低速轉向
低速轉向時，輪胎不需要產生側向力。這種情況下，輪胎滾動時沒有側偏角，此時，車輛如下圖所示進行轉向。如果後輪沒有轉向，則轉向中心一定在後車軸的延長線上，同樣，垂直於每個前輪的直線也須通過同一點（轉向中心），如果不通過同一點，則轉向時候兩個前輪會彼此干涉，導致他們輕微的刮磨，前輪理想轉向角可以依據圖中的幾何關係和對轉向時給定的轉向角來確定
根據轉向時的幾何關係，由於駕駛的轉向角非常的小，R遠遠大於t所以，近似tanδ=sinδ=δ，轉向中心到質心的距離近似等於轉向中心到後軸中心的距離。因此，可以得出轉向角公式爲
前輪的平均角度（假定小轉向角）定義爲阿克曼角
高速轉向
高速轉向時，因側向加速度的出現，使得轉向方程與低速轉向時不一樣。爲平衡側向加速度的影響，各輪胎必然產生側向力，且每個車輪產生側偏角。
輪胎的側偏力、側偏角
轉向狀況下，輪胎必須產生側向力，同時，輪胎滾動時，也會產生側偏。輪胎朝前方向與行駛方向之間的夾角，稱爲側偏角，爲α。側向力Fy稱爲“側偏力”。當輪胎載荷一定時，側偏力隨側偏角的增大而增大。側偏角較小時，側偏力與側偏角呈線性關係，即Fy=Cα，比例常數C稱爲側偏剛度。側偏剛度受許多因素的影響。輪胎的尺寸、類型、寬度是主要的變量。對於給定的輪胎，輪胎載荷和充氣壓力是主要的變量。速度不會強烈地影響輪胎產生的側偏力。
轉向方程式
穩態轉向方程可以根據牛頓第二定律以及描述轉向時幾何關係的方程導出。爲便於分析，將車輛表示爲如圖所示的兩輪（自行車）模型。高速行駛時的轉向半徑遠大於車輛的軸距，這樣就加上轉向角爲一小角度，同時可以忽略前軸內、外側車輛的轉角差，因此，爲方便兩個前輪可以用轉角爲δ的一個車輪表示，並且認爲左右車輪的側偏力是相等的。對於後輪，做同樣的假設。
對於車速爲V向前行駛的車輛，作用於輪胎所有側向力的和等於質量乘以向心加速度，即
Fyf------作用於前軸的側向（側偏）力
Fyr------作用於後軸的側向（側偏）力
M------車輛的質量
V------前進速度
R------轉向半徑
同樣，對車輛重心的力矩也應平衡，即作用於前後軸側向力所產生的力矩之和應該爲零，即
則，可以推出：
由上圖可知：
綜合上述公式可推出：
δ——前輪轉向角
L——軸距
R——轉向半徑
V——前進速度
g——重力加速度
Wf——前軸靜態載荷
Wr——後軸靜態載荷
Cf——兩個前輪胎的側偏剛度
Cr——兩個後輪胎的側偏剛度
上式通常寫爲如下的形式：
K——不足轉向梯度
ay——側向加速度
上述方程對機動車輛轉向特性相當重要。該式描述了車輛轉向角是如何隨轉向半徑R或者側向加速度V2/R變化的，而K這一項確定了所需要的轉向輸入的大小和方向，它包含兩項，每一項都是相應軸荷與車軸上輪胎側偏剛度的比重。它稱爲“轉向不足梯度”，K有三種取值的可能性：
1、中性轉向：K=0推出：αf =αr。物理意義是，中性轉向情況相應於車輛質心處側向加速度的“力”在前後輪所產生的側偏角相等時的一種平衡狀態。
2、不足轉向：K>0推出：αf >αr.。轉向角隨側向加速度，和車速的平方呈線性關係增長。在轉向不足情況下，因質心處側向加速度而產生的前輪側向滑動的程度要大於後輪。爲維持轉向半徑不變，須使前輪的側向力達到一定的值，前輪需要轉更大的轉角。
3、過多轉向：K<0推出：αf <αr。這種情況下，質心處側向加速度使得後輪的側偏角大於前輪。車輛後部向外滑動從而減小了轉向半徑。隨着側向加速度的增加進一步加劇了後輪向外滑動，除非減小轉向角以保持轉向半徑不變，否則這一過程將一直持續下去。爲加深理解，如下圖所示
低速情況下，假設前後輪都沒有側偏角，則轉向的中心在O0處。當前輪的側偏角大於後輪的側偏角的時候，我們可以假設前輪有側偏角，而後輪爲0，通過畫圖，則轉向的中心在O1處，轉向不足。（轉彎的半徑變大）同理，假設後輪有側偏角，而前輪爲0，通過畫圖，則轉向的中心在O2處，轉向過度。（轉彎的半徑變小）。