מדוע מחנים רכב ברוורס (נסיעה לאחור)?

 על גלגל שיכור שמעתם? זה הגלגל של עגלות הסופר או גלגל הכיסא המשרדי או עגלת התינוקות. הגלגל הזה חופשי להסתובב סביב צירו 360° , אך יש לו גם סטייה מציר הסיבוב, כלומר, נקודת המגע עם הרצפה איננה בדיוק מתחת לציר הסיבוב שמתחבר לעגלה:

הסטייה הזו נקראת  CASTER OFFSET  והיא גורמת לגלגל “לנסוע אחרי העגלה”, בגלל שנקודת המגע של הגלגל עם הרצפה נמצאת לא מתחת לציר הסיבוב של הגלגל סביב עצמו. ברגע בו “יסטה” הגלגל ימינה או שמאלה מכיוון התנועה, יתפתח מומנט שישאף להחזיר אותו אל מאחורי העגלה:

הגלגלים הקדמיים של העגלה, קבועים (או שאף הם שיכורים).
מבנה זה מאפשר לנו ניהוג ושליטה מרביים בתנועת העגלה, בעזרת הידית שנמצאת מעל הגלגלים השיכורים (לא הקבועים).
כדי לנסוע ישר, צריך רק לדחוף את העגלה קדימה, וראו זה פלא, העגלה בקלות ממשיכה ושומרת על הכיוון הישר (בתנאי שלא נתקעה שקית ניילון באחד הגלגלים…. או שמשהו אחר יוצר חיכוך בגלגל אחד שיוצר מיד התנגדות להובלה, וסטייה מרגיזה בכיוון לא רצוי).
כדי לשנות כיוון, די בהטיה קלה של הידית, למשל, ימינה. הגלגלים השיכורים יאפשרו בקלות את תנועת החלק האחורי של העגלה ימינה, יתאימו את עצמם לזווית החדשה, ושוב יגררו אחרי העגלה בדיוק ובנאמנות. החלק הקדמי יקבל פניה שמאלה ואם תמשיכו גם לדחוף, העגלה תמשיך שמאלה. כל עוד תמשיכו את ההטיה ימינה, תמשיך העגלה להסתובב שמאלה. אם תפסיקו את הדחיפה אך תמשיכו את ההטיה ימינה, העגלה תעצור, אך תסתובב סביב נקודה שבין הגלגלים הקדמיים (במקרה שהם קבועים):

בצרוף של דחיפה משיכה והטיות ימינה ושמאלה, אנחנו נוהגים בעגלה של הסופר, בגמישות מופלאה והכל באופן אינטואיטיבי (אף אחד לא לקח שיעורי נהיגה על עגלת הסופר!).
החיסרון הוא שנקודת הסיבוב של עגלת הסופר (גלגלים קדמיים קבועים) תהיה תמיד סביב נקודה שנמצאת על הסרן הקדמי שלה, כלומר בין הגלגלים הקדמיים או מחוץ להם אך על הקו הדמיוני המחבר בין שני אלו.
מדוע לא להפוך גם את הגלגלים הקדמיים לשיכורים, ובכך לשחרר את האילוץ הזה?

ובכן,
במקומות רבים, אפילו עשו זאת. התקינו גלגלים שיכורים גם מלפנים:

כל עוד העגלה אינה כבדה מידי, ואין חיכוך חריג באחד הגלגלים, הכל מתנהל כשורה.
אך ברגע שהעגלה עמוסה מידי, או שיש עומס גדול בצד הקדמי, הניהוג הופך לקשה ומסורבל.
במצב זה עדיף למשוך ולא לדחוף.

התבוננתם פעם במלגזה בפעולה?
איזו תנועה חיננית בין הארגזים והמטענים, בדיוק כה רב ובזריזות!
המלגזה, זוהי בדיוק עגלת הסופר (מסוג הגלגלים הקדמיים קבועים)  וההנעה היא בגלגלים השיכורים הקשורים להגה (הנעה וצידוד בגלגלים השיכורים).

רגע, ומה במכונית? גם במכונית שלנו, ההנעה והצידוד באותו הגלגל?!

נכון מאד!

בגלגל הקדמי.

