Thông tin hữu ích
Giải thích các thuật ngữ được sử dụng trong Máy cân chỉnh độ chụm
Trong ngành công nghiệp ô tô, việc đảm bảo các bánh xe được cân chỉnh đúng cách là yếu tố quan trọng để duy trì độ an toàn khi lái xe và giúp tăng tuổi thọ các bộ phận lái. Công việc này sẽ cần đến sự tham gia của chiếc máy cân chỉnh độ chụm, Chính vì thế, trong quá trình sử dụng ta sẽ bắt gặp một số thuật ngữ như TOE, CAMBER, CASTER, và một số thuật ngữ chuyên môn khác đóng vai trò quan trọng trong việc cân chỉnh độ chụm. Nội dung bài viết dưới đây là để giải thích chi tiết về những thuật ngữ này. Mời các bạn cùng tham khảo.
TOE
TOE ảnh hưởng đến độ ổn định khi xe chạy thẳng và sự mòn lốp xe. Để đạt được các tiêu chuẩn lái xe, TOE phải được cân chỉnh theo khuyến nghị của nhà sản xuất.
Toe là khoảng cách chênh lệch giữa mặt trước và mặt sau của hai bánh xe. Trong hệ đo lường Mỹ, toe được đo bằng phần nhỏ của inch và thường được đặt gần bằng 0, nghĩa là các bánh xe song song với nhau. Toe-in là khi mặt trước của lốp xe gần nhau hơn so với mặt sau, trong khi toe-out thì ngược lại.
Nếu toe-in không đúng, sẽ gây ra mòn lốp nhanh chóng và đồng đều ở cả hai bánh. Dạng mòn này được gọi là mòn dạng răng cưa, như minh họa trong hình. Nếu các cạnh sắc của các phần gai lốp hướng vào trung tâm xe, thì toe-in quá lớn. Nếu các cạnh này hướng ra ngoài, thì toe-out quá lớn. Toe luôn có thể điều chỉnh được ở bánh trước, và trên một số xe, cũng có thể điều chỉnh cho bánh sau.
Giống như camber, toe thay đổi tùy theo tốc độ xe. Khi lực khí động học thay đổi độ cao của xe, thông số toe có thể thay đổi do hình học của hệ thống liên kết lái liên quan đến hệ thống treo. Vì lý do này, các thông số toe được xác định cho xe khi ở trạng thái không di chuyển, với giả định rằng toe sẽ bằng 0 khi xe ở tốc độ cao trên đường.
Trong những ngày đầu, trước khi có lốp radial, các nhà sản xuất thường thêm một chút toe-in để bù đắp lực cản của lốp ở tốc độ cao.
Trên một số máy căn chỉnh đời cũ, toe-in được đo tại từng bánh xe bằng cách tham chiếu đến bánh xe đối diện. Phương pháp này gây ra khó khăn trong việc giữ vô lăng thẳng ngay từ đầu và cần các điều chỉnh bổ sung để vô lăng thẳng. Các máy hiện đại hơn sử dụng đường trung tâm của xe làm tham chiếu bằng cách gắn dụng cụ đo lên cả bốn bánh xe. Để biết thêm chi tiết, hãy xem thông tin về Steering Center và Thrust Angle.
Camber
Camber ảnh hưởng đến độ bám đường và khả năng quay lái của xe. Nếu Camber quá lớn hoặc quá nhỏ, lốp xe sẽ mòn bất đều.
Camber là góc của bánh xe, được đo bằng độ khi nhìn từ phía trước xe. Nếu đỉnh của bánh xe nghiêng ra ngoài so với trung tâm của xe, thì camber là dương; nếu đỉnh nghiêng vào trong, thì camber là âm. Nếu camber nằm ngoài phạm vi đúng, nó sẽ gây mòn lốp ở một bên của bề mặt lốp. Ví dụ, nếu camber quá âm, lốp sẽ mòn ở mặt trong của bề mặt lốp. Việc điều chỉnh camber đúng sẽ cân bằng lực tác động lên mỗi phần của trục bánh xe, kéo dài tuổi thọ của các bộ phận và giảm tình trạng mòn lốp.
