Styring med nul scrubradius

Styring med nul scrubradius beskriver en forvogns-geometri, hvor styreaksen, når den forlænges nedad, skærer vejbanen præcis i centrum af dækkets kontaktflade. Den vandrette afstand mellem dette skæringspunkt og centrum af kontaktfladen kaldes scrubradius, og i en nul-konfiguration er denne afstand nul. Opbygningen findes for at forhindre, at de kræfter, der opstår ved dækket, føres tilbage i styringen som forstyrrende momenter, hvilket er særligt værdifuldt på forhjulstrukne biler, hvor de samme hjul både trækker og styrer.

Geometrien fastlægges af styreaksens hældning og placering i forhold til hjulet. På et MacPherson-fjederben løber aksen fra det øverste fjederbensophæng ned til det nederste kugleled, og på en dobbelt-wishbone-konstruktion løber den gennem det øverste og nederste kugleled. Ved at kombinere en passende kingpinhældning (aksens indadrettede hældning) med hjulets indpresning og fælgbredde sørger konstruktørerne for, at aksen gennembryder jorden i kontaktfladens centrum. Fordi længdekræfter fra bremsning eller trækkraft virker netop gennem dette punkt, skaber de intet drejemoment om styreaksen og kan derfor ikke trække i hjulet.

For føreren er den praktiske gevinst en rolig, forudsigelig styring. I en kraftig forhjulstrukken bil ville ulige trækkraft på de to forhjul ellers skabe momentstyring, hvor rattet trækker under kraftig acceleration; med en scrubradius tæt på nul ophæves dette træk i vid udstrækning. Det samme gælder under bremsning: hvis det ene forhjul griber bedre end det andet, måske fordi den ene side er på is eller har et blødt dæk, river ubalancen ikke bilen ud af kurs, hvilket mærkbart forbedrer retningsstabiliteten ved en nødopbremsning.

Konstruktører kan vælge positiv, negativ eller nul scrubradius, og hver har sine anvendelser. Positiv scrubradius giver mere feedback og selvcentrering, men overfører flere forstyrrelser; negativ scrubradius konstrueres undertiden bevidst, så en ubalance under bremsning faktisk styrer bilen tilbage mod ligeud, en nyttig sikkerhedsegenskab, der udnyttes på diagonaldelte bremsesystemer. Ægte nul ligger mellem disse som et neutralt kompromis, der minimerer feedback uden aktivt at modstyre.

I praksis er den eksakte værdi et kompromis, og en virkelig perfekt nul holdes sjældent over hele området af fjedervandring og ratudslag, eftersom geometrien ændrer sig, når hjulet hæver sig, sænker sig og drejer. Montering af hjul med forkert indpresning, bredere dæk eller eftermonterede afstandsstykker flytter kontaktfladen udad og genindfører scrubradius, hvilket er grunden til, at sådanne ændringer kan bringe momentstyring og bremsetræk tilbage, som fabrikanten havde konstrueret væk.

Begrebet ligger til grund for adfærden i moderne tandstangsstyring og hænger tæt sammen med, hvordan elektrisk servostyring afstemmes, da servosoftwaren skal tage højde for de små restmomenter, geometrien efterlader. Det er en grundlæggende del af ophængsgeometrien på fjederbensbaserede forvogne og samarbejder med efterløb og hjulhældning om at bestemme, hvordan en bil holder sporet, centrerer og reagerer ved rattet.