1. 为什么多数人脑海里的汽车转向系统模型只对了一半儿？
个人认为，在很多人的脑海里，汽车前轮实现转向的机器构造大概是下面这样的。
驾驶员操纵方向盘，方向盘连接着转向柱，转向柱连接并掌握有液压做助力的转向盒（Steering box中文是啥？），后者再通过掌握旁边侧的转向拉杆来操纵前轮进行转向。
当然，对付最近5-6年内的新车，液压助力（HPS/EHPS）被电动助力（EPS）取代，助力直接由电机施加在转向柱上，如下图所示。
但不管用什么做助力，如果从车顶部往下看车的前轴，如下图蓝色箭头所示，
在去掉不必要的车身构造（发动机舱/发动机/变速箱）之后，我们看到的转向系统的简化示意图都是下面这样的，赤色箭头是车身提高方向。
这个大略的构造立时就会给我们带来一个不小的困扰，那便是他可以供应转向的功能，但是无法供应自动回正的功能，更无法担保高速驾驶时方向的稳定性以及在过弯的时候给驾驶员供应足够的转向手感，为什么？
很大略，没有回正/反馈力矩。
假设我们右转，此时车轮从直行时候的赤色位置右转到橘黄色位置，
由于轮胎转向产生了侧向力F，我们看这个侧向力能产生什么，
如图所示， 由于轮胎产生的侧向力是一定和轮胎行进方向垂直并且由轮胎接地面施加的，以是这个力是一定经由前轮的转向轴的，这也就导致这个力无法产生使车轮迁徙改变的力矩。
（实际中，轮胎产生的侧向力一定不是和行进方向垂直，由于存在侧滑角，但是常日在正常行驶时这个侧滑角相对付90度来说是非常小的（在1-3度）以是当作垂直没有问题）
那么加减速时候的浸染力呢？
对付后驱车，前轮不管加速，减速还是匀速行驶的过程，都受到阻力，但这个时候也无法利用阻力回正，由于旁边车轮产生的迁徙改变力矩基本上是大小相等方向相反的，以是转向系统没有回正力矩，如下图所示。
对付先驱车，减速和刹车的情形和后驱车一样，受阻力，不同的地方是加速的时候受到的是向前的动力，但是同样的，由于旁边车轮由于动力产生的力矩也是大小相等方向相反，又抵消了，如下图所示。
以是综上所述，如果汽车悬架的转向系统是这样话的，就无法实现自动回正的功能，也没有过弯时候转向的“手感”和高速行驶时的稳定性。
由于这个别系，不管车轮转到哪儿，宏不雅观而言，对付方向盘都是没有什么反馈（扭矩）的。
2. 实际是转向系统什么样子的？
让我们再看一下转向系统的示意图，实在问题出在转向轴。
按照上图的情形，如果从车辆正前方看，转向轴是完备垂直于地面的，如下图所示，
从侧面看，转向轴也是完备垂直于地面的，
现实中，转向轴在这两个维度均不垂直于地面。
2.1 从正前方看，转向轴顶部向内倾斜，这个角度叫做主销内倾角
这样做的结果是很好理解的。
考虑原来垂直的转向轴，如果进行转向，轮胎在空间中划过的轨迹是一个圆柱体的表面（绕下面橘黄色的轴）。
但是如果有内倾角，转向之后轮胎在空间中划过的轨迹，便是一个圆锥体的表面了，如下图所示，这也就导致，只要转向，轮胎上的每一个质点，都必须向下运动，
这也就等价地意味着，一旦转向，就相称于悬架在把车身“抬高”，由于车轮的每一点都在向下运动，并且旁边轮虽然迁徙改变角度相反，但是抬高的幅度是相同的，便是不只左侧或者右侧高度抬升，是前轴悬架在一起抬升。
以是由于“重力”的存在，始终会有一个回正的力矩，让系统回到能量最低的状态，也便是转向角度为零的时候（车身高度最低），并且这个浸染是在车辆静止和行进的过程中都始终存在的，只要存在转向角度。
如果你开过卡丁车就知道，主销内倾的效果很明显，只要你原地打方向，就能很明显地觉得到自己和卡丁车都被“抬高”了，这也是为什么开卡丁车很累的缘故原由之一，即有比较大的主销内倾且没有助力。
当然，和汽车一样，卡丁车你原地静止打方向之后，虽然有回正的趋势，但是车轮并不会立时回正，由于轮胎的接地面还和地紧贴“纠结”在一起，供应大小相等方向相反不让你回正的力矩，但是一旦车动起来，由于轮胎有侧滑的角度（由于重力有转向方向的分量），导致其在沿着减小系统总势能的方向运动，转向就开始回正了，以是虽然主销内倾产生的回正力矩在车辆静止和行进的过程中都始终存在，但是只有当车辆动起来的时候才会实际发挥浸染（除非内倾角过大但是一样平常情形下都不会达到那个程度）
显然，转向轴的这个内倾斜角度越大，和地面的交点离车轮的间隔越远（主销偏距/King-pin offset/Scrub Radius取决于中国欧洲还是美国的叫法），这个回正的力矩就越大，回正效果就越好，还能带来转向“手感”，比如转弯越快转弯越急须要的角度就越大，转向就觉得越重。
