زوایای فرمان) اتومبيلزوایای چرخ)

زوایای فرمان) اتومبيلزوایای چرخ)

زوایای چرخ جلو (زوایای فرمان :( الف: کسترب: کمبرج: کینگپیند : تواینو تواوت
زاویه کستر : زاویه کستریکیاز زوایای فرماناستکهدر هدایت خودرو تاثیر مهمی دارد زاویه
کستر حالت استقرار محور چرخش چرخهایجلونسبتبهخط قائمراازدید جانبی بیانمیکند
با تعیین زاویه کستر تاثیروزن واردبرچرخجلوو نیروی هدایت کننده مشخصمیشودهرگاهاثر
وزن خودروعقبتراز نیروی کشندهدرروی زمین باشد کستر مثبتو هرگاه جلوتر باشد کستر
منفیمی باشد کستر مثبتبه تعادلوجهت یابی وسیله نقلیهدر جادهکمکمیکند زیرا نقطه
اثر محور سگدستدر جلوی نقطه اتکاچرخ قرارمی گیردبهاین ترتیبچرخبهسمتجلو کشیده
میشوداین زاویه دارایاثر دیگرهمهستواندرسرپیچ هاستکه اتومبیل تمایل داردحول
چرخ خارجیان (بهطرف خارجیقوسپیچ کشیدهشودبه عبارت دیگربه نیروی گریزاز مرکزدر
سرپیچها اضافهمیشود برایازبین بردنایناثر نامطلوب کستر منفیرادرنظر میگیرنددر
نتیجهسرپیچها اتومبیلبهطرف داخلقوس متمایلمی گیردو نیرویاین تمایلاز نیروی گریز
از مرکزکممیشود یکاثرمهم دیگر کستر مثبتایناستکهدراثروجود کستر مثبتوزن
اتومبیلباعثToe in شدنچرخها قسمتجلو چرخهاو کستر منفی باعثToe autشدن یعنی
قسمت عقب چرخهامیشوددر چرخیکه کستر منفی داردنیروی هدایت کنندهعقبتراز
نیرویوزن است یعنی برای هدایتچرخ فشاردادهمیشود مانند انکه جعبهایرادرروی سطح
میزازپشتتحت فشار قرار دهیمدراینوضعیت هدایت دشوار بودهو حالت گیجیدر حرکت خودرو
بوجودمیایددرضمندر خودروهااز زاویهکستر مثبت استفادهمیشود

http://www.gerdavari.com/zav-charkh1.jpg


زاویه کمبر : وقتیخط محورچرخازدیدجلو نسبتبهخط قائم انحراف داشته باشدچرخ دارای
زاویه کمبراست بنابراینسه حالت کمبرصفرو کمبرمنفیو کمبر مثبت وجود دارد


http://www.gerdavari.com/zav-charkh2.jpg
خواص کمبر
الف: کمبرصفر درجه : در چرخیکه کمبرشصفراستچرخ کاملا قائم حرکت کرده وعمل
هدایتو فرمان دادن نسبتا دشوار استا زاین روشدر خودروهای سنگیناستفادهمیشود
ب: کمبر منفی : در تعلیقهای مستقل برای انکهسطح اتکای خودروبا جاده افزایش یابدبه
چرخهایعقب کمبر منفیمی دهندولیدرچرخ هایجلو کمبر منفیدرنظر گرفتهنمیشود
ج: کمبر مثبت : کمبر مثبتدر چرخهایجلو بینصفرتایک درجه انتخابمیشودتابه وظایفزیر
عمل نماید
1-در کمبر مثبت نبروی جانبی چرخراروی محورشبهسمت بالا هدایتمیکندولذاازروی
مهرهسر محور برداشتهشدهوچرخرویدوعدد یاتاقان مخروطیبه خوبی استقرارمی یابد
2-چرخ وقتیزیربار قرار گیردبه حالت قائمدرمیاید هرگاه کمبر مثبت نباشد گشتاور خمشی
چرخهایجلورابه حالت کمبر منفیدر خواهد اورد بهاین خاطر کمبر مثبت موجبمیشودکه
چرخهادربار کاملبه حالت قائم درایند
3- وقتیدر حالتبار کاملچرخ هابه صورت قائم درایند نیروی کششیبر محورهاو سیبکها تاثیر
نمودهولقی احتمالی انهارابرطرفمیکند
تغییرات زاویه کمبر در سیستمهای مختلف
1-در تعلیقجلوباطبق دوبل : دراین گونه تعلیق کمبر مثبتو حدودیک درجهاست بنابرایندر
پیچها کمبرچرخ داخلپیچصفریا منفی مفیدو کمبرچرخ خارجپیچ منفیمی گردد
2-در تعلیقجلوازنوع تلسکوپییامک فرسون: در حالت عادی زاویه کمبر مثبتو بسیارکم
بودهودر موقع پیچیدنچرخ خارجپیچ کمبر منفیوچرخ داخلپیچ کمبر مثبت پیدامیکند
3-در تعلیقبا اهرم طولی فولکس واگن : درچرخ خارجپیچوچرخ داخلپیچ کمبر مثبتشده
وسطح اتکای موثر کاهشمی یابدو تمایلبه واژگونی افزایش پیدامیکند
4-در تعلیقبا اهرم طولی خمیده:درچرخ خارجپیچ کمبر منفیشدهوسطح اتکای موثر افزایش
می یابدو داخلپیچ تغییرنمیکند
زاویه محور چرخش چرخ جلو ( کینگ پین)

