(chē)輛行駛一段時(shí)間后,輪胎溫度升高,抓地力恢復(fù),這種現(xiàn)象就會(huì)自然消失。從早期馬車(chē)轉(zhuǎn)向的優(yōu)化,到現(xiàn)代汽車(chē)不同場(chǎng)景的適配,阿克曼角始終以“讓車(chē)輪更合理地滾動(dòng)”為核心,在汽車(chē)操控系統(tǒng)的發(fā)展中扮演著不可或缺的角色,是汽車(chē)工程領(lǐng)域兼顧理論與實(shí)踐的經(jīng)典設(shè)計(jì)。
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