Khi quan sát các bánh xe, bạn có cho rằng chúng bắt buộc phải thẳng góc với mặt đường. Sự thật là không hoàn toàn như vậy và rất khó nhận ra nếu chúng được đặt nghiêng. Đó là vì yêu cầu tối thiểu đối với một chiếc xe là phải có các tính năng vận hành ổn định trên đường thẳng, chạy theo đường vòng và khả năng phục hồi để chạy trên đường thẳng, khả năng làm mềm các chấn động truyền từ bánh xe đến hệ thống treo.
Do đó, các bánh xe được lắp đặt với những góc độ nhất định so với mặt đất và với những hệ thống treo riêng. Những góc này được gọi chung là góc đặt bánh xe.
Góc đặt bánh xe gồm 5 yếu tố sau đây:
- Góc camber
- Góc Caster
- Góc nghiêng của trụ xoay đứng (Góc Kingpin)
- Độ chụm của các bánh xe (góc chụm)
- Bán kính quay vòng (Góc quay vòng).
Nếu xe của bạn không đáp ứng được một trong các yếu tố này thì có thể xuất hiện các vấn đề như lái bị chém góc, lái không ổn định, trả lái trên đường vòng kém và tuổi thọ của lốp xe giảm.
Góc Camber
Tuy nhiên nếu xe của bạn có góc camber dương hoặc âm quá lớn thì sẽ làm cho lốp xe mòn không đều. Nếu bánh xe có độ camber âm quá lớn thì phần phía trong của lốp xe bị mòn nhanh, còn nếu bánh xe có độ camber dương quá lớn thì phần phía ngoài của lốp xe bị mòn nhanh.
Trong các kiểu xe hiện đại, hệ thống treo và trục có độ bền cao hơn trước đây, và mặt đường lại bằng phẳng nên bánh xe không cần nghiêng dương nhiều như trước nữa. Vì vậy góc camber được giảm xuống gần đến “không” (một số xe có góc camber bằng không). Trên thực tế, bánh xe có camber âm đang được áp dụng phổ biến ở các xe du lịch để tăng tính năng chạy đường vòng của xe. Chúng tôi sẽ hướng dẫn các bạn tìm hiểu kỹ hơn về góc camber qua phần dưới đây.
Camber âm
Giả sử có một tải trọng thẳng đứng tác dụng lên một bánh xe nghiêng thì sẽ sinh ra một lực theo phương nằm ngang. Lực này được gọi là “lực đẩy ngang”, Nó tác động theo chiều vào trong khi bánh xe có camber âm, và theo chiều ra ngoài xe khi bánh xe có camber dương. Khi xe chạy trên đường vòng, vì xe có xu hướng nghiêng ra phía ngoài, nên camber của lốp xe trở nên dương hơn, và “lực đẩy ngang” về phía trong xe cũng giảm xuống, lực quay vòng cũng bị giảm xuống.
Trường hợp này nếu xe bạn có góc camber âm thì bánh xe sẽ được giữ không bị nghiêng dương khi chạy vào đường vòng và duy trì lực quay vòng thích hợp.
Camber bằng không và Camber dương
Lý do chính để chấp nhận góc camber bằng không là nó giúp cho lốp xe mòn đều. Nếu bánh xe có camber dương hoặc âm thì góc nghiêng của bánh xe so với mặt đường sẽ làm cho bán kính quay vòng của phần phía trong và phía ngoài khác nhau, và lốp xe sẽ mòn không đều. Camber bằng không giúp ngăn ngừa hiện tượng này.
Thứ nhất, nó giúp giảm tải trọng thẳng đứng. Trong trường hợp góc camber bằng không, tải trọng tác dụng lên trục bánh xe theo hướng F’. Khi có camber dương, tải trọng F’ này chuyển thành lực F tác dụng theo hướng cam lái. Nhờ thế, mômen tác dụng lên trục bánh xe và cam lái giảm xuống.
