後傾角
後頃角、Caster(或castor) angle [1] or castor angle[2] ,為從汽車、機車、或自行車車身的側面望去大王銷與懸吊系統(即地面垂直線)的夾角。通常負的後頃角代表著較佳的靈活度,正的後傾角會有較穩定的直進性。或者簡單來說,後傾角可看為車輪軸線與地面垂直線的夾角(對汽車來說,由於今日多連桿懸吊的設計日趨複雜,車輪軸線常以虛擬大王銷軸線代替,可將車輪軸想像為一條貫穿上球型接頭的中心點到下球型接頭的中心點的線)。賽車手通常會藉由調整後傾角來優化車子在某些特定駕駛情形下的的操控性。
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原理 [编辑]
當後傾角用在機車或自行車上時,特別用來指輪軸軸心與頭管延伸線的間距(Rack)或曳距(Trail)。可參見《Bicycle and motorcycle geometry》。 轉向的軸心通常都設計了特定的角度,讓車輪接觸地面的接觸點能稍稍的超前於他們的交叉點。這項設計是要提供一個角度,讓轉向這個動作可以自然而然回正。而車輪後傾角相對是落在轉向軸後(the wheel casters around so as to trail behind the axis of steering.)。這讓車輛更容易駕駛而且增加了穩定性,並減少了打滑。過大的後傾角將會導致讓車子轉向時變得太重而且車輛反應比較慢。即使這個設計方法常被用在賽車時,要在轉彎時增大轉彎的幅度使用。通常後傾角會大於十度。而正因如此,設計動力方向盤可以克服因為後傾角設計較大而產生的抬起效應(jacking effect)。 通常轉軸(圖中點線段)並不需要通過輪軸,所以後傾角可以獨立設計於曳距(trail,指轉軸垂直地面之點和延伸接觸地面之點的距離)之外。後傾角與曳距的互動是很複雜的。但大致上來說她們都能幫助轉向。後傾角傾向於加上阻尼(damping),而曳距則加強路感和回饋。在像是超市推車的輪子這種極端的例子之中,這系統並沒有阻尼(避震)但是很穩定,因為輪子其實是在推車的路徑上震盪。這種設計下有曳距就有關係,但是沒有後傾角。舉個更複雜的情況,相對於輪胎的側面力並不是施力於接地面積(contact patch)上,而是在一段明顯接地距離之後。這段距離稱為氣胎曳距( pneumatic trail) 且隨著速度、車載、轉向角、地面、輪胎形式、輪胎壓力和時間改變。一個好的曳距開始點為明顯接地面積30 公厘之後。
歷史 [编辑]
Arthur Krebs 將第一個正後傾角應用於1896年他設計的車的前輪。英文專利為: "To ensure stability of direction by means of a special arrangement of fore-carriage, that is to say, to re-establish automatically the parallelism of the two axles of the vehicle when there is no tendency to keep them in any other direction, or after a temporary effort has caused them to diverge from said parallelism. [...] The axle of the fore-carriage is situated a suitable distance behind the projection of the axis of the pivot-pin in order to ensure the stability of direction above referred to."
參考資料 [编辑]
- ^ Merriam Webster Dictionary. [2009-12-25]. "caster n : the slight usually backward tilt from vertical of the axis of the steering mechanism of an automobile for giving directional stability to the front wheels"
- ^ Oxford English Dictionary 2nd. Oxford University Press. 1989. "castor angle, the angle at which the steering-head of the front wheels of a motor vehicle is set"
外部連結 [编辑]
- Caster and Race Car Suspension Tuning
- Camber, Caster, Toe - What does it all mean?
- The 1896 Arthur Krebs automobile English patent: page 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
- Illustration of a dimension that is sometimes referred to as caster angle on bicycles.