Düz giden bir otomobil yandan rüzgar yediğinde neden yön değiştirmek ister?


Köprüde aracımın sağa çekmesinin nedenini anlayamadım, direksiyonda tork oluşma nedeni nedir acaba?


1 Cevap

Bunun temel sebebi kaster açısıdır. Öncelikler kasterin ne olduğuna bakarsak:

Kaster nedir?

Kaster kelimesi İngilizce "Caster" kelimesinden gelmektedir ve bir eşyayı daha rahat hareket ettirebilmek için bu eşyanın altına eklenen tekerleklere verilen bir addır. Araçlarda bulunan kaster terimi ile bu tekerleklere neden aynı ismin verildiğini ofis sandalyeleri üzerinden bir örnek ile açıklamaya çalışalım.

Bilindiği gibi bu tekerleklerin dönme ekseni tekerleğin bağlı olduğu noktadan farklı bir noktadadır. Ofis sandalyesini aşağıdaki animasyondaki gibi hareket ettirmeye çalıştığımız zaman dönme ekseninin tekerleğin bağlandığı noktadan daha ileride olduğu görebiliriz. Tekerlek dönme eksenini takip etmektedir. Konunun devamında bu konuyu daha detaylı açıklayacağız ancak ofis sandalyelerinin tekerlekleri pozitif kaster durumu için basit bir örnektir.

görsel açıklaması

(www.sekizsilindir.com)

Kaster açısı nedir?

Kaster açısı ise bu geri çağırıcı kuvveti oluşturan etkiyi yaratmak için oluşturulan açıdır. Bu açı direksiyon tekerinin dönüş ekseninin(kırmızı eksen) sürtünme yüzeyinin normaliyle(gri eksen) yaptığı açıdır(Ɵ açısı).

görsel açıklaması

Kaster açısı sayesinde direksiyona tork uygulanmadığında sıfır konumuna döner. Araç hızlandıkça bu kuvvet artar ve yüksek hızlarda araç daha dengeli hale gelir.

Yanal rüzgarın etkisiyle oluşan kuvvet yer sürtünmesi ile dengelenmelidir. Bu iki kuvvet zıt yönlüdür fakat eksenleri arasında ofset bulunur. Bu da iki nokta arasında dönme momenti oluşturur. Bu nedenle araç rüzgar altına döner.

Şu şekilde kısa bir hesap yapabiliriz: Rüzgar nedeniyle oluşan yanal kuvveti 500 Newton kabul edelim. Bunun yarısını ön tekerlekler tarafından karşılandığını kabul edersek 250 Newtonluk bir kuvvet dönme noktasına etki edecektir. Tekerlek üzerinde oluşan torku hesaplamak için dönme ekseni ile sürtünme yüzeyi arasındaki farkı hesaplamamız gerekir. 20 inch çapı olan bir tekerlek ele alırsak 3 derece kaster ile bu mesafeyi 0.0013 metre bulabiliriz. Buradan tekerlekte oluşan torku 0.325 newtonmetre buluruz. Direksiyon ile tekerlekler arasındaki redüksiyon oranına 1/10 dersek 0.0325 newtonmetre gibi bir değer hesaplayabiliriz.

7 ay, 3 hafta önce yazdı
7 ay, 3 hafta önce düzenledi