Góc đặt bánh xe dẫn hướng

CÁC GÓC LẮP ĐẶT BÁNH XE DẪN HƯỚNGTính ổn định của hệ thống lái phụ thuôc chủ yếu vào vị trí lắp đặt của bánh xe dẫn hướng, tức là phụ thuộc vào góc lắp đặt đặt trụ đứng và trục của cam quay trên cầu trước dẫn hướng (xem phẫn cầu dẫn hướng). Các góc lắp đặt bánh xe dẫn hướng bao gồm: − Góc doãng của bánh xe, − Độ chụm của bánh xe.− Góc nghiêng ngang của trụ đứng (chốt chuyển hướng).− Góc nghiêng dọc của trụ đứng.6.4.1 Góc doãng của bánh xe dẫn hướng ( γ ). Góc doãng của bánh xe là góc nghiêng của bánh xe về bên phải hay bên trái so với mặt phẳng vuông góc với mặt đường. Nếu đầu bánh xe nghiêng ra ngoài ta có góc doãng dương. Nếu đầu bánh xe nghiêng vào trong ta có góc doãng âm.( hình 6.41)Góc doãng bánh xe được tính theo độ và có giá trị nhỏ hơn 2o. Đa số các xe bố trí góc doãng dương, với xe du lịch góc doãng dương nằm trong khoảng +5’ đén +10’, với bánh xe tải có giá trị lớn hơn( góc doãng ở xe Din-130 là 1o) . Bánh xe dẫn hướng lắp đặt góc doãng dương nhằm mục đích sau:Hình 6.41 Góc doãng bánh xe dẫn hướng.− Giảm cánh tay đòn quay của bánh xe dẫn hướng, do đó điều khiển hệ thống lái nhẹ nhàng hơn.− Phản lực từ mặt đường tác dụng lên bánh xe tập trung vào vòng bi trong, nhờ vậy giảm bớt tải trọng cho vòng bi ngoài và đai ốc hãm, đồng thời giảm nhẹ va đập truyền cho cơ cấu lái.− Đối với hệ thống treo độc lập bố trí góc doãng ban đầu dương, khi xe có tải góc doãng gần bằng không, bánh xe lăn thẳng với mặt đường nên mòn đều. Khi góc doãng của hai bánh xe bị sai lệch sẽ làm nặng tay lái, không ổn định.Ơ các xe cao tốc thường bố trí góc doãng âm. Góc doãng bánh xe do nhà chế tạo qui định. Đa số các xe có hệ thống treo độc lập đều có khả năng điều chỉnh góc doãng bánh xe.Góc doãng dương hay góc doãng âm đều làm mòn nhanh lốp xe, do bánh xe có xu hướng lăn về hai phía nên lốp xe bị trượt trong quá trình hoạt động, đồng thời tăng tải trọng cho hệ thống treo và hệ thống lái. 6.4.2 Độ chụm của bánh xe dẫn hướng ( δ ). ( hình 6.42)Độ chụm của bánh xe dẫn hướng thường được tính bằng mm, xác định bằng hiệu: δ = B - A mm Trong đó A và B là kích thước đo hai tâm lốp ở phía trước và phía sau vị trí xe chuyển động thẳng.Độ chụm âm khi hai bánh xe đặt chụm về phía sau, độ chụm dương khi hai bánh xe đặt chụm về phía trước. Hình 6.42 Độ chụm bánh xe Độ chụm có ảnh hưởng lớn đến sự mài mòn lốp và ổn định hệ thống lái.Để sự mài mòn lốp xảy ra ít nhất, trong quá trình hoạt động hai bánh xe cần phải lăn song song với nhau. Bởi hai bánh xe dẫn hướng đều có góc doãng dương, nên hai lốp xe có xu hướng xoay ra ngoài làm nảy sinh hiện tượng trượt ngang của lốp xe. Đặt hai bánh xe có độ chụm dương để giải quiyết vấn đề này, tâm quay của bánh xe dịch chuyển về phía trước và bánh xe chỉ còn xu hướng lăn thẳng.Mặt khác bánh xe dẫn hướng luôn chịu tác động lực cản lăn khi làm việc. Lực cản lăn tạo ra mômen ép hai bánh xe về phía sau. Độ chụm dương ban đầu giúp cho hai bánh xe lăn thẳng khi hoạt động.Ơ cầu trước chủ động dẫn hướng, lực kéo cùng chiều chuyển động nên ép hai bánh xe dẫn hướng về phía trước, do đó độ chụm có giá trị âm.Trên xe con độ chụm có giá trị 2 đến 3 mm.Trên xe tải độ chụm có giá trị 3 đến 8 mm.Độ chụm bánh xe dẫn hướng điều chỉnh được bằng cách thay đổi chiều dài thanh kéo ngang của cơ cấu hình thang lái. Trên một số xe hai bánh xe sau cũng đặt góc chụm.6.4.3 Góc nghiêng ngang của trụ đứng ( θ ) ( hình 6.43)Góc nghiêng ngang của trụ đứng còn gọi là góc nghiêng trong, đó là góc giữa đường tâm của trụ đứng với mặt phẳng dọc theo thân xe. Trụ đứng có góc nghiêng ngang nhằm tác dụng sau :− Giảm cánh tay đòn của bánh xe dẫn hướng nên giảm lực quay vành tay lái, điều khiển xe nhẹ nhàng hơn.− Ổn định hướng chuyển động thẳng của ôtô, nghĩa là sau khi đi ra khỏi khúc quanh, nếu bỏ vành tay lái hai bánh xe dẫn hướng có đặc tính tự động chuyển về vị trí chuyển động thẳng. Do trụ đứng có góc nghiêng trong nên khi xoay bánh xe dẫn hướng, đầu xe bị nhấc lên làm tăng lực quay vô lăng, đồng thời trọng lượng của xe tạo ra tác động quay bánh xe dẫn hướng về vị trí chuyển động thẳng. Đây là mục đích chính của góc nghiêng trong trụ đứng.Trên các xe có hệ thống treo độc lập góc nghiêng trong của trụ đứng có thể điều chỉnh được bằng đệm điều chỉnh. Ở hệ thống treo độc lập trên hai đòn ngang, tổng của góc doãng bánh xe và góc nghiêng trong của trụ đứng là đại lượng không đổi. Bởi vậy nếu điều chỉnh góc doãng đúng thì góc nghiêng trong của chốt chuyển hướng cũng đúng và ngược lại.Hình 6.43 Góc nghiêng ngang của trụ đứnga. Đối với hệ thống treo phụ thuộcb. Đối với hệ thống treo độc lập hai đòn ngangc. Đối với hệ thống treo độc lập kiểu person 6.4.4 Góc nghiêng dọc của trụ đứng ( τ ) (hình 6.44)Góc nghiêng dọc của chốt chuyển hướng là góc giữa đường tâm chốt chuyển hướng với mặt phẳng đứng theo chiều ngang thân xe. Góc nghiêng dọc dương khi chốt chuyển hướng nghiêng về phía sau, góc nghiêng dọc âm khi chốt chuyển hướng về phía trước. a) b) c)Hình 6.44 Góc nghiêng trụ đứng τ dương và độ lệch dọc nk a. Đối với hệ thống treo phụ thuộc b,c Đối với hệ thống treo độc lập Góc nghiêng dọc của chốt chuyển hướng trên xe du lịch thông thường điều chỉnh được, phương pháp điều chỉnh tùy thuộc vào kết cấu hệ thống treo. Trên xe thường bố trí góc nghiêng dọc dương nhằm mục đích sau:− Duy trì tính ổn định và kiểm soát hướng di chuyển của xe một cách an toàn.− Làm tăng khả năng quay trở lại vị trí chuyển động thẳng của bánh xe dẫn hướng.Góc nghiêng dọc dương sẽ giúp cho lái xe được ổn định, bởi vì đường tâm kéo dài của chốt chuyển hướng nằm phía trước đường tâm tiếp xúc của bánh xe với mặt đường. Như vậy bánh xe bị kéo và bao giờ cũng ổn định và dễ điều khiển hơn bánh xe bị đẩy từ phía sau. Tác dụng quay trở về hướng chuyển động thẳng của bánh xe dẫn hướng ở góc nghiêng dọc giống như góc nghiêng ngang. Tác dụng này

Tầm quan trọng của góc đặt bánh xe

Bánh xe là bộ phận duy nhất tiếp xúc trực tiếp với mặt đường và nâng đỡ toàn bộ trọng lượng xe nên ảnh hưởng quyết định đến khả năng vận hành của ô tô.

Tuy nhiên, sau một thời gian sử dụng, các liên kết của hệ thống treo, hệ thống lái trên xe sẽ bị mài mòn. Đặc biệt là khi xe phải thường xuyên di chuyển trong điều kiện đường xấu, đường đồi núi, sỏi đá, hoặc do các nguyên nhân như xe từng bị va chạm, đâm quẹt...

Những sai lệch về góc đặt bánh xe diễn ra từ từ và không đem đến hậu quả tức thì nên phần lớn lái xe chủ quan hoặc không hề hay biết về vấn đề này. Việc không phát hiện và điều chỉnh kịp thời có thể dẫn đến một số tình huống nguy hiểm cho cả chiếc xe lẫn người lái, chẳng hạn như lốp mòn không đều, bánh xe bị rung giật, bánh lái có xu hướng lệch sang một bên khi xe chạy thẳng, vị trí bánh xe bị lệch trục, hay thậm chí còn trở thành nguyên nhân gây mất lái.

Góc đặt bánh xe quyết định cảm giác nhẹ nhàng, chính xác và linh hoạt khi lái xe hay phải khiến người lái tốn rất nhiều sức mới điều khiển xe đi đúng hướng. Thiết kế góc đặt bánh xe tối ưu không chỉ giúp vận hành êm ái và an toàn hơn mà còn đảm bảo độ bền cho các chi tiết cơ khí. Chính vì thế, trong thực tế sử dụng và bảo dưỡng, chủ sở hữu xe cần duy trì góc đặt bánh xe theo chuẩn ban đầu bằng cách kiểm tra định kỳ và hiệu chỉnh khi cần thiết.

Thông số cơ bản khi điều chỉnh góc đặt bánh xe

• Toe - Độ chụm bánh xe

Toe - độ chụm bánh xe là hiệu số khoảng cách giữa hai má lốp đo từ phía sau và khoảng cách giữa hai má lốp đo từ phía trước trên cùng một trục xe, điều chỉnh Toe là căn chỉnh thẳng theo hướng tịnh tiến của hai bánh xe trên cùng một trục. Độ chụm bằng 0 khi hai bánh song song nhau, hiện tượng Toe-in (độ chụm dương) xảy ra khi khoảng cách giữa hai má lốp ở phía trước ngắn hơn so với khoảng cách hai má lốp ở phía sau, còn Toe-out (độ chụm âm) thì ngược lại.

Cả hai trường hợp Toe-in và Toe-out đều ảnh hưởng đến độ êm của xe khi vận hành, mà biểu hiện là đầu xe và vô lăng điều khiển bị rung, xe bị “nhao lái”, lốp mòn không đều và thường tạo nên vết mòn hình răng cưa giữa các gai lốp, trường hợp nặng thậm chí còn có thể làm lốp bị hỏng rất nhanh, mà nhiều người quen gọi là xe bị “ăn lốp”: Độ chụm quá dương sẽ ăn mòn má ngoài lốp, quá âm sẽ ăn mòn lốp má trong.

• Góc Camber

Camber là góc giữa trục thẳng đứng của bánh xe dẫn hướng với trục thẳng đứng của xe khi nhìn từ phía trước hoặc sau. Camber được tính bằng độ và phút, Camber bằng 0 (Zero Camber) khi bánh xe vuông góc với mặt đường, Camber dương (Positive Camber) khi bánh xe ngả ra ngoài, Camber âm (Negative Camber) khi bánh xe úp vào trong.

Camber dương hay âm đều làm giảm bề mặt tiếp xúc của bánh xe với mặt đường, ảnh hưởng đến độ bám, từ đó giảm sự chắc chắn của xe khi vận hành và khiến độ mòn của lốp không đều. Độ mòn của lốp ở phần vai phía trong nhiều hơn là do camber âm. Ngược lại, nếu vai phía ngoài mà bị mòn nhiều hơn thì do camber dương. Ngoài ra, tình trạng này có thể khiến lốp ồn hơn, thậm chí gây khó chịu cho người ngồi bên trong xe.

• Góc Caster

Caster là số đo của góc giữa trụ thẳng đứng của bánh xe và trụ lái. Khi Caster dương (Positive Caster) thì bánh xe sẽ ở phía trước so với đầu trụ thẳng đứng, và ngược lại Caster âm (Negative Caster) sẽ ở phía sau đầu trụ theo chiều tiến của xe. Caster tác động trực tiếp đến tốc độ đánh lái của vô lăng điều khiển và bán kính vòng quay, Caster càng nhỏ thì vô lăng càng nhẹ. Khi xe chạy quá tải khiến lò xo yếu hoặc bị chùng xuống phía dưới sẽ ảnh hưởng đến Caster. Ngoài ra, đảm bảo khung sườn ở độ cao thiết kế cũng là yếu tố nên được lưu ý nếu muốn giữ Caster ở mức chuẩn.

Tuy Caster sai tiêu chuẩn không gây mòn lốp, nhưng nếu một bánh xe có Caster dương hơn chiếc còn lại, thì khi đó bánh xe sẽ kéo về phía trung tâm của chiếc xe, khiến cho xe sẽ có xu hướng nhao về phía bánh có hệ số dương Caster ít hơn.

Vì những tác động do sai lệch góc bánh xe khó nhìn thấy bằng mắt thường cho nên, việc tiến hành kiểm tra và điều chỉnh lại góc đặt bánh xe tối thiểu mỗi năm một lần, hoặc sau 10.000 km là rất cần thiết. Điều này vừa phòng ngừa hư hỏng lại giúp kéo dài tuổi thọ xe. Hơn nữa, quá trình kiểm tra và hiệu chỉnh góc đặt bánh xe hiện nay đã trở nên chính xác và thuận tiện hơn so với các kỹ thuật truyền thống nhờ các loại máy móc công nghệ cao.

Carmudi Việt Nam