De stuurknuppel, ook wel "stuurstang" genoemd, is een belangrijk onderdeel van de stuurinrichting van een auto. Het zorgt ervoor dat de auto stabiel rijdt en de rijrichting nauwkeurig kan worden overgebracht.
De functie van de fusee is het overbrengen en dragen van de belasting van de voorkant van de auto, het ondersteunen en aandrijven van het voorwiel zodat het rond de fuseepen kan draaien en de auto kan sturen. Tijdens het rijden wordt de fusee blootgesteld aan wisselende schokbelastingen, waardoor een hoge sterkte vereist is.
Parameters voor de positionering van het stuurwiel
Om de stabiliteit van de auto bij rechtuit rijden te behouden, de stuurbekrachtiging te optimaliseren en slijtage tussen de banden en de onderdelen te verminderen, moeten het stuurwiel, de fusee en de vooras ten opzichte van het frame een bepaalde relatieve positie behouden. Deze specifieke relatieve positie wordt stuurwielpositionering genoemd, ook wel voorwielpositionering. De juiste positionering van het voorwiel moet ervoor zorgen dat de auto stabiel in een rechte lijn rijdt zonder te slingeren; dat er weinig kracht op de stuurplaat wordt uitgeoefend tijdens het sturen; dat het stuurwiel na het sturen automatisch terugkeert naar de oorspronkelijke positie; en dat er geen slip optreedt tussen de band en de grond, waardoor het brandstofverbruik wordt verlaagd en de levensduur van de band wordt verlengd. Voorwielpositionering omvat onder andere het naar achteren kantelen van de fusee, het naar binnen kantelen van de fusee, het naar buiten kantelen van het voorwiel en het naar voren gerichte bundelen van het voorwiel. [2]
Kingpin achterhoek
De fuseepen bevindt zich in het lengtevlak van het voertuig en het bovenste deel ervan heeft een achterwaartse hoek Y, dat wil zeggen de hoek tussen de fuseepen en de verticale lijn van de grond in het lengtevlak van het voertuig, zoals weergegeven in de afbeelding.
Wanneer de fuseepen een achterwaartse hellingshoek v heeft, bevindt het snijpunt van de fuseepenas en de weg zich vóór het contactpunt tussen het wiel en de weg. Als de auto rechtdoor rijdt en het stuurwiel per ongeluk door externe krachten wordt afgebogen (afbuiging naar rechts wordt aangegeven met de pijl in de afbeelding), zal de richting van de auto naar rechts afwijken. Op dat moment oefent de weg, door de centrifugale kracht van de auto zelf, een zijdelingse reactiekracht uit op het wiel bij het contactpunt b tussen het wiel en de weg. Deze reactiekracht op het wiel vormt een koppel L dat inwerkt op de as van de fuseepen, in de richting van de wielafbuiging. Onder invloed van dit koppel zal het wiel terugkeren naar de oorspronkelijke middenpositie, waardoor de auto weer stabiel rechtdoor kan rijden. Dit moment wordt het positieve moment genoemd.
Maar het koppel mag niet te groot zijn, anders moet de bestuurder, om de stabiliteit van het koppel tijdens het sturen te overwinnen, een grote kracht op de stuurplaat uitoefenen (het zogenaamde stuurgewicht). De grootte van het stabiliserende moment hangt immers af van de grootte van de momentarm L, en de grootte van de momentarm L hangt af van de grootte van de achterwaartse hellingshoek v.
Tegenwoordig is de gangbare V-hoek niet groter dan 2-3°. Door de afname van de bandenspanning en de toename van de elasticiteit neemt het stabiliteitskoppel van moderne, snelle voertuigen toe. Daardoor kan de V-hoek worden verkleind tot bijna nul of zelfs negatief.
