后傾角的原理和歷史

后傾角（英語：caster / castor angle）乃由汽車、機車、或自行車車身的側(cè)面望去，大王銷與懸吊系統(tǒng)（即地面垂直線）的夾角。通常負的后傾角代表著較佳的靈活度，正的后傾角則具有較穩(wěn)定的直進性。簡單來說，后傾角可看為車輪軸線與地面垂直線的夾角（對汽車來說，由于多連桿懸吊的設(shè)計日趨復(fù)雜，車輪軸線常以虛擬大王銷軸線代替，可將車輪軸想像為一條貫穿上球型接頭的中心點到下球型接頭的中心點的線）。賽車手通常會借由調(diào)整后傾角，來優(yōu)化車子在某些特定駕駛情形下的的操控性。

原理

當(dāng)后傾角用在機車或自行車上時，特別用來指輪軸軸心與頭管延伸線的間距（rack）或曳距（trail，指轉(zhuǎn)軸垂直地面之點和延伸接觸地面之點的距離），轉(zhuǎn)向的軸心通常都設(shè)計了特定的角度，讓車輪接觸地面的接觸點能稍稍的超前于他們的交叉點。這項設(shè)計是要提供一個角度，讓轉(zhuǎn)向這個動作可以自然而然回正。而車輪后傾角相對是落在轉(zhuǎn)向軸后（the wheel casters around so as to trail behind the axis of steering）。這讓車輛更容易駕駛而且增加了穩(wěn)定性，并減少了打滑。過大的后傾角將會導(dǎo)致讓車子轉(zhuǎn)向時變得太重而且車輛反應(yīng)比較慢。即使這個設(shè)計方法常被用在賽車時，要在轉(zhuǎn)彎時增大轉(zhuǎn)彎的幅度使用。通常后傾角會大于10度。而正因如此，設(shè)計動力方向盤可以克服因為后傾角設(shè)計較大而產(chǎn)生的抬起效應(yīng)（jacking effect）。

通常轉(zhuǎn)軸并不需要通過輪軸，所以后傾角可以獨立設(shè)計于曳距（trail）之外。后傾角與曳距的互動是很復(fù)雜的。但大致上來說她們都能幫助轉(zhuǎn)向。后傾角傾向于加上阻尼（damping），而曳距則加強路感和回饋。在像是超市推車的輪子這種極端的例子之中，這系統(tǒng)并沒有阻尼（避震）但是很穩(wěn)定，因為輪子其實是在推車的路徑上震蕩。這種設(shè)計下有曳距就有關(guān)系，但是沒有后傾角。舉個更復(fù)雜的情況，相對于輪胎的側(cè)面力并不是施力于接地面積（contact patch）上，而是在一段明顯接地距離之后。這段距離稱為氣胎曳距（pneumatic trail），且隨著速度、車輛載重、轉(zhuǎn)向角、地面、輪胎形式、輪胎壓力和時間改變。一個好的曳距開始點為明顯接地面積30 毫米之后。

歷史

1896年5月亞瑟·克雷伯斯（Arthur Constantin Krebs）是第一個將正后傾角應(yīng)用于他設(shè)計的前車輪，并獲得專利。


即為后傾角，紅線為車軸線，灰色區(qū)域為輪胎