زاویه چرخ های خودرو و هندسه سیستم تعلیق یک وسیله نقلیه دارای سه شاخص اندازه گیری میباشد که اغلب می توان آنها را تغییر داد و تنظیم کرد . این زاویه چرخ ها دارای اهمیت بسیاری میباشند و بر روی هندلینگ یا فرمان پذیری خودرو به صورت مستقیم تاثیر خواهند گذاشت و فاکتوری مهم در ایمنی و راحتی سرنشینان میباشد .
حرکت خودرو با چرخ ها معنا پیدا می‌کند و ایمنی و سلامت چرخ خودرو تضمین‌کننده رانندگی مطمئن تر برای راننده خواهد بود . تنظیم و بالانس زاویه چرخ خودرو ها علاوه بر افزایش عمر لاستیک ها به پایداری عملکرد بهتر خودرو در هنگام رانندگی و کاهش تصادفات منجر می شود . اما این زاویه چرخ های خودرو دقیق و حساس هستند و ممکن است بر اثر یک ضربه ، افتادن در چاله یا تصادف از حالت استاندارد خود خارج شوند . موقعیت چرخ ها با چهار زاویه چرخ کمبر (Camber) ، زاویه چرخ کستر (Caster) و تئو (Toe) و کینگ پین مشخص میشود که بر روی چرخ های جلو سنجیده می شوند .
تراز زاویه چرخ ها در ابتدایی ترین شکل خود ، شامل تنظیم زاویه چرخ ها به‌گونه ای میباشد که آنها عمود بر زمین و موازی با یکدیگر باشند . تنظیم صحیح زاویه آنها می تواند در افزایش طول عمر ، عمر قطعات ، عدم سایش نامتقارن لاستیک خودرو ، بهبود پایداری و کیفیت سواری و همچنین نرمی و برگشت پذیری فرمان تاثیر مستقیم داشته باشد . تراز زاویه چرخ ها اغلب با تعادل آن ها اشتباه گرفته می شود . این دو مسئله واقعاً هیچ ربطی به یکدیگر ندارند، جز این که سواری و هندلینگ خودرو را تحت تأثیر قرار می دهند . اگر چرخ از تعادل خارج شود، باعث ایجاد احساس لرزش در فرمان و صندلی ها در سرعت های بالا خواهد شد .
اگر چرخ ها تراز خود را از دست بدهند ، مشکلاتی مثل فرسودگی بیش از حد لاستیک ها و عدم تعادل فرمان خودرو و مشکلات مسیریابی به وجودخواهد آمد . در ادامه هریک از این زوایای چرخ ها را بررسی میکنیم ;
زاویه چرخ کمبر Camber
وقتی خط محور چرخ از دید جلو نسبت به خط قائم انحراف داشته باشد چرخ دارای زاویه کمبر میباشد و دارای سه حالت کمبر صفر و کمبر منفی و کمبر مثبت میباشد .
کمبر صفر درجه : در زاویه چرخی که کمبرش صفر میباشد چرخ کاملا قائم حرکت کرده و عمل هدایت و فرمان دادن نسبتا دشوار میباشد . از این روش معمولا در خودروهای سنگین استفاده می شود .
کمبر منفی : زاویه کمبر منفی زمانی اتفاق می افتد که قسمت فوقانی لاستیک خودرو به سمت داخل خودرو متمایل شده باشد . ( با دید از جلو به خودرو )
متأسفانه زاویه کمبر منفی منجر به پدیده ای به نام فشار (ضربه) کمبر خواهد شد (Camber Thrust) . هنگامی که هر دو تایر به صورت کمبر منفی نصب شده اند تا زمانی که ارتباط هر دو چرخ با سطح جاده برقرار است، به یکدیگر فشار می‌آورند که تا اینجای کار مشکلی دیده نمی‌شود . اما هنگامی که یکی از تایرها ارتباط خود را به هر دلیلی با جاده از دست بدهد تایر دومی دیگر نیروی مخالفی به تایر اولی وارد نمی‌کند و نتیجه آن از دست رفتن نیروی ترکشن (جلو برنده) میباشد .