除了实现回正和供应转向手感，内倾还能带来稳定性。比如在高速行驶时，由于路面的成分（小障碍）导致车辆偏离了直线轨迹，完备垂直于地面的转向轴就让这个转向角度保持下去了，即“随它去了”，这在掌握上属于广义“临界稳定”的观点。
然而有主销内倾角的转向系统便是“稳定”的，即能够减小这方面的影响（由于有重力的浸染在那儿“压着”不让你转向或者转了立时让你回来）从而增加高速直线驾驶的稳定性和安全性，比如在比较小的外界滋扰（勉励）的情形下保持直线，或者在碰着相对较大的外界滋扰的情形下减小影响。
当然，过大的主销内倾也有缺点。
首先须要更大的转向力度，虽然现在都有助力转向了，助力本身不是个问题，但是在减排的大背景下，转向系统的能量花费也是要只管即便减小的。减小这方面的助力需求，对付比较老的系统（HPS/EHPS）能够节能，对付比较新的系统（EPS）能够减小其尺寸，总体上都是收益的。
其次，转向轴间隔车轮过远（主销偏距大）会导致刹车的时候产生过多的toe-out从而影响稳定性，以是实际中当代车辆都在只管即便减小主销偏距来减小这个浸染，从而做到有一些回正，有一些转向手感，有一些直线行驶的稳定性就可以了。之所以是这样，是由于主销内倾角不是唯一一个产生这些征象的成分，正如我们立时看到的，主销后倾角也能产生自动回正的力矩并且能保持高速直线稳定性。
主销偏距举例，对付下图双叉臂悬挂，赤色虚线设定的内倾角导致了一个比较小的主销偏距（L1），如果转向轴是由蓝色实线确定的（比如可以通过变动悬架参数做到，比如悬架高下掌握臂都更短一些），则主销偏距（L2）更大回正更好。由于上段提到的缘故原由，当代车辆一样平常方向于尽可能小的主销偏距（内倾多在10-15°，主销偏距在+/-20mm内，考虑到前轮胎宽150-250mm）
2.2 从侧面看，转向轴顶部向后倾斜，这个角度叫做主销后倾角
向后倾斜转向轴也能产生自动回正的力矩，但是不是通过“重力”，而是通过改变转向轴几何参不偶妙地利用轮胎的滚动阻力和转向的力。
如此的设定只须要举一个例子就可以了。超市的小推车，你一推，会发生什么？
他自动转到你行进的方向了。汽车的前轮也是一样的，还是考虑下面这个图，
如果从顶部看，车轮转向的时候便是下面这样，黄色标出来的A点便是上图用赤色标出的转向轴和地面相交的点，B点便是上图用蓝色标出的轮胎垂直轴和地面相交的点。
这样一来，不管先驱车后驱车，只要车在动，就始终有由于阻力而产生的回正力矩（这个阻力实在是阻力和转向侧向力的协力），并且是随着速率和转向角度的增加而增加。
随转向角度增加好理解。随速率增加是由于，比如保持同样一个角度的前轴转向，比拟在时速5公里和50公里下产生的侧向力，显然是后者大，以是速率越快回正力矩越大。
不难明得，主销后斜的角度越大，在相同其他情形下产生的力矩越大，操控的手感和驾驶的方向稳定性也越好，这也是为什么一些追求操控的车都有比较大的这个角度的转向倾角。
（下图这个漂着的M5显然前轮的转向轴不是垂直于地面的）
不过此时，聪明且细心的童鞋可能已经把稳到了，先驱车加速的情形彷佛有一些分外。没错的，由于对付先驱车，这个时候纵向力的方向反过来了。
考虑上面这个示意图，滚动阻力变成了驱动力，这个时候这个别系就不完备是一种“稳定”的构造了，尤其是对付动力比较大的先驱车。
缘故原由也很大略，便是由于轮胎受到向前的驱动力，只要这个力不经由上图转向轴和地面的交点，轮胎的转向角度就会有被加大的趋势（进一步受到转向的力矩），即你打了一些方向，方向会自己不愿定地变得更大，即系统不稳定。
这也便是为什么一样平常在后驱车上，主销后倾角在0.5-5度，而在先驱车上就变成了-0.5-1.5度，由于后驱车前轮永久只受阻力以是不存在这种由于驱动力而不稳定的情形。
（除了很老的车（没有助力转向）由于须要减小转向的力度在利用负的主销后倾角，当代车辆的转向系统基本不会涌现（比较大的）负值）
末了还想补充一个例子。
高环大家都知道的。
上图的这辆车，如果你在开的话，是要施加一个人为向左转方向盘的力度的。
很多人以为这很正常，由于重力的浸染车自然要向右偏。然而这并不正常。
不是由于有重力就会偏，而是由于有重力分量且有了主销后倾角才会向右偏。
如果是开始的那个转向系统，坡度再大，（理论上）转向也偏不了。
3. 做个总结
汽车的方向能自己回正，便是由于主销内倾和主销后倾，低速范围内紧张是前者的浸染，中高速范围紧张感想熏染到的是后者（当然由于悬架设计和驱动布局的影响，在不同车辆上两者实际的回正贡献也是会变换的）
除此之外，这两者还是供应高速行驶稳定性和良好的转向手感的主要设计参数。