http://www.gerdavari.com/zav-charkh3.jpg
به زاویهایکهبینخط قائمازدیدجلوو امتداد محور چرخشچرخ بوجوداید زاویه محور چرخش
یا کینگپین گویند هرگاهدو زاویهدرسطح جاده یکدیگرراقطع کنند بهترین حالت ایجادمیشود
البتهاین حالتغیر ممکن می باشدبهاین دلیلکه لازماست محور چرخش نسبتبهخط قائم
کجی زیادی داشته باشدو همچنینطول محورچرخبه اندازه لازم بلند ساختهشودهردوفرض
مشکلاتیرا ایجادمیکندکه ناگزیرمحل تقاطعدو امتداددرسطحجادهیک نقطه واحد نخواهدبود
شعاع چرخش چرخ جلویا شعاع فرمان: فاصله افقیمحل تقاطعدو زاویهرا شعاع فرمانیا شعاع
چرخشچرخ گویندشعاع فرمانراباRنمایشمی دهند شعاع فرمان ممکناستR=0 و یامثبتR>0
ویا منفی R<0 باشد شعاع فرمان ایدال وقتیاست کهدریک نقطهدرسطح زمینیک دیگررا
قطع کنندو شعاع فرمان مثبت وقتیاستکهمحل تقاطع دو زاویه پایینترازسطح زمین باشدو
شعاع فرمان منفی وقتیاستکهمحل تقاطعدو زاویه بالاترازسطح زمین باشد

http://www.gerdavari.com/zav-charkh4.jpg

زاویه تواین (Toe in) : حالتیکه امتدادچرخهادر جلوی اتومبیلهم دیگرراقطعمیکند یعنی
فاصله جلوی چرخها کمترازعقب انهااستایناختلاف معمولابین 2 تا 6 میلیمتراست البته مقدار
این اختلاف بستگیبه مقدار کسترچرخ دارد منظور اصلیاز وجودToe in اناستکه حرکت
موازیچرخهایجلو تضمین گردد همچنیناز لغزش کناری چرخها جلوگیریشودو فرمان دادنرا
کمی اسانترمیکند زاویه تواینازکجشدن اتصالات سیستم فرمانکهروی چرخهایجلونصب
شدهاند جلوگیریمیکندکجشدن اتصالاتدراثر نیروی اصطکاک جادهدر مقابل حرکتچرخ
استبهطور خلاصه زمانیکه اتومبیلدر توقفاستچرخها معمولا تواین هستندولیدر موقع
حرکتچرخها موازیمی شوند

