Угол кастера [1] или угол кастора [2] — это угловое смещение оси рулевого управления от вертикальной оси управляемого колеса в автомобиле , мотоцикле , велосипеде , другом транспортном средстве или судне, если смотреть сбоку транспортного средства. Ось рулевого управления в автомобиле с подвеской с двумя шаровыми шарнирами — это воображаемая линия, которая проходит через центр верхнего шарового шарнира к центру нижнего шарового шарнира или через центр шкворня для транспортных средств, имеющих шкворень.
Кастер заставляет колесо выравниваться с направлением движения и может быть достигнуто либо смещением кастера, либо углом кастера. Смещение кастера перемещает ось рулевого управления вперед оси вращения колеса, как в случае с передними колесами тележки для покупок. Угол кастера перемещает ось рулевого управления от вертикали. [3]
В автомобильных гонках угол наклона оси поворота может быть отрегулирован для оптимизации характеристик управляемости на определенном месте. Все это связано с передними колесами.
Артур Кребс предложил разместить переднюю ось автомобиля под положительным углом кастера в своем патенте Великобритании 1896 года под названием « Улучшения в механических транспортных средствах». В нем он заявил, что это было предназначено «для обеспечения устойчивости направления посредством специального расположения передней тележки, то есть для автоматического восстановления параллельности двух осей транспортного средства, когда нет тенденции удерживать их в каком-либо другом направлении или после того, как временное усилие заставило их отклониться от указанной параллельности. [...] Ось передней тележки расположена на подходящем расстоянии позади проекции оси поворотного пальца, чтобы обеспечить устойчивость направления, упомянутую выше». [4]
Ось рулевого управления наклонена таким образом, что линия, проведенная через нее, пересекает поверхность дороги немного впереди центра пятна контакта шины с асфальтом на расстоянии, называемом следом . Цель этого — обеспечить определенную степень самоцентрирования рулевого управления — колесо поворачивается, чтобы отставать от оси рулевого управления. Это облегчает управление транспортным средством и улучшает его курсовую устойчивость (уменьшая его тенденцию к блужданию). Чрезмерный угол кастера сделает рулевое управление более тяжелым и менее отзывчивым, хотя в гонках большие углы кастера используются для улучшения усиления развала при прохождении поворотов. Углы кастера более 7 градусов с радиальными шинами являются обычным явлением. Усилитель руля обычно необходим для преодоления эффекта поддомкрачивания из-за большого угла кастера.
Некоторые передние выравнивания требуют разного правого и левого кастера. Это называется поперечным кастером, а разница называется спредом. Поперечный развал также может быть указан, но обычно не оба. [5]
Ось рулевого управления (красная пунктирная линия на схеме выше) не обязательно должна проходить через центр колеса, поэтому кастер можно настроить независимо от выноса, который представляет собой расстояние между точкой пересечения оси рулевого управления с землей (при виде сбоку) и точкой, расположенной непосредственно под осью.
Угол кастера и вылет влияют на рулевое управление, хотя и по-разному: кастер, как правило, добавляет амортизации, в то время как вылет добавляет «ощущения» и возвратность.
Колесо -кастер на тележках для покупок — это крайний случай — система не демпфирована, но стабильна, поскольку колесо колеблется вокруг «правильного» пути. Конструкция имеет относительно высокий след, но не имеет кастера, что позволяет менять направление с минимальным усилием.
В этом случае боковые силы на шине действуют не в центре пятна контакта , а в точке за центром. Это расстояние называется пневматическим следом и меняется в зависимости от скорости, нагрузки, угла поворота, поверхности, типа шины, давления в шине и времени. Хорошей отправной точкой для этого является 30 мм за центром пятна контакта. [ необходима цитата ]
Когда передняя подвеска автомобиля выровнена , кастер регулируется для достижения самоцентрирующего действия в рулевом управлении, что влияет на прямолинейную устойчивость автомобиля. Неправильная настройка кастера потребует от водителя перемещать рулевое колесо как в поворот, так и из него, что затрудняет поддержание прямой линии.
В контексте велосипедов и мотоциклов, кастер чаще называют " head angle ", "rake angle" или "rake and trail", особенно в американском английском . Термины caster или castor angle по-прежнему преимущественно используются в британском английском .
Некоторые конструкторы велосипедов называют угол, образуемый механическим следом в центре колеса, кастером. [6]
caster n : небольшой наклон назад от вертикали оси рулевого механизма автомобиля для придания курсовой устойчивости передним колесам.
Угол наклона, угол, под которым установлена рулевая колонка передних колес автомобиля