Угол кастора [ 1] или угол кастора [2] — это угловое смещение оси рулевого управления от вертикальной оси управляемого колеса автомобиля , мотоцикла , велосипеда , другого транспортного средства или судна, если смотреть сбоку от транспортного средства . . Ось рулевого управления в автомобиле с двойной шаровой подвеской представляет собой воображаемую линию, проходящую через центр верхней шаровой опоры к центру нижней шаровой опоры или через центр шкворня для автомобилей, имеющих шкворень.
Кастер заставляет колесо выравниваться по направлению движения, и это может быть достигнуто либо за счет смещения кастера, либо за счет угла кастера. Смещение кастера перемещает ось поворота вперед оси вращения колес, как в случае с передними колесами тележки для покупок. Угол наклона смещает ось поворота от вертикали. [3]
В автомобильных гонках угол кастера можно регулировать для оптимизации характеристик управляемости для конкретного места проведения. Это все связано с передними колесами.
Артур Кребс предложил разместить переднюю ось автомобиля под положительным углом наклона в своем патенте Великобритании 1896 года, озаглавленном « Усовершенствования транспортных средств с механическим приводом». В нем он заявил, что предполагалось «обеспечить устойчивость направления посредством специального устройства передней части тележки, то есть автоматически восстановить параллельность двух осей транспортного средства, когда нет тенденции сохранять их в любом другом направлении или после того, как временное усилие заставило их отклониться от указанной параллельности [...] Ось передней тележки расположена на соответствующем расстоянии позади проекции оси шарнирного пальца. чтобы обеспечить стабильность направления, о котором говорилось выше». [4]
Ось рулевого управления расположена под таким углом, что линия, проведенная через нее, пересекает поверхность дороги немного впереди центра пятна контакта шины с тротуаром на расстояние, называемое следом . Целью этого является обеспечение некоторой степени самоцентрирования рулевого управления — колеса поворачиваются вокруг, чтобы следовать за осью рулевого управления. Это облегчает управление транспортным средством и улучшает его курсовую устойчивость (уменьшая склонность к блужданию). Чрезмерный угол кастера сделает рулевое управление более тяжелым и менее отзывчивым, хотя в гонках большие углы кастера используются для улучшения развала при прохождении поворотов. Углы кастера более 7 градусов для радиальных шин являются обычным явлением. Усилитель руля обычно необходим для преодоления эффекта поддомкрачивания из-за большого угла наклона.
Некоторое выравнивание передней части требует разного угла наклона правой и левой стороны. Это называется поперечным кастером, а разница называется разбросом. Также может быть указан поперечный развал, но не оба сразу. [5]
Ось поворота (красная пунктирная линия на рисунке выше) не обязательно должна проходить через центр колеса, поэтому ролик можно установить независимо от следа, который представляет собой расстояние между местом, где ось поворота пересекает землю, в вид сбоку и точка непосредственно под осью.
Угол кастера и след влияют на рулевое управление, хотя и по-разному: кастор имеет тенденцию добавлять демпфирование, а след добавляет «ощущения» и возвратности.
Поворотное колесо на тележках для покупок представляет собой крайний случай: система не демпфируется, но устойчива, поскольку колесо колеблется по «правильной» траектории. Конструкция имеет относительно высокий след, но не имеет кастера, что позволяет менять направление с минимальными усилиями.
В этом случае боковые силы на шину действуют не в центре пятна контакта , а в точке позади центра. Это расстояние называется пневматическим следом и зависит от скорости, нагрузки, угла поворота, поверхности, типа шин, давления в шинах и времени. Хорошей отправной точкой для этого является расстояние 30 мм позади центра пятна контакта. [ нужна цитата ]
Когда передняя подвеска автомобиля выровнена , кастор регулируется для достижения самоцентрирующегося рулевого управления, что влияет на устойчивость автомобиля на прямой. Неправильные настройки угла поворота заставят водителя поворачивать рулевое колесо как внутрь, так и наружу при каждом повороте, что затрудняет поддержание прямой линии.
В контексте велосипедов и мотоциклов кастор чаще называют « углом головы », «углом переднего угла» или «рейком и следом», особенно в американском английском . Термины «кастер» или «угол кастора» до сих пор преимущественно используются в британском английском .
Некоторые конструкторы велосипедов называют угол, образуемый механической дорожкой в центре колеса, кастером. [6]
кастор n : небольшой наклон обычно назад от вертикали оси рулевого механизма автомобиля для придания курсовой устойчивости передним колесам.
Угол кастора, угол, под которым установлена рулевая колонка передних колес автомобиля.