Nolloffset-styrning

Nolloffset-styrning beskriver en framvagnsgeometri där styraxeln, förlängd nedåt, skär vägbanan exakt i mitten av däckets kontaktyta. Det horisontella avståndet mellan denna skärningspunkt och kontaktytans mitt kallas skrubbradie, och i en nolloffset-lösning är det avståndet noll. Konfigurationen finns till för att hindra de krafter som uppstår vid däcket från att återkopplas till styrningen som störande moment, vilket är särskilt värdefullt på framhjulsdrivna bilar där samma hjul både driver och styr.

Geometrin bestäms av styraxelns lutning och läge i förhållande till hjulet. På ett MacPherson-ben löper axeln från det övre fjäderbensfästet ned till den nedre kulleden, och på en dubbellänkad lösning löper den genom övre och nedre kulled. Genom att kombinera en lämplig kungtappslutning (axelns inåtlutning) med hjulets offset och fälgbredd ser konstruktörerna till att axeln genomborrar marken i kontaktytans mitt. Eftersom längsgående krafter från bromsning eller dragkraft verkar genom just den punkten ger de inget vridmoment kring styraxeln och kan därför inte rycka i hjulet.

För föraren är den praktiska belöningen en lugn, förutsägbar styrning. I en stark framhjulsdriven bil skulle ojämn dragkraft vid de två framhjulen annars skapa dragkraftsstyrning, där hjulet drar snett vid kraftig acceleration; med en nära noll skrubbradie upphävs den dragningen till stor del. Detsamma gäller vid bromsning: om ett framhjul greppar bättre än det andra, kanske för att ena sidan står på is eller har ett mjukt däck, rycker obalansen inte bilen ur kurs, vilket påtagligt förbättrar stabiliteten i rakkurs vid en panikbromsning.

Konstruktörerna kan välja positiv, negativ eller noll skrubbradie, och var och en har sina användningsområden. Positiv skrubbradie ger mer återkoppling och självcentrering men överför mer störning; negativ skrubbradie konstrueras ibland medvetet så att en bromsobalans faktiskt styr bilen tillbaka mot rakt fram, en användbar säkerhetsegenskap som utnyttjas i tvåkretsbromssystem. Äkta nolloffset ligger mellan dessa som en neutral kompromiss som minimerar återkoppling utan att aktivt motstyra.

I praktiken är det exakta värdet en kompromiss, och en verkligt perfekt nolla går sällan att hålla över hela fjädringsvägen och styrutslaget, eftersom geometrin ändras när hjulet höjs, sänks och vrids. Att montera hjul med fel offset, bredare däck eller eftermonterade distanser flyttar kontaktytan utåt och återinför skrubbradie, vilket är skälet till att sådana modifieringar kan föra tillbaka dragkraftsstyrning och bromsdrag som tillverkaren konstruerat bort.

Begreppet ligger till grund för hur modern kuggstångsstyrning beter sig och är nära kopplat till hur elservostyrningen avstäms, eftersom assistansprogramvaran måste ta hänsyn till de små restmoment som geometrin lämnar efter sig. Det är en grundläggande del av fjädringsgeometrin på fjäderbensbaserade framvagnar och samverkar med caster och cambervinkel för att avgöra hur en bil följer kurs, centrerar och svarar vid ratten.