مفصل فرمان، که با نام "زاویه فرمان" نیز شناخته می‌شود، یکی از بخش‌های مهم پل فرمان خودرو است که می‌تواند باعث شود خودرو به طور پایدار حرکت کند و جهت رانندگی را به طور حساس تغییر دهد.
وظیفه مفصل فرمان انتقال و تحمل بار جلوی خودرو، پشتیبانی و هدایت چرخ جلو برای چرخش حول کینگ پین و چرخاندن خودرو است. در حالت روشن خودرو، این مفصل بار ضربه‌ای متغیری را تحمل می‌کند، بنابراین لازم است استحکام بالایی داشته باشد.
پارامترهای موقعیت یابی فرمان
برای حفظ پایداری خودرو در حال حرکت در یک خط مستقیم، روشن شدن فرمان و کاهش سایش بین تایر و قطعات، فرمان، مفصل فرمان و محور جلو بین سه و شاسی باید موقعیت نسبی خاصی را حفظ کنند، این امر دارای یک نصب موقعیت نسبی خاص به نام موقعیت فرمان است که به عنوان موقعیت چرخ جلو نیز شناخته می‌شود. موقعیت صحیح چرخ جلو باید انجام شود: این امر می‌تواند باعث شود خودرو بدون نوسان در یک خط مستقیم به طور پیوسته حرکت کند. هنگام فرمان دادن، نیروی کمی به صفحه فرمان وارد می‌شود. فرمان پس از فرمان دادن، عملکرد بازگشت مثبت خودکار را دارد. هیچ لغزشی بین تایر و زمین وجود ندارد تا مصرف سوخت کاهش یابد و عمر مفید تایر افزایش یابد. موقعیت چرخ جلو شامل شیب رو به عقب کینگ پین، شیب رو به داخل کینگ پین، شیب رو به بیرون چرخ جلو و دسته جلوی چرخ جلو است. [2]
زاویه عقب کینگ‌پین
کینگ پین در صفحه طولی خودرو قرار دارد و قسمت بالایی آن دارای زاویه Y معکوس است، یعنی زاویه بین کینگ پین و خط عمودی زمین در صفحه طولی خودرو، همانطور که در شکل نشان داده شده است.
وقتی که میل فرمان دارای شیب عقب v باشد، نقطه تقاطع محور میل فرمان و جاده در جلوی نقطه تماس بین چرخ و جاده خواهد بود. وقتی خودرو در یک خط مستقیم حرکت می‌کند، اگر فرمان به طور تصادفی توسط نیروهای خارجی منحرف شود (انحراف به سمت راست با فلش در شکل نشان داده شده است)، جهت خودرو به سمت راست منحرف می‌شود. در این زمان، به دلیل عملکرد نیروی گریز از مرکز خود خودرو، در نقطه تماس b بین چرخ و جاده، جاده یک واکنش جانبی بر روی چرخ اعمال می‌کند. نیروی واکنش روی چرخ، گشتاور L را تشکیل می‌دهد که بر روی محور میل فرمان اصلی عمل می‌کند، جهت آن دقیقاً خلاف جهت انحراف چرخ است. تحت عمل این گشتاور، چرخ به موقعیت میانی اولیه خود باز می‌گردد تا رانندگی پایدار در خط مستقیم خودرو تضمین شود، بنابراین این گشتاور، گشتاور مثبت نامیده می‌شود.
اما گشتاور نباید خیلی زیاد باشد، در غیر این صورت برای غلبه بر پایداری گشتاور هنگام فرمان، راننده باید نیروی زیادی به صفحه فرمان (به اصطلاح فرمان سنگین) اعمال کند. زیرا بزرگی گشتاور تثبیت کننده به بزرگی بازوی گشتاور L بستگی دارد و بزرگی بازوی گشتاور L به بزرگی زاویه شیب عقب v بستگی دارد.
اکنون زاویه V که معمولاً استفاده می‌شود بیش از ۲-۳ درجه نیست. به دلیل کاهش فشار باد لاستیک و افزایش خاصیت ارتجاعی، گشتاور پایداری وسایل نقلیه پرسرعت مدرن افزایش می‌یابد. بنابراین، زاویه V را می‌توان تا نزدیک صفر یا حتی منفی کاهش داد.