Nếu camber khác nhau giữa hai bên, nó có thể gây ra vấn đề kéo lệch. Xe sẽ bị kéo về phía có camber dương lớn hơn. Trên nhiều xe dẫn động cầu trước, camber không thể điều chỉnh. Nếu camber trên các xe này không đúng, điều đó cho thấy có bộ phận nào đó đã bị mòn hoặc cong vênh, có thể do tai nạn, và cần được sửa chữa hoặc thay thế.
Khi thông số camber được xác định trong giai đoạn thiết kế, nhiều yếu tố được cân nhắc. Các kỹ sư tính đến thực tế rằng thông số căn chỉnh bánh xe được các kỹ thuật viên căn chỉnh dựa trên một chiếc xe ở trạng thái đứng yên. Trên nhiều xe, camber thay đổi ở các tốc độ khác nhau do lực khí động học làm thay đổi độ cao của xe so với khi xe ở trạng thái nghỉ. Do đó, trước khi điều chỉnh camber, cần kiểm tra và sửa các vấn đề về độ cao xe. Thông số camber được đặt sao cho khi xe ở tốc độ cao trên đường, camber đạt mức tối ưu nhằm giảm thiểu mòn lốp.
Trong nhiều năm, xu hướng là đặt camber từ bằng 0 đến hơi dương để bù đắp tải trọng của xe. Tuy nhiên, xu hướng hiện tại là điều chỉnh camber hơi âm để tăng độ ổn định của xe và cải thiện khả năng xử lý.
Tác động của camber âm và camber dương đến việc căn chỉnh bánh xe:
- Camber dương quá mức: Khi một chiếc xe có camber dương quá mức, lốp xe thường sẽ bị mòn không đều ở mép ngoài (gần mặt đường), dẫn đến việc lốp cần phải thay thế sớm. Camber dương quá mức cũng có thể làm hư hỏng các bộ phận của hệ thống treo, khiến chúng phải thay thế trước khi hết tuổi thọ dự kiến.
- Camber âm quá mức: Khi một chiếc xe có camber âm quá mức, lốp xe sẽ thường bị mòn không đều ở mép trong (gần động cơ). Camber âm quá mức cũng có thể dẫn đến việc các bộ phận của hệ thống treo bị hư hỏng nhanh chóng và phải thay thế trước khi hết tuổi thọ dự kiến.
Khi camber bên trái và bên phải chênh lệch nhau chỉ 1° hoặc hơn, điều này có thể khiến xe bị kéo sang một bên. Một cách đơn giản để kiểm tra là tăng tốc từ từ và buông tay khỏi vô lăng. Nếu xe bắt đầu lái sang trái hoặc phải mà không có sự can thiệp của người lái, thì chiếc xe cần phải căn chỉnh bánh xe.
Caster
Caster đáp ứng nhu cầu về độ ổn định và khả năng lái trực tiếp khi xe di chuyển. Góc Caster sai lệch có thể gây ra độ lệch tay lái hoặc khó khăn trong lái xe.
Khi bạn xoay vô lăng, bánh trước sẽ phản ứng bằng cách quay quanh một trục gắn với hệ thống treo. Góc caster là góc của trục lái này, được đo bằng độ khi nhìn từ bên hông xe. Nếu đỉnh của trục nghiêng về phía sau xe, caster là dương; nếu nghiêng về phía trước, caster là âm. Nếu caster không được điều chỉnh đúng, nó có thể gây ra vấn đề khi xe chạy thẳng. Nếu caster khác nhau giữa hai bên, xe sẽ bị kéo về phía có caster dương nhỏ hơn. Nếu caster ở cả hai bên đều bằng nhau nhưng quá âm, việc lái sẽ nhẹ và xe sẽ dễ bị lạng, khó giữ thẳng. Nếu caster ở cả hai bên bằng nhau nhưng quá dương, việc lái sẽ nặng và vô lăng có thể bị giật khi bạn đi qua chỗ gồ ghề. Caster ít ảnh hưởng đến việc mòn lốp.