کمبر مثبت : زاویه چرخ کمبر مثبت زمانی اتفاق می افتد که قسمت فوقانی تایر به سمت خارج خودرو منحرف شده باشد . دلیل دیگر استفاده از کمبر مثبت در زاویه لاستیک ها ، فرمان پذیری بهتر و نرم تر در این حالت میباشد .
در هنگام استفاده از این زاویه معمولا در چرخ های عقبی عموما زاویه کمبر کمی منفی تنظیم میشود . طراحان با این کار علاوه بر افزایش فاصله عرضی چرخ ها، مرکز ثقل را نیز کمی پایین میاورند و در نتیجه پایداری اتومبیل افزایش خواهد یافت .
اگر زاویه چرخ کمبر در یک طرف با طرف دیگر متفاوت باشد ، می تواند باعث ایجاد مشکلاتی مانند کشیده شدن خودرو به این‌طرف و آن طرف بشود . وسیله نقلیه با کمبر مثبت به یک طرف کشیده می شود. جالب است بدانید در بسیاری از خودرو های دیفرانسیل جلو ، کمبر قابل تنظیم نمیباشد . اگر کمبر این خودروها به سمت بیرون باشد ، نشان می دهد که قطعه ای از خودرو در اثر تصادف فرسوده یا خم شده میباشد و بایستی تعمیر یا تعویض شود .
زاویه چرخ کستر
زمانی که فرمان خودرو را می چرخانید ، چرخهای جلو با فعال کردن یک محور متصل به سیستم تعلیق ، پاسخ خواهند داد . زمانی که از کنار به خودرو نگاه می کنید ، کستر زاویه چرخش فرمان میباشد و با درجه اندازه گیری می شود . اگر قسمت بالای محور به سمت عقب خودرو متمایل شده باشد ، زاویه چرخ کستر مثبت و اگر به سمت جلو متمایل شده باشد ، زاویه چرخ کستر منفی میباشد . اگر زاویه چرخ کستر تنظیم نشده باشد ، میتواند در مسیریابی خطوط مستقیم برای خودرو مشکل ایجاد کند .
بهترین راه برای تجسم زاویه چرخ کستر این میباشد که چرخاننده سبد خرید را تصور کنید. محور این نوع کستر با این که زاویه ندارد ، اما زمین را جلوتر از پچ (Patch) اتصال چرخ قطع می کند . زمانی که چرخ در نقطه ای که با زمین تماس برقرار می کند در پشت محور قرار دارد، کستر مثبت میباشد . خودتان را در حالتی تصور کنید که سعی می کنید گاری را هل دهید و چرخ را جلوتر از محور نگه دارید. چرخ به طور مداوم تمایل دارد که مستقیم و به جلو بچرخد . این حالت دقیقاً زمانی اتفاق می افتد که زاویه چرخ کستر یک ماشین، خیلی منفی باشد .
معمولاً در محور جلو اتومبیل ها از زاویه چرخ کستر مثبت استفاده میشود چرا که در این حالت گیجی فرمان به حداقل میرسد و ضمن پایداری بهتر، برگشت پذیری فرمان نیز آسان تر میگردد . همچنین با استفاده از کستر مثبت دایو دماغه در هنگام ترمز گیری خودرو کاهش می یابد .
اثرات کستر مثبت
خودروهای مدرن و جدید به آسانی می توانند مزایای کستر مثبت را به حداکثر برسانند زیرا فرمان برقی دارند و تحت تأثیر فرمان سنگین تر قرار نخواهد گرفت .
زاویه چرخ کستر مثبت برای پایداری هنگام رانندگی در یک خط مستقیم به دلیل گشتاور خود تراز لاستیک عالی خواهد بود .
وسایل نقلیه با چرخش بیش از حد مثبت می توانند مستعد کم فرمانی باشند، بنابراین اکثر وسایل نقلیه مدرن دارای کاستور بیشتر از ۳ تا ۵ درجه نمیباشند .
این محدوده ایده آل برای به حداکثر رساندن پایداری خط مستقیم و امکان چرخش راحت برای خودرو میباشد .
