L ời nói đầ u
1.3.3 Góc Caster và khoảng Caster
Tác dụng của góc Caster là hồi vị bánh xe do khoảng Caster.
Dưới tác dụng của lực ly tâm khi bánh xe vào đường vòng hoặc lực do gió
bên hoặc thành phần của trọng lượng xe khi xe đi vào đường nghiêng, ở khu vực tiếp xúc của bánh xe với mặt đường sẽ xuất hiện các phản lực bên Yb.
Khi trụ quay đứng được đặt nghiêng về phía sau một góc nào đó so với chiều tiến của xe (Caster dương ) thì phản lực bên Yb của đường sẽ tạo với tâm tiếp xúc một mô men ổn định, mô men đó được xác định bằng công thức sau:
M=Yb.c (1-8)
Mômen này có xu hướng làm bánh xe trở lại vị trí trung gian ban đầu khi nó bị lệch khỏi vị trí này. Nhưng khi quay vòng người lái phải tạo ra một lực để khắc phục mô men này. Vì vậy, góc Caster thường không lớn. Mômen này phụ thuộc vào góc quay vòng của bánh xe dẫn hướng. Đối với các xe hiện đại thì trị số của góc Caster bằng khoảng từ 00 đến 30.
Hình 1.12. Thể hiện độổn định và hồi vị trên đường nhờ góc caster.
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 mô men “kích” có xu hướng nâng thân xe lên ( xem hình minh hoạ). Mô men “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.
Trên hình 1-12 cũng thể hiện khả năng hồi vị bánh xe nhờ góc caster. Nếu bánh xe có góc Caster thì giao điểm giữa đường tâm trục xoay đứng với mặt đường sẽ nằm 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). 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.
Hình 1.13. Dạng hình học Nachlauf và Vorlauf
Trên hình 1-13 mô tả dạng hình học Nachlauf và Vorlauf. Nói chung, muốn tăng khoảng caster thì phải tăng góc caster. Tuy nhiên, với một góc caster không đổi vẫn có thể thay đổi khoảng caster bằng cách đặt lệch trục xoay lên phía trước hoặc lùi về sau tâm bánh xe. Dạng hình học Nachlaufcf cho phép tăng khoảng cách caster bằng cách đặt lệch trục xoay đứng dịch lên phía trước tâm bánh xe. Dạng hình học Vorlauf cho phép giảm khoảng caster bằng cách đặt lệch trục xoay đứng lùi về phía sau tâm bánh xe. Trên thực tế, các dạng hình học Nachlauf và Vorlauf được áp dụng để đặt khoảng caster phù hợp vớiđặc tính của xe.