Cách tốt nhất để hình dung caster là tưởng tượng bánh xe của một xe đẩy hàng. Trục quay của bánh xe này, dù không nghiêng, cũng giao với mặt đất trước vị trí tiếp xúc của bánh xe. Khi bánh xe nằm sau trục quay tại điểm tiếp xúc với mặt đất, nó ở trạng thái caster dương. Hãy hình dung bạn cố đẩy xe đẩy và giữ bánh xe nằm trước trục quay. Bánh xe sẽ liên tục xoay lệch khỏi hướng thẳng. Đây chính là điều xảy ra khi một chiếc xe có caster được chỉnh quá âm. Giống như góc camber, trên nhiều xe dẫn động cầu trước, caster không thể điều chỉnh. Nếu caster không đúng trên các xe này, điều đó cho thấy có bộ phận nào đó đã bị mòn hoặc cong vênh, có thể do tai nạn, và cần được sửa chữa hoặc thay thế.
Caster dương cải thiện khả năng giữ thẳng của xe vì đường caster (đường được vẽ qua trục lái khi nhìn từ bên hông) giao với mặt đất trước vị trí tiếp xúc của lốp. Tương tự như bánh xe của xe đẩy hàng, bánh xe bị buộc nằm sau trục quay, giúp xe giữ hướng thẳng.
Nếu như vậy, tại sao hầu hết các xe trước năm 1975 lại có thông số caster âm? Có hai lý do cho điều này. Vào thời điểm đó, người ta muốn xe có tay lái nhẹ như lông hồng, và xe khi đó chưa được trang bị lốp radial. Lốp không phải radial thường có xu hướng biến dạng ở tốc độ cao, làm cho điểm tiếp xúc của lốp lùi lại phía sau so với đường giữa của lốp (hãy hình dung một chiếc xe hoạt hình chạy nhanh, lốp thường được vẽ dưới dạng hình quả trứng). Điểm tiếp xúc thường lùi lại phía sau đường caster, tạo ra hiệu ứng giống như caster dương. Đây là lý do tại sao, khi bạn lắp lốp radial cho loại xe này, xe sẽ bị lạng từ bên này sang bên kia và không còn giữ được hướng thẳng. Để khắc phục tình trạng này, hãy điều chỉnh caster về dương và xe sẽ lái mượt như xe mới.
Thrust Angel
Thrust Angle đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo rằng cả trục trước và sau hoạt động đồng bộ, giúp xe chạy thẳng và ổn định trên đường.
Thrust Angle là góc giữa đường trung tâm của xe và đường lực đẩy (thrust line) của xe. Khi lái xe, nếu thrust angle không bằng 0, bánh trước và bánh sau sẽ kéo về cùng một phía. Nếu đường lực đẩy nằm ở bên trái đường trung tâm của xe, thrust angle là dương; ngược lại, nếu ở bên phải, thrust angle là âm.
Sự tồn tại của thrust angle khiến phần sau của xe bị kéo lệch sang một bên. Để lái xe thẳng, bánh trước phải quay theo hướng của đường lực đẩy. Nếu không thực hiện bù thrust angle cho toe phía trước, vô lăng sẽ phải xoay sang một bên khi lái xe thẳng. Nếu có thể điều chỉnh toe ở bánh sau, thrust angle nên được điều chỉnh gần bằng 0.
