Body roll – Cuộn/lật/nghiêng thân xe là gì?

Chúng ta đều biết rằng lốp xe được cho là tác động lớn nhất đến khả năng vận hành của xe. Tuy nhiên, rõ ràng là có những động lực của khung gầm, thân xe vượt ra ngoài phạm vi của lốp xe. Khi bạn tăng sức kéo ở mặt đường, thì bạn phải sẵn sàng thực hiện bước tiếp theo để cải thiện khả năng xử lý xe: giảm lật thân xe thông qua việc sử dụng các thanh chống lật.

Rất có thể, bạn đã trải qua những tác động của cuộn thân xe/lật/nghiêng xe mỗi khi ngồi sau tay lái. Điều này xảy ra trong hầu hết mọi ngã rẽ khi một bên của xe nâng lên, khiến toàn bộ xe nghiêng về phía bên ngoài của chỗ rẽ.

Body Roll là gì?

Body roll – Cuộn thân xe (hay nghiêng, lật) xảy ra khi bạn rẽ vào một góc cua. Khi ô tô của bạn bắt đầu chuyển hướng, trọng lượng của nó bị đẩy ra bên ngoài góc cua do lực quán tính, làm cho ô tô của bạn lăn theo hướng đó. Nói một cách đơn giản, khi bạn rẽ trái, bạn sẽ bị ném sang phải và rẽ phải sẽ ném bạn sang trái.

Bánh xe của bạn tiếp xúc thường xuyên với mặt đất, vì vậy nó luôn ở trên cùng một mức nhưng thân xe của bạn (cabin mà bạn đang ngồi) nằm trên đầu các lò xo (hệ thống treo) được gắn (gián tiếp) vào bánh xe của bạn – cho phép thân xe tựa độc lập với các bánh xe.

Tại sao điều này xảy ra?

Đó là do lực ly tâm. Đây là một lực có hướng từ tâm và đi ra ngoài (một đường tròn tưởng tượng, tương ứng với góc cua xe). Do khối lượng và tốc độ quay, lực này sẽ đẩy văng vật đi ra ngoài. Hãy tưởng tượng bạn buộc một đầu dây vào một quả nặng và quay. Bạn sẽ cảm thấy quả nặng nó văng ra và kéo căng dây. Bạn càng quay nhanh thì cảm thấy quả nặng càng văng mạnh. Đó chính là lực ly tâm.

Điều tương tự cũng xảy ra khi bạn quay đầu xe ở tóc cua. Khi tốc độ vào cua của bạn tăng lên, lực đẩy bạn ra bên ngoài góc cua sẽ tăng lên. Hệ thống treo trên ô tô của bạn hấp thụ những lực này, dẫn đến thân xe cuộn, nghiêng ra bên ngoài góc cua.

Nguyên nhân của body roll là hiện tượng vật lý đơn giản: Một vật thể đang chuyển động có xu hướng duy trì chuyển động cho đến khi bị tác động bởi một lực bên ngoài. Vì vậy, trong điều kiện thực tế, khi bạn lái xe trên một đường thẳng, bạn đang cho phép chính khối lượng phương tiện, chất lỏng và hành khách và bất cứ thứ gì trên xe tạo ra động lực trên đường thẳng đó.

Khi bạn yêu cầu mọi thứ chuyển hướng đột ngột, thông qua tác động vào vô lăng, lốp trước có thể đổi hướng nhờ các ưu điểm cơ học của hệ thống lái, nhưng động lượng của xe, chất lỏng và hành khách vẫn tiếp tục theo hướng ban đầu. Vỏ xe là bộ phận duy nhất có khả năng tạo ra một lực bên ngoài có thể tác động ngược lại động lượng này và thay đổi hướng của nó.

Tại thời điểm này, một trong hai kịch bản có khả năng xảy ra cao nhất. Nếu có đủ xung lượng theo hướng ban đầu, và lốp xe không đủ độ bám để tác động ngược lại với năng lượng chuyển tiếp ban đầu, thì xe sẽ trượt ra khỏi ngã rẽ do lốp mất độ bám đường. Tuy nhiên, nếu lốp xe có đủ độ bám mặt đường thì thay vì trượt, lực kéo của xe ở mặt đường sẽ lấn át động lượng chuyển tiếp ban đầu và tác dụng lên lực ban đầu để tạo ra sự đổi hướng.

Nhưng điều gì xảy ra với năng lượng đó? Mặc dù chúng ta có thể đã có đủ lực bám để bám trụ qua khúc cua, nhưng chúng ta biết rằng động lượng của khối lượng xe sẽ tiếp tục theo hướng ban đầu. Kết quả là trọng lượng chuyển về phía mép ngoài mới của phương tiện cùng hướng với động lượng chuyển tiếp ban đầu.

Nếu đủ năng lượng phía sau trọng lượng truyền, thì năng lượng này sẽ làm cho hệ thống treo bên ngoài (trong trường hợp này là cụm lò xo và thanh chống) nén trong khi bên kia nâng và kéo dài ra.

Làm thế nào để ngăn ngừa cuộn thân xe

Theo định nghĩa, cuộn thân xe chỉ xảy ra khi một bên của hệ thống treo bị nén, trong khi bên kia bị kéo dài. Do đó, chúng ta có thể hạn chế việc cuộn thân xe bằng cách làm cho hệ thống treo phía người lái và phía hành khách khó/ít chuyển động ngược chiều nhau hơn.

Một phương pháp khá rõ ràng để đạt được điều này là sử dụng các lò xo cứng hơn. Lò xo cứng hơn sẽ nén ít hơn lò xo mềm hơn khi chịu một lực bằng nhau. Và ít nén hệ thống treo ở mép ngoài sẽ dẫn đến ít cuộn thân xe hơn.

Tuy nhiên, lò xo cứng hơn đòi hỏi phải sử dụng bộ giảm chấn mạnh hơn (thanh chống hoặc giảm xóc) và có ảnh hưởng ngay lập tức và đáng kể đến chất lượng xe. Vì vậy, mặc dù việc xử lý được cải thiện, nhưng chúng có thể không phải là cách dễ nhất hoặc tiết kiệm chi phí nhất để đạt được mục tiêu giảm cuộn thân xe.

Đối với nhiều người đam mê, việc sử dụng thanh chống lật — còn được gọi là thanh chống lắc, thanh cuộn, thanh ổn định hoặc thanh cân bằng — giúp giảm thiểu tác động tiêu cực đến chất lượng xe một cách hiệu quả hơn về chi phí.

Cách thức hoạt động của thanh chống lật

Nói một cách đơn giản, thanh chống lật là một thanh kim loại hình chữ U có tác dụng liên kết cả hai bánh xe trên cùng một trục với khung xe. Về cơ bản, các đầu của thanh được kết nối với hệ thống treo trong khi tâm của thanh được kết nối với thân xe.

Để xảy ra hiện tượng lật thân xe, hệ thống treo ở mép ngoài của ô tô phải nén trong khi hệ thống treo ở mép trong đồng thời bị kéo dài. Tuy nhiên, do thanh chống lật được gắn vào cả hai bánh xe nên chỉ có thể chuyển động như vậy nếu thanh kim loại được phép xoắn. (Một mặt của thanh phải xoắn lên trên trong khi mặt kia xoắn xuống dưới.) Vì vậy, độ cứng xoắn của thanh – hoặc khả năng chống xoắn quyết định khả năng giảm độ cuộn thân xe. Thanh ít xoắn hơn dẫn đến hai bên hệ thống treo ít bị chuyển động ngược chiều nhau hơn (kéo, nén) – điều này dẫn đến thân xe ít bị cuộn hơn.