کستر مثبت هنگام چرخاندن چرخ ها به دلیل هندسه اجزای سیستم تعلیق ، لمبه منفی را افزایش می دهد . این برای پیچیدن خوب خواهد بود چرا که سطح تایر خودرو با زمین در قسمت چرخ جلوی بیرونی در تماس میباشد ، زیرا این قسمت که تحت بیشترین بار در طول پیچ است را به حداکثر می رساند.
اثرات کستر منفی
کستر منفی فقط در خودرو های قدیمی تر یافت میشود چراکه محدودیت فناوری قدیمی تر مانند دینامیک قدیمی شاسی و مشخصات تایر است .
زاویه چرخ کاستور منفی منجر به فرمان سبک تر و آسان تر میشود اما در هنگام رانندگی در مسیر مستقیم، پایداری کمتری را خواهد داشت .
باید بدانید که وسایل نقلیه با کاستور منفی به خوبی کنترل نمی شوند .
زاویه چرخ تئو
شاید راحت ترین تصور در بین دو زاویه چرخ دیگر همین زاویه تئو باشد. زاویه چرخ تئو از امتداد تایرها با خط موازی با راستای امتداد اصلی تایر ( با دید از بالا به خودرو ) تشکیل میشود. انتخاب درست زاویه تئو میتواند در عمر تایر و ساییدگی عاج تایر تأثیر به سزایی داشته باشد .
زاویه تئو یا سر جمعی ( مثبت ) و سر بازی ( منفی ) زاویه ای میباشد که همگرایی یا واگرایی دو تایر جلو را بیان می کند . هر گاه سر چرخ ها ( قسمت جلویی تایرها ) به سمت یکدیگر ( یعنی داخل خودرو ) متمایل شوند این حالت را Toe in یا همگرایی مثبت می گویند . حال اگر جلو تایرها از هم دور و یا به سمت خارج خودرو منحرف شوند ، میگویند Toe out یا واگرایی منفی اتفاق افتاده است .
نشانه های رایج تراز نبودن چرخ ها
گاهی اوقات لاستیک های کم باد می توانند مشکلاتی را برای خودرو ایجاد کنند که می تواند ناشی از ناهماهنگی چرخ ها باشد . ابتدا فشار تایرها را بررسی کنید، و اگر این فشار در محدوده نرمال باشد ، ممکن است زمان آن رسیده باشد که چرخهای خود را مجدد تنظیم کنید . موارد زیر علائم یک هم ترازی بد خواهد بود .
- وسیله نقلیه به یک طرف می کشد
- فرمان ناهموار
- فرمان شل
- چرخ فرمان می لرزد
- سایش ناهموار لاستیک
به طور معمول تایرهای عقب دارای زاویه چرخ تئو مثبت هستند تا اینکه مقاومت در برابر رول خودرو را کم کند . زاویه چرخ تئو منفی معمولاً در تایرهای جلو مورد استفاده قرار می‌گیرد و دقیقاً بر عکس دلایل قبلی حاکم است .
همچنین زاویه تئو منفی قابلیت دور زدن با سرعت های بالای خودرو را افزایش می‌دهد چراکه هنگام دور زدن چرخ های داخل پیچ زاویه بیشتری به خود می‌گیرند، در نتیجه شعاع گردش چرخ های داخلی بیشتر از چرخ های خارجی میشود و این عامل دقیقاً موجب پیچیدن بهتر خودرو خواهد شد .
نتیجه گیری
تنظیماتی که در کارخانه بر روی خودروها اعمال میشود قطعاً دلایل خاص خود را دارند . ساعت‌ها مطالعه و تحقیق و توسعه بر روی اجزاء سیستم تعلیق باعث شده که نتایج آن به صورتی که در مطالب بالا اشاره شد حاصل شود. سعی در تغییر دادن هر کدام از زوایای فوق از حالت استاندارد خود ممکن است برای خودرو و راننده بسیار خطر آفرین باشد ، به‌خصوص در هنگام طی کردن مسیر در جاده ها که احتمال این خطر بیشتر میشود .
.