Hướng của đường lực đẩy là hướng di chuyển thực tế của xe và được xác định bởi toe của bánh sau. Khi hướng của đường lực đẩy không trùng với đường trung tâm hình học của xe, vô lăng phải được xoay một góc nhất định để giữ xe đi thẳng, dẫn đến hiện tượng mất cân bằng của vô lăng. Đồng thời, lộ trình di chuyển của bánh sau sẽ không trùng với bánh trước. Hiện tượng này được gọi là Rear Wheel Lateral Move (dịch chuyển ngang của bánh sau).
Nếu bỏ qua đường lực đẩy, độ chính xác của căn chỉnh bánh xe sẽ không được đảm bảo. Đây là nguyên nhân chính gây ra hiện tượng lệch tay lái (steering deflection).
Steering Center
Steering Center (Trung tâm lái xe) đơn giản là việc vô lăng được giữ ở vị trí trung tâm khi xe di chuyển trên một con đường thẳng và bằng phẳng. Một trong những phàn nàn phổ biến nhất của khách hàng sau khi thực hiện căn chỉnh bánh xe là vô lăng bị lệch. Giả sử rằng vô lăng vẫn giữ nguyên vị trí khi bạn buông tay (nói cách khác, xe không bị kéo), thì trung tâm lái xe được kiểm soát bởi các cài đặt toe trước và toe sau.
Khi điều chỉnh trung tâm lái xe, toe sau cần được điều chỉnh đầu tiên để đưa góc Thrust gần với trục trung tâm của xe nhất có thể. Sau đó, vô lăng được khóa ở vị trí đi thẳng trong khi toe trước được căn chỉnh. Trước khi khóa vô lăng, cần khởi động động cơ và xoay vô lăng sang phải và trái vài lần để giảm bớt căng thẳng trên van lái trợ lực. Sau khi điều chỉnh toe, động cơ cần được khởi động lại để đảm bảo rằng van lái không bị tải lại do việc điều chỉnh cần lái. Tất nhiên, bạn luôn nên kiểm tra xe trên đường sau mỗi lần căn chỉnh để kiểm tra chất lượng.
Một vấn đề khác với trung tâm lái xe liên quan đến loại đường mà xe di chuyển. Hầu hết các con đường có độ dốc giữa để giúp thoát nước, và trừ khi bạn lái xe ở Anh, Nhật Bản hoặc các quốc gia khác nơi lái xe ở phía bên trái của đường, bạn thường lái xe ở phía bên phải của độ dốc này. Điều này có thể khiến xe bị lệch sang phải, khiến vô lăng có vẻ lệch sang trái khi di chuyển trên một con đường thẳng. Cách tốt nhất để bù đắp cho điều này là:
- Nếu có sự khác biệt về caster, thì bánh xe bên trái nên có caster âm hơn bánh xe bên phải, nhưng không quá 1/2 độ. Kiểm tra thông số kỹ thuật để biết các khuyến nghị cụ thể về sự khác biệt giữa hai bên.
- Nếu có sự khác biệt về camber, thì bánh xe bên trái nên có camber dương hơn bánh xe bên phải. Kiểm tra thông số kỹ thuật để xem sự khác biệt cho phép là bao nhiêu.
Setback
Setback đề cập đến sự khác biệt về vị trí của hai bánh xe trên cùng một trục. Nếu một bánh xe nằm phía trước hoặc phía sau bánh xe còn lại trên cùng một trục, hiện tượng này được gọi là Setback. Nguyên nhân có thể do lỗi sản xuất, tai nạn, hoặc sai lệch trong việc lắp ráp. Setback có thể ảnh hưởng đến khả năng lái xe và độ ổn định.
Set-back là góc giữa đường thẳng đi qua tâm của hai bánh trước và hai bánh sau với đường vuông góc của đường lực đẩy (thrust line). Nếu bánh phải nằm phía trước bánh trái, set-back là dương; nếu ngược lại, set-back là âm. Nếu biết chiều rộng cơ sở bánh xe (tread), set-back có thể được biểu thị bằng milimét (mm).
