Caster

Caster è la misura di quanto l’asse dello sterzo è avanti o indietro rispetto all’asse verticale, visto di lato. Si misura tracciando una linea tra i punti di rotazione superiore e inferiore del montante anteriore. L’angolo tra la linea tracciata e la verticale è l’angolo di caster.

Ci sono 3 tipi di angolo di caster:

Positive Caster

Positive caster è quando il punto di montaggio superiore del montante è più indietro rispetto al punto di montaggio inferiore quando si guarda di lato.

Un altro modo per ottenere un caster positivo è quando i due punti di montaggio sono sulla stessa linea verticale l’uno dell’altro ma sono entrambi davanti alla linea centrale della ruota. Questo dà una scia di offset del caster positivo, spesso indicato come scia meccanica.

Caster neutro

Caster neutro è quando i punti di montaggio verticali sono sullo stesso piano verticale l’uno dell’altro e sono sullo stesso piano verticale della linea centrale del mozzo e della ruota.

Cerchio negativo

Cerchio negativo è quando il punto di montaggio superiore del braccio di controllo sul mozzo è davanti alla linea centrale della ruota e il punto di montaggio inferiore del mozzo è dietro la linea centrale della ruota.

Un altro modo per ottenere un caster negativo è che entrambi i punti di montaggio siano sulla stessa linea verticale ma dietro la linea centrale della ruota.

Lo scopo del caster

Il caster è un membro della geometria dello sterzo e funziona in curva e in linea retta. Il caster positivo è il tipo di caster più usato nell’industria automobilistica grazie ai suoi numerosi vantaggi. Ci sono 3 tipi di caster. Ognuno ha i suoi vantaggi e svantaggi.

Caster negativo

Il caster negativo non dà alcun feedback al guidatore in termini di posizione delle ruote. È anche il tipo di rotella che viene usato su un carrello della spesa ed è la ragione per cui le ruote possono oscillare e girare con facilità. Un ulteriore svantaggio del caster negativo è che aumenta in condizioni di frenata rendendo lo sterzo più instabile a causa del beccheggio dell’auto in avanti. Questo può comunque essere risolto con la geometria dello sterzo anti-dive.

L’unico notevole vantaggio di avere un caster negativo è che lo sforzo di input dello sterzo richiesto è molto basso, rendendo lo sterzo molto facile da girare.

Zero Caster

Un vantaggio dell’uso di zero caster è che mantiene la leggera riduzione della coppia del perno di articolazione prima di raggiungere il limite di aderenza, che è utile per un pilota per sapere quando il limite è vicino. Inoltre, il caster zero fornisce un facile input di sterzo senza l’estrema instabilità dell’uso del caster negativo.

Caster positivo

Il caster positivo crea una coppia auto-allineante. Questo aumenta la stabilità del veicolo in situazioni di linea retta, sempre più importante alle alte velocità. Lo sterzo fermo e stabile dà fiducia al guidatore e gli permette di guidare a velocità più elevate in linea retta, dato che non sta lottando contro il volante. Questa coppia auto-allineante tira anche le ruote in linea retta quando si esce da una curva, permettendo al guidatore di essere molto più fluido in uscita dalla curva, controllando la velocità con cui le ruote tornano al centro.

Lo svantaggio principale del caster positivo è che lo sterzo richiede uno sforzo maggiore per girare il volante. Tuttavia con i sistemi di servosterzo questo non è un problema. Inoltre, per un pilota da corsa dove spesso non c’è il servosterzo, l’input pesante è tollerato per la maggiore stabilità e le uscite di curva più fluide.

Il caster positivo crea anche un effetto di sollevamento quando le ruote sono girate. La ruota anteriore interna sale e quella esterna scende. Questo crea un effetto di sollevamento che mette più massa sulla ruota esterna posteriore in curva. Questo può creare un effetto positivo in curva in quanto aiuta a ruotare l’auto in entrata di curva. Tuttavia, troppo caster può portare al sovrasterzo a causa degli effetti di sollevamento.

Gli effetti del caster sulla campanatura

L’angolo del caster influenza la campanatura della ruota durante la sterzata. Tuttavia, a differenza del KPI, gli effetti sono benefici. Se un’auto è impostata con una campanatura positiva, la ruota esterna guadagnerà una campanatura negativa durante la curva. La ruota interna guadagnerà una campanatura positiva, inclinando effettivamente l’auto nella curva per fornire la massima area di contatto con il terreno.

Centraggio avanzato

In curva, il centro di pressione della forza di curva degli pneumatici agisce dietro il punto di intersezione dell’asse dello sterzo con il piano del terreno con un braccio di momento pari alla somma della scia meccanica. L’effetto di questo braccio di momento è quello di produrre una coppia autocentrante nel sistema di sterzo.

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