אך במכונית אנחנו נוסעים הפוך! הגלגל המצודד נוסע לפנים והגלגלים האחוריים קבועים בכיוון?!
בדיוק!
וכדי לקבל תמרון גדול יותר, כמו של מלגזה, (חניה בין שתי מכוניות במקביל למדרכה) אנחנו נוסעים לאחור. מכוונים את הגלגלים הקבועים לכיוון המדרכה ומתמרנים בעזרת הגלגלים המצודדים.
כמו המלגזה, וכמו עגלת הסופר! (גלגלים קדמיים קבועים).
התמרון לאחור, הרבה יותר גמיש, והרבה יותר קל (וגם אינטואיטיבי).
ולכן אנחנו חונים בתמרון קשה, ברוורס:

נכון, גם רכב עם הנעה אחורית מתמרן ברוורס טוב יותר.
החיסרון בהנעה אחורית הוא במגבלת הזווית של הגלגל המצודד. אם בהנעה אחורית תצודדו את הגלגלים הקדמיים עד °90 הרכב ייעצר ולא יתקדם לא קדימה ולא אחורה. המלגזה, שלה הנעה בגלגלים המצודדים, ממשיכה במצב כזה לנוע סביב נקודה בין הגלגלים הקבועים ונראית כמסתובבת במקום. (הקושי הוא הנדסי, לאפשר הנעה וגם צידוד באותו הגלגל- קצת מסובך, אבל אפשרי)

ומדוע, אם כך, לא לייצר במכונית צידוד אחורי כמו במלגזה?

והסיבה היא, כי במהירויות גבוהות התגובה של קידמת המלגזה הופכת לאיטית, והכיוון של חזית הרכב הופכת לקשה.

ואיך אני יודע?

אפשר להראות זאת בתרשימים, אך פשוט נסו לנסוע רוורס (במגרש ריק) במהירות קצת גבוהה ממה שאתם רגילים, ותראו שהכיוון הולך ונעשה קשה ואף עלול להתבדר (לא תצליחו לנסוע בקו ישר אלא בזיגזגים)- איך אומרים: אל תנסו את זה בבית…. לבלום מיד!

רגע, ומה קורה באופניים?? באופנוע???

סטיית הקסטר היא בגלגל הקדמי!!  והיא הפוכה!!?

הגלגל הקדמי שיכור לגמרי!

איך קורה שלגלגל הקדמי אין נטייה להתהפך ו”להסחב” מאחור כמו לגלגל השיכור של עגלת הסופר??

שוב,   טריק הנדסי

הגלגל הקדמי, השיכור, של האופנים, יושב על ציר שיש לו נטייה קדימה:

זווית קסטר זו בעברית: זווית קדם אופן (כך כתב לי אביחי ישראל) מייצרת קסטר חיובי, כלומר, ייווצר מומנט שישאף להחזיק תמיד את נקודת המגע עם הכביש מאחורי הציר בדיוק בכיוון התנועה (כמו בעגלת הסופר):

ואם שאלתם, אז כן,

גם ברכב הפרטי שלכם, יש זווית קסטר, וסטיית קסטר, שעוזרים לייצוב ההיגוי במיוחד במהירויות גבוהות

עוד סיבה לשמור על לחץ צמיגם על פי הוראות היצרן, כי ה Caster משתנה עם רדיוס הגלגל ורדיוס הגלגל תלוי בלחץ האוויר בגלגל.

את הסוד הזה אל תספרו למוסכניק שעושה לכם “כיוון פרונט”.

הם מעולם לא בדקו לחץ אוויר לפני שהתחילו לבדוק זוויות היגוי….

וזאת אחת הסיבות שאני לא מרשה למוסכניקים לבדוק או לטפל בכיווני הפרונט ברכב שלי (עכשיו כולם יכעסו עלי…)

ועוד סוד הנדסי קטן:

ברגע שיצרנו זווית קסטר, וקסטר חיובי, השלדה מתרוממת (מרווח גחון גדל) ברגע שהגלגל סוטה ימינה או שמאלה. זה יוצר אפקט נוסף שעוזר לשמור על היגוי יציב בקו ישר.

את זה, אתם מוזמנים להוכיח בעזרת סקיצה קטנה, ולשלוח אלי

בתגובה כאן בהמשך למאמר

במייל  moshe@moshe-kelman.co.il

בווטסאפ: 054-8079881

נ.ב.

למי שיש בבית עגלת ילדים עם 4 גלגלים שיכורים בעלי נעילת כיוון, מוזמן לבצע מספר ניסויים קצרים בהיגוי: 

1. שני גלגלים קידמיים שיכורים שנים אחוריים נעולים. נסיעה קדימה ואחורה ותמרוני חניה ומעבר ממסלול למסלול
2. שני גלגלים קידמיים נעולי כיוון ושנים אחוריים שיכורים. נסיעה קדימה ואחורה ותמרוני חניה ומעבר ממסלול למסלול.
3. כל הארבעה שיכורים. נסיעה קדימה ואחורה ותמרוני חניה ומעבר ממסלול למסלול.

הרגשתם את חווית ההיגוי השונה?