车企口中“阿克曼角”现象及相关的异响、震颤到底是怎么回事？这是否意味着设计缺陷？

阿克曼角现象通常与车辆的悬挂几何设计有关，特别是与正主销正后倾距和阿克曼角的设计紧密相连。正主销正后倾距使得车辆在直线行驶时前轮自动回正，而阿克曼角则确保车辆在转弯时内外轮的转向角度不同，以维持车辆的稳定性。然而，这种设计在低温条件下，尤其是使用夏季胎时，可能会导致内侧轮胎与地面接触面积减少，从而产生异响和震颤。这种现象并非设计缺陷，而是设计特性的一部分，可以通过更换适合季节的轮胎来改善。F1赛车采用的反阿克曼角设计则是为了在高速转弯时获得更大的侧向加速度，这与普通车辆的设计有所不同。总的来说，阿克曼角现象是车辆设计中为了优化动态性能而采取的一种策略，而非缺陷。阿克曼角现象与车辆悬挂几何设计紧密相关，其设计初衷是为了提高车辆的稳定性和操控性。在低温条件下，使用夏季胎的车辆可能会因为轮胎材质较硬而出现内侧轮胎抓地力不足的情况，导致异响和震颤。这种现象可以通过更换适合季节的轮胎来缓解。F1赛车采用的反阿克曼角设计则是为了在高速转弯时获得更大的侧向加速度，这与普通车辆的设计有所区别。阿克曼角现象是车辆设计特性的一部分，而非设计缺陷。

应该说，这种现象是因为positivecaster(正主销正后倾距)及阿克曼角设计综合产生的。

声明：本人非科班出生，以下知识内容的主要来源为youtube频道KYLE.ENGINEERS及EngineeringExplained关于悬挂几何以及阿克曼角的讲解。建议可以翻墙的朋友直接翻墙观看原版视频学习。本答案为我观看视频理解后的总结，若有差错请指出。

关于阿克曼角的基础介绍，在

(这图里面轮距和轴距标反了，应该对换，轮距指的是车宽)

然而上图的内容只是对阿克曼角的一个定性图示，现实中情况并不完全像图示的这样两个前轮和弯心连线所成的夹角相同(图中为都是90度)。轮胎之所以能够产生侧向的力，是因为轮胎所指向的角度和轮胎前进的角度是有个角度差的，也就是我们常说的slipangle(滑移角)。滑移角角度越大，产生的侧向加速度越大，转向也会越快。如图所示，因为转向时的内侧轮(b轮)的转向半径是要小于外侧轮(a轮)，所以内侧轮比外侧轮需要更大的slipangle。在数据上举个例子来说，可能b轮的那个90度实际上是86度，而a轮的90度可能是87度。

以上是阿克曼角的设计原理。然而还有一种设计叫做反阿克曼角设计，常看F1的朋友可能听说过，因为大部分F1赛车都是采用反阿克曼角的设计。那么什么是反阿克曼角呢？简单来说就是，转向的时候，外侧轮胎的slipangle是要大于内侧轮胎的slipangle，没错，就是和阿克曼角完全相反的设计。那为什么这种设计会存在呢？反阿克曼角的设计思路是基于充分利用slipangle产生的。

在车辆转弯的时候，因为重量转移的关系，外侧轮胎所受的垂直于地面的压力是要大于内侧轮胎所受的压力的。而轮胎的最大slipangle和所受的垂直压力呈正相关，也就是压力越大，最大slipangle就越大，就可以产生更大的侧向加速度。基于以上理论，也就产生了反阿克曼角设计，充分利用外侧轮胎更大的slipangle来达到最大侧向加速度。

那么既然反阿克曼角设计可以产生更大的侧向加速度，为什么还会有阿克曼角设计呢。这里就要提到另外一个概念，就是tyredrag(轮胎阻力)。这个力也是因为slipangle产生的，方向是沿着车辆前进方向正向后，slipangle越大，这个力就越大。那么这个力对两种设计的影响是什么呢？先从反阿克曼角设计讲起。因为反阿克曼角设计，外侧轮胎的slipangle大于内侧轮胎的slipangle，所以外侧轮胎受到的向后阻力大于内侧轮胎受到的向后阻力。因此，这两个力会产生一种相反与车辆转向方向的力来影响车辆的转向。例如上图中车辆左转，整辆车将会逆时针旋转，但是因为a轮受到的向右的阻力大于b轮，所以这两个力合起来会产生一个顺时针旋转的力，相当于有一个力在车辆右侧向后拽，不让他向左转。

而阿克曼角的设计就是完全相反。因为内侧轮胎的slipangle是要大于外侧轮的，所以内侧轮胎的tyredrag大于外侧轮胎，所以两个力合起来会产生一个和转弯方向相同的旋转力，帮助车辆转向。

以上就是对于阿克曼角设计以及反阿克曼角设计的解释。具体运用哪种得具体情况具体分析，非常的复杂。举例来说，因为F1赛道很宽，而且很少存在例如摩纳哥的回头弯那种很大角度的弯角，所以F1赛车并不需要追求非常灵敏的入弯，而是需要追求最大侧向加速度，所以大部分F1赛车在大部分的比赛中都会采用反阿克曼角的setup。如果是追求入弯的车，一般会采用阿克曼角设计。

分割一下

接下来要介绍一下positivecaster(正主销正后倾距)。这个概念其实很好理解，最常见的例子就是超市的手推车。当你把手推车往前推的时候，你会发现手推车的前轮会自动返回到你前进的方向上，这就是positivecaster的功劳。

如图所示便是positivecaster，车辆前进方向为向左。因为轮胎与地面接触部分在悬挂延长线的后面，所以轮胎会倾向于回到前进方向上，这也是方向盘反馈力的来源。

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说完这两个概念，就可以来解释车企口中阿克曼角现象了。首先，所有车都会采用positivecaster的设计，这是为了保证当你双手都不握着方向盘的时候，方向盘会有自我回中的特性，不会往左或者往右打死。但也由于这个原因，当你往一个方向打大角度方向的时候，你会发现轮胎不再是垂直于地面，而是会往转向的方向倾斜。结果就是，轮胎与地面的接触面积会减小。若再加上阿克曼角设计，内侧轮胎因为转的角度更大，所以与地面的接触面积会小于外侧轮胎，最大抓地力就会小于外侧轮胎，于是就出现了人们常说的阿克曼角异响，也就是内侧轮胎因为抓不住地而发生的弹跳。

所谓的“阿克曼角异响”常发生在前轮配备了宽扁夏季胎的车辆，发生时间一般是气温比较低，轮胎还没有热起来的时候。因为夏季胎在气温低的时候，其橡胶材质比较硬，形变率下降，所以大角度转弯的时候无法利用形变紧贴地面，造成了内侧轮胎抓不住地的弹跳现象。该情况在胎热起来后便会消失。冬季更换合适的冬季胎也会明显改善。

综上所述，所谓的阿克曼角并不是设计缺陷，而是车企为了更好的车身动态做的特殊设计。气温低时大角度转弯出现的跳胎现象，只能说是这个设计的附属产物。

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