Theo một số nhà sản xuất, set-back nhỏ hơn 1/4 inch (khoảng 6,35 mm) được coi là trong giới hạn cho phép. Nếu lớn hơn mức này, có khả năng cao là một bộ phận nào đó đã bị cong hoặc hư hỏng.
Scrub Radius
Scrub Radius không đúng có thể gây khó khăn trong việc điều khiển xe, đặc biệt là khi phanh hoặc tăng tốc đột ngột.
Scrub radius là khoảng cách giữa điểm giao của SAI (Steering Axis Inclination) với mặt đất và trung tâm của lốp. Khoảng cách này phải hoàn toàn giống nhau giữa hai bên xe, nếu không, xe sẽ bị kéo mạnh sang một bên ở tất cả các tốc độ. Mặc dù các vấn đề liên quan đến góc nghiêng trục lái (SAI) sẽ ảnh hưởng đến scrub radius, nhưng nó không phải là yếu tố duy nhất. Việc sử dụng các bánh xe hoặc lốp khác nhau giữa hai bên cũng sẽ gây ra sự khác biệt về scrub radius, cũng như khi lốp bị thiếu hơi.
Scrub radius dương là khi điểm tiếp xúc của lốp nằm ngoài điểm pivot của SAI, trong khi scrub radius âm là khi điểm tiếp xúc của lốp nằm trong khu vực pivot của SAI (xe dẫn động cầu trước thường có scrub radius âm).
Nếu phanh ở một bánh trước không hoạt động, với scrub radius dương, khi bạn đạp phanh, vô lăng sẽ cố gắng rút ra khỏi tay bạn. Scrub radius âm sẽ giảm thiểu hiệu ứng này.
Scrub radius được thiết kế từ nhà máy và không thể điều chỉnh. Nếu xe của bạn bị kéo sang một bên mặc dù đã căn chỉnh đúng, hãy tìm kiếm yếu tố nào đó ảnh hưởng đến scrub radius.
Included Angle
Included angle là góc được hình thành giữa SAI (Steering Axis Inclination) và camber. Góc này không thể đo trực tiếp. Để xác định included angle, bạn cộng SAI với camber. Nếu camber âm, included angle sẽ nhỏ hơn SAI; nếu camber dương, included angle sẽ lớn hơn SAI.
Included angle phải giống nhau giữa hai bên xe, ngay cả khi camber khác nhau. Nếu không giống nhau, có khả năng một bộ phận nào đó đã bị cong, thường là khớp lái (steering knuckle).
Kingpin (KPI) or Steering Axis Inclination (SAI)
Kingpin hay Steering Axle Inclination (KPI hoặc SAI) là góc nghiêng của trục khớp lái (kingpin) so với đường trung tâm của xe từ phương thẳng đứng. SAI cũng được gọi là KPI (King Pin Inclination) trên các xe tải và xe cũ sử dụng khớp lái kingpin thay vì khớp cầu.
Khi góc này được cộng với camber để tạo thành included angle (góc bao gồm, như đã giải thích ở trên), nó sẽ khiến xe nhấc lên nhẹ khi bạn xoay vô lăng ra khỏi vị trí đi thẳng. Hành động này sử dụng trọng lượng của xe để giúp vô lăng tự quay trở lại vị trí trung tâm khi bạn buông tay sau khi quay xe.
Góc nghiêng trục kingpin chính xác giúp cân bằng lực tác động lên các ổ bi, từ đó kéo dài tuổi thọ của ổ bi và cải thiện khả năng điều khiển vô lăng. Nếu không có sự nghiêng này, khả năng điều khiển vô lăng có thể bị ảnh hưởng; hơn nữa, trọng lượng của xe và lực phản hồi từ mặt đất có thể gây căng thẳng lớn lên trục và cuối cùng làm hỏng trục.
Góc nghiêng trục kingpin chính xác cũng giúp xe khôi phục vị trí đi thẳng sau khi quay vô lăng. King Pin Inclination được xác định khi thiết kế hệ thống treo của xe và không thể điều chỉnh khi bảo dưỡng. Nguyên nhân phổ biến nhất khiến SAI không đúng là các bộ phận bị cong vênh, và cần phải thay thế để khắc phục tình trạng này. Hầu hết các máy căn chỉnh hiện nay đều có cách để đo SAI thông qua tính toán.
Riding Height
Có hai cách để đo riding height (chiều cao xe). Bạn cần làm theo hướng dẫn của máy căn chỉnh bánh xe mà bạn đang sử dụng để đo chiều cao xe.
Riding height thường được đo bằng inches, từ thanh rocker (thanh gầm xe) đến mặt đất. Các bảng thông số căn chỉnh bánh xe chất lượng sẽ cung cấp các chỉ số cụ thể, nhưng điều quan trọng là các phép đo phải nằm trong phạm vi chênh lệch không quá một inch giữa các bên (trái và phải) và giữa phía trước và phía sau. Riding height không thể điều chỉnh, ngoại trừ trên các xe sử dụng lò xo torsion bar. Cách tốt nhất để khắc phục vấn đề này là thay lò xo (Lưu ý: lò xo chỉ nên thay theo cặp đã được ghép đôi).
Thay đổi chiều cao xe sẽ ảnh hưởng đến camber và toe, vì vậy nếu thay lò xo hoặc điều chỉnh torsion bar, cần kiểm tra lại việc căn chỉnh bánh xe để tránh nguy cơ mòn lốp. Quan trọng cần lưu ý là triệu chứng duy nhất của lò xo cuộn yếu là sự chùng xuống của chiều cao xe. Nếu chiều cao xe bình thường, thì lò xo cũng bình thường.
Hãy chắc chắn rằng xe đang ở trên một bề mặt phẳng và các bánh xe trước được căn chỉnh thẳng. (Điều này có ảnh hưởng!). Đồng thời, lưu ý lượng nhiên liệu trong xe, nếu có móc kéo, loa subwoofer Volvo hoặc bất kỳ vật dụng nào trong khoang hành lý / thùng xe có thể ảnh hưởng đến chiều cao xe.
Centerline of the wheel (Trục Trung tâm của bánh xe)
Mối quan hệ giữa lốp và mặt đất tạo thành một đường gọi là vùng tiếp xúc. Đường này vuông góc (thẳng đứng) với trục trung tâm của bánh xe, là một đường tưởng tượng chạy từ trung tâm của bánh xe thẳng qua giữa, chia nó thành hai phần đối xứng.
- A đại diện cho trục trung tâm của bánh xe, là một đường tưởng tượng chạy từ trung tâm của bánh xe ra tới chu vi của nó và được sử dụng làm tham chiếu trong việc căn chỉnh bánh xe.
Khi lốp tiếp xúc với mặt đất, việc căn chỉnh và vị trí của trục trung tâm bánh xe so với vùng tiếp xúc là rất quan trọng để đảm bảo việc điều khiển xe đúng và giảm mòn lốp.
Vehicle’s centerline (Trục trung tâm của xe)
Đường thẳng đi qua điểm trung tâm của trục trước và điểm trung tâm của trục sau được gọi là trục trung tâm của xe (hoặc đường trung tâm hình học của xe). Đây là một đường tham chiếu quan trọng trong việc căn chỉnh và thiết kế hệ thống treo của xe, giúp đảm bảo xe di chuyển ổn định và thẳng hàng.
B đại diện cho trục trung tâm của xe, tức là đường thẳng tưởng tượng chia xe thành hai phần đối xứng về mặt hình học.
Các thuật ngữ trên là những yếu tố cơ bản và quan trọng trong quá trình sử dụng máy cân chỉnh độ chụm bánh xe. Việc hiểu rõ và áp dụng đúng các khái niệm này sẽ đảm bảo hiệu suất vận hành của xe cũng như sự an toàn cho người lái và hành khách.