Thứ hai, ngăn ngừa tuột bánh xe khỏi trục. Tải trọng F tác dụng lên bánh xe có thể phân chia thành hai thành phần F1 và F2. F2 là lực theo chiều trục và có xu hướng đẩy bánh xe vào phía trong, giữ cho bánh xe không bị trượt ra khỏi trục.
Thứ ba, ngăn ngừa phát sinh camber âm ngoài ý muốn do tải trọng, giữ cho phía trên của bánh xe không bị nghiêng về phía trong do sự biến dạng của các bộ phận của hệ thống treo và bạc lót, gây ra bởi trọng lượng hàng và hành khách.
Thứ tư, giảm lực lái (chúng tôi sẽ phân tích kỹ hơn khi đề cập đến góc kingpin).
Góc Caster và khoảng Caster
Góc Caster là góc nghiêng về phía trước hoặc phía sau của trục xoay đứng. Góc caster được xác định bằng góc nghiêng giữa trục xoay đứng và đường thẳng đứng, nhìn từ cạnh xe.
Khi trục xoay đứng nghiêng về phía sau thì được gọi là “góc caster dương”, còn trục nghiêng về phía trước thì được gọi là “góc caster âm”.
Khoảng cách từ giao điểm giữa đường tâm trục xoay đứng và mặt đường đến tâm điểm tiếp xúc giữa lốp xe với mặt đường được gọi là “khoảng caster” của trục quay đứng.
Góc caster có ảnh hưởng đến độ ổn định khi xe chạy trên đường thẳng, còn khoảng caster thì ảnh hưởng đến tính năng hồi vị bánh xe sau khi chạy xe trên đường vòng. Bạn hãy lưu ý với bánh xe có góc caster dương lớn thì độ ổn định trên đường thẳng tăng lên, nhưng lại khó chạy trên đường vòng.
Độ ổn định chạy thẳng và hồi vị bánh xe.
Đối với những xe có góc caster, độ ổn định khi chạy trên đường thẳng sẽ tăng. Vì khi trục xoay đứng quay để xe chạy vào đường vòng, nếu các bánh xe có góc caster thì lốp sẽ bị nghiêng đi so với mặt đường và tạo ra mômen “kích”, có xu hướng nâng thân xe lên. Mômen kích này đóng vai trò như một lực hồi vị bánh xe, có xu hướng đưa thân xe trở về vị trí nằm ngang và duy trì độ ổn định trên đường thẳng của xe.
Ngoài
ra nếu bánh xe có góc caster thì giao điểm giữa đường tâm trục xoay
đứng với mặt đường sẽ nằm phía trước tâm điển tiếp xúc giữa lốp xe với
mặt đường. Vì
lốp xe được kéo về phía trước nên lực kéo này sẽ lấn át các lực có xu hướng làm cho bánh xe mất ổn định, giữ cho bánh xe chạy ổn định theo đường thẳng. Khi bánh xe được chuyển hướng sang một bên (do lái hoặc do trở ngại khi chạy trên đường thẳng) thì sẽ phát sinh các lực bên F2 và F’2. Những lực bên này có tác dụng làm quay trục xoay đứng (nhờ có khoảng caster) và có xu hướng hồi vị bánh xe về vị trí ban đầu của nó (lực hồi vị T và T’). Vào lúc này, với cùng một lực bên như nhau, nếu khoảng caster lớn, lực hồi vị bánh xe cũng lớn. Vì vậy, khoảng caster càng lớn thì độ ổn định trên đường thẳng và lực hồi vị càng lớn.
Trên thực tế để phù hợp với đặc tính của từng loại xe, có một vài phương pháp làm tăng khoảng caster mà không làm thay đổi góc caster. Người ta gọi các phương pháp này là Nachlauf (tăng khoảng caster) và Vorlauf (giảm khoảng caster) bằng cách đặt lệch trục xoay đứng về phía trước hoặc phía sau tâm bánh xe.
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét