زوایای چرخ خودرو

زاویه ی چرخ ها

به طور کلی موقعیت چرخ های اتومبیل در 4 زاویه اصلی: کمبر، کستر، تو و کینگ پین تعریف میشود که تنظیم صحیح آنها میتواند در افزایش طول عمر قطعات، عدم سایش نامتقارن لاستیک ها، بهبود پایداری و کیفیت سواری و همچنین نرمی و برگشت پذیری فرمان تاثیر گذار باشد. در ادامه توضیح مختصری در مورد هر کدام از این زوایا خواهیم داد.

زاویه کمبر (Camber) :

زاویه کمبر را شاید بیشتر از دو زاویه دیگر شنیده باشید. زاویه‌ای است که حاصل از امتداد خط عمود بر سطح جاده و امتداد تایر (با دید از جلو به خودرو) مشاهده می‌شود. در صورتی که تایرها کاملاً عمود بر روی سطح جاده باشند، زاویه کمبری وجود نخواهد داشت (کمبر صفر).

زاویه کمبر مثبت زمانی اتفاق می‌افتد که قسمت فوقانی تایر به سمت خارج خودرو منحرف شده باشد و زاویه کمبر منفی زمانی حادث می‌شود که قسمت فوقانی تایر به سمت داخل خودرو متمایل باشد. (با دید از جلو به خودرو)

همانطور که در تصویر مشاهده میشود اگر چرخ در راستای خط عمود قرار گرفته باشد کمبر صفر است.

اما اگر قسمت فوقانی تایر ها به سمت بیرون متمایل شود کمبر مثبت و حالت برعکس که قسمت فوقانی تایرها به داخل منحرف شده کمبر منفی نامیده میشود. معمولاً در محور های جلو کمبر را کمی مثبت تنظیم مینمایند که وقتی اتومبیل اصطلاحاً زیر بار رفت زاویه به نزدیکی خط عمود (کمبر صفر) برسد تا حتی الامکان از لاستیک سایی غیر معمول پرهیز گردد. هنگامی که قسمت جلویی اتومبیل کاملاً زیر جک رفته و در هوا معلق است میتوانید این قضیه را مشاهده نمائید.

مطلب پیشنهادی:

زاویه ی کمبر مثبت

دلیل دیگر استفاده از کمبر مثبت، فرمان پذیری بهتر و نرم تر در این حالت است.
اما در چرخ های عقبی معمولاً زاویه کمبر کمی منفی تنظیم میشود. طراحان با این کار ضمن افزایش فاصله عرضی چرخ ها، مرکز ثقل را نیز کمی پایین میاورند و در نتیجه پایداری اتومبیل افزایش می باید.

البته این زوایا باید کاملاً محاسبه شده و متناسب با سایر ویژگی های هر اتومبیل تنظیم گردند و در غیر این صورت مشکلاتی مثل لاستیک سایی نا متقاورن (در کمبر مثبت قسمت بیرونی و در کمبر منفی قسمت داخلی لاستیک بیشتر سائیده میشود)، چسبندگی ضعیف تر بخصوص در مسیر مستقیم، فشار مضاعف به اتصالات و سیستم تعلیق و حتی فشار نامتعارف و خطرناک به جداره لاستیک را بدنبال خواهد داشت.

کمبر منفی

پس گمان نکنید که هرچه کمبر را به سمت زاویه منفی (یا مثبت) ببرید عملکرد اتومبیلتان بهبود خواهد یافت! اتومبیل های تیونینگ شده با محاسبات دقیق این تغییرات را انجام میدهند و اگر هم صرفاً به دنبال جنبه زیبایی کمبر منفی هستید میبایست دردسرهای آن را به جان بخرید.

مطلب پیشنهادی:

کمبر منفی زیاد

در سیستم های تعلیق مستقل چرخ ها قادرند بسته به شرایط مختلف زاویه کمبر متغیری داشته باشند که با این کار ضمن جلوگیری از لاستیک سایی دائمی به وقت لزوم از نکات مثبت این قضیه بهره مند میگردند. البته در این شرایط ممکن است دقت تنظیمات این زاویه زودتر از یک اتومبیل معمولی بر هم خورد.

مثلاً اگر به چرخ های عقب کراس اوورهای نه چندان گران قیمتی مثل سوزوکی ویتارا یا کیا اسپورتیج و.. نگاه کنید ممکن است این قضیه را با چشم غیر مسلح نیز مشاهده نمائید. بخصوص که این قبیل اتومبیل ها با توجه به نقطه ثقل بالا به کمبر منفی در چرخ های عقبی نیاز مبرمی دارند و بدلیل وزن نسبتاً زیاد و ضرباتی که در دست انداز ها تحمل میکنند ممکن است زودتر دچار تغییر زاویه کمبر شوند.

البته بماند که در برخی اتومبیل های ایرانی و چینی علیرغم استفاده از سیستم تعلیق یکپارچه ساده باز هم این مشکل، شایع بوده و هست!
به هر حال در صورت وقوع این اتفاق میبایست تنظیمات را به حالت استاندارد بازگرداند.

کستر

اگر از نمای جانبی به خودرو نگاه کنید کستر به زاویه امتداد محور فرمان (فنرها) با شعاع عمودی چرخ خودرو گفته می‌شود. کستر مثبت هنگامی رخ می‌دهد که محور فرمان به سمت اتاقک خودرو باشد و کستر منفی نیز هنگام انحراف محور به سمت خارج خودرو ایجاد می‌شود. کستر مثبت در سرعت‌های بالا به پایداری بهتر و چسبندگی بیشتر چرخ خودرو به سطح جاده کمک می‌کند. درنتیجه فرمان پذیری خودروهایی که از کستر مثبت برخوردارند راحت‌تر است.

زاویه تو (Toe) :

زاویه Toe یا همگرایی و واگرایی چرخ ها مربوط به حالت و زاویه ای است که نوک چرخ ها نسبت به یکدیگر دارند. هر گاه سر چرخ ها (قسمت جلویی تایرها) به سمت یکدیگر (داخل خودرو) متمایل شوند این حالت را Toe in یا همگرایی گویند و اگر جلو تایرها از هم دور (به سمت خارج خودرو) منحرف شوند، Toe out یا واگرایی اتفاق افتاده است. تنظیمات این قسمت نیز بسته به اتومبیل ها متفاوت است و طراحان سعی میکنند با توجه به شرایط اتومبیل زاویه را طوری قرار دهند که در هنگام حرکت و اعمال نیروی پیش برنده، چرخ ها تقریباً موازی با یکدیگر (و در راستای طول اتومبیل) قرار گیرند. ضمناً تنظیم این زاویه نیز در سایش یکنواخت لاستیک ها و فرمان پذیری بهتر موثر میباشد.

زاویه ی تو این و تو آوت

زاویه گینگ پین یا انحراف محور چرخ (King Pin):

به زاویه ای که بین خط فرضی عمود بر تایر (از نمای روبرو) و اهرم محور فرمان بوجود می آید زاویه محور چرخ یا گینگ پین گویند.

تنظیم صحیح این زاویه نیز به پایداری و خوش فرمانی اتومبیل یاری میرساند و برگشت پذیری فرمان را نیز تسهیل مینماید. برای درک بهتر به تصویر زیر نگاه کنید.

زاویه ی کینگ پین

همان طور که در ابتدای این مقاله از مکانیکو اشاره شد داشتن زوایای چرخ استاندارد و دقیق میتواند ضمن بهبود کیفیت سواری، امنیت و پایداری را نیز بهمراه داشته باشد. همچنین بدلیل کاهش فشار بر روی قطعات، طول عمر قسمت های مرتبط افزایش و هزینه ها کاهش خواهد یافت. اما این زوایای دقیق تا حدودی حساس هم هستند و ممکن است بر اثر یک ضربه (مثل افتادن در چاله های عمیق یا تصادف) و یا بر اثر مرور زمان (که این یکی با مکانیسم سیستم چرخ ها و کیفیت اتومبیل رابطه مستقیم دارد) از حالت استاندارد خارج شوند. گاهی این موارد به قدری شدید است که با چشم نیز دیده میشود و گاهی هم با علائمی مثل کشیده شدن یا سفت شدن فرمان خود را بروز میدهد.

اما ممکن است میزان تغییر زوایا به قدری کم باشد که شما چیزی احساس نکنید و مشکل در طولانی مدت با خرابی لاستیک ها و اتصالات جلوبندی خودش را نشان بدهد که در این صورت یک هزینه اضافه نیز به دنبال خواهد داشت. به همین دلیل مکانیکو پیشنهاد میکند که هر از گاهی (مثلاً در هنگام تعویض لاستیک ها و یا بعد از تصادف و هر گونه ضربه غیر عادی به چرخ ها) از تعمیر کارتان بخواهید تا این زوایا را بازدید و در صورت نیاز اصلاح نماید.

فیلم اموزشی:

زوایای چرخ

دستگاه تنظیم زوایای چرخ و فرمان

تشریح زاویه کستر Caster