转个弯，为啥那么多花招？

严绍健

转向特性的定义

我们可以做一个简单的实验，以一定转向角度与速度行驶的车辆，维持特定的旋转半径，车辆会在路面上画出一个圆形的行驶轨迹，这称为动态定圆回转，我们研究处于动态定圆回转的车辆，就是为了了解车辆的运动基本特性。

基本上，通过这个实验，车辆的表现基本表达了它基础的转向特性，—般而言，不外乎三种：中性转向、转向不足、转向过度。

我们观察动态定圆行驶的车辆，将其慢慢提升速度，当速度慢慢增加时，前轮产生的力矩变小，则其旋转半径将会随着速度的提升而扩大，若要持续原有的动态定圆回转，则必须增加转向角。反之，若前轮的力矩变大，则旋转半径会随着速度提升而变小，因此必须缩小转向角。

这样我们就可以获得三种不同的动态定圆回转的状态：

随着行驶速度的增加，前轮的力矩小于后轮的力矩，称为转向不足（US）;前轮的力矩大于后轮的力矩，称为转向过度（OS）;前轮的力矩=后輪的力矩，维持一定数值的情况，称为转向适中，或中性转向（NS）。

再说得通俗一点，前轮抓地力不足时开始往外推头，就是转向不足;后轮抓地力不足开始向外甩尾，就是转向过度;前后轮维持相等抓地力稳定画圆，就是中性转向。

TOPIC 1

转向特性与滑移角的关系

以几何学来看，不同转向特性中，前、后轮的滑移角大小也可看出转向特性间的关系，当滑移角度前轮=后轮时，则为NS;前轮>后轮，则为US;前轮<后轮，则为OS。其实关于转向特性，除了有关路面附着力、轮胎抓地力、车辆重心分配、悬挂参数与几何调校等关系外，研究这种几何学的关系，是最基本的观察。

TOPIC 2

转弯的机制、转向平衡与车子的回应

当转向角度产生变化时，车辆会如何回应？从直线行驶到转动方向盘的瞬间，车辆会在惯性作用下维持直线前进，前轮产生滑移角。此一瞬间，会产生片刻的US。当前轮产生转弯力时，会因为力矩而产生偏航的运动，而后轮还会维持直线运动，而偏航进一步加大，后轮也开始产生滑移角，并产生转弯力。当前后轮的转弯力均达到一定数值时，偏航角度也会固定在某个数值，车辆进入稳定转向的状态。

车辆对于操控变化的回应，会受到转向特性与车速的影响，当快速转动方向盘并回正时，转向不足的车辆在达到一定速度后，会产生滑动，但会很快回复稳定，中性转向的车辆则不会产生滑动，维持稳定状态，而转向过度的车辆会产生打滑回转。总括来说，转向特性不同的车子中，US和NS不论速度快慢，都可保持稳定，而OS车子若超过稳定极限速度，将会失去稳定性。

TOPIC 3

前、后轮载荷不同时的转向特性

当前、后轮载荷因重心转移而出现偏差时，转向特性也会随之变化。如前轮载荷>后轮载荷，则转向特性会倾向转向过度，因后轮抓地力减少;如前轮载荷<后轮载荷，则转向特性会倾向转向不足，因前轮抓地力减少。

综合来说，转向特性会因车子的架构、驱动方式、调校方式等静态因素与行驶时重心载荷与路面因素的不同而产生较复杂的变化，而要避免这种变化对车辆操控造成负面影响，可以通过调校车辆悬挂、底盘和磨练驾驶技术来解决。