http://www.gerdavari.com/zav-charkh5.jpg

زوایه تواوت( Toe aut) دربعضیاز خودروهاچرخهایجلوتواوت تنظیممیشوددر خودروهای
محرکجلو نیروی شتاب دهنده بزرکتراز نیروی اصطکاکدر چرخهایجلواست نیروی شتاب دهنده
ان قسمتاز نیروی محرکه باقی ماندهاستکهپساز برطرفنمودن مقاومتهای مسیر حرکت
اصطکاکوهواوسطحشیبدارو اصطکاکدندانهها باعث شتاب دادنبهخودرومیشود
در خودروهای محرکجلو مقدارنیروی شتاب دهندهبیشتراز نیروی اصطکاکدر همانچرخجلو
است بنابراین نیروی شتاب دهنده بهچرخهایجلو تواینیاسر جمعیمیدهددراینگونه
خودروها چرخهایجلوراکمی تواوت تنظیممی کنندگاهیهمبه حالت مستقیم میزانمی کنند
تا خاصیت تواینشدن ناشیاز نیرویشتاب دهندهبا خاصیت تواوتشدن ناشیاز شعاع دایره
فرمانو کمبر مثبت متعادل گردد مثلادر Audi fox مقدار تواوت 25.0تا 75.0 درجه تنظیممیشود

اصل اکرمان : وقتی چرخهای خودروهادریکمسیر منحنیبه خوبی گردشمی کنندکههردوچرخ
هول مرکز واحدی بچرخندبر اساسایناصل لازماست خطوط عمودیکهاز صفحههرچرخ خارج
میشوداز مرکزقوس عبور نمایداگر یکیاز خطوطیاهردواز مرکز دوران نگذرند چرخها بجای
غلتیدندر روی مسیر منحنیشکلبه حالت لغزش سریدن حرکت خواهندکرددراین وضعیت
لاستیک سایی زیادوعمل هدایتو کنترل دشوار خواهدشددر خودروهای کالسکه ای قدیمی برای
تحققاصل اکرمان تمام محورحولیک نقطه مرکزی دورانمی نمودبهاین فرمانهانوع شاهنگی
می گفتند مانند محورجلوی گاریهاکهازنوع شاهنگیاست برای خودروهااینطرحقابل استفاده
نمی باشد زیرانقطهثقل خودرورا بالامیبرددر خودروها بجای پیچیدن محور کینگپین اهرم بندی
را طوری تعیینمی کنندکهدر هنگام پیچش چرخها خطوط عمود خارجشدهاز صفحههرچرخازیک
نقطهکه همان مرکزقوساست عبور نماید برای تحقق چنین حرکتی لازماستچرخ خارجپیچ کمتر
وچرخ داخلپیچ بیشترحول محور کینگپین دوران نمایداین حالت که نوعی الزام برای ایمنی
خودرومحسوبمیشودکه چرخهارادر موقع پیچیدن بحالت تواوت درمی اورد طراحی هندسه
فرمانبه نحوی انجاممیشودکه تواوت مناسبی در هنگام پیچیدن ایجادشودتااز سریدن چرخها
جلوگیریشود برایرسیدنبه تواوت مناسب اهرم بندی چرخها طوری طراحیمیشودتا چرخهای
جلو زاویه چرخش متفاوتی بدست اورند تعیین زاویهپیچش دقیقبهسطح اتکای خودروونوع اهرم
بندی فرمان بستگی دارد تئوری مناسب برای زاویهپیچش چرخهایجلو چنیناست ادامهدو محور
چرخمیل فرمانو کینگپین محور چرخشسگدست بایددر نزدیکی دیفرانسیل یگدیگر را قطع کند
http://www.gerdavari.com/zav-charch6.gif

هندسهفرمان :هندسه فرمان که به ان ذوزنقه فرمان نیز گفته می شود دارای چهار ضلع دو ضلع موازی و دو ضلع
غیر موازی است اضلاع موازی ذوزنقه عبارت اند از
ضلع بزرگتر : فاصله بین دو محور سیبک های کینگ پین
ضلع کوچکتر: فاصله بین دو سیبک میل فرمان بزرگ
اضلاع کوچک تر غیر موازی ذوزنقه عبارتند از امتداد دو محور اهرم چرخ که در اصطلاح عامیانه شغال دست گفته می شود

http://www.gerdavari.com/zav-charkh7.jpg
منبع : جزوه اموزشکده فنی ثامن الحجج