Styretøjsopgave | Mekaniker H1

Side 1

Styretøj

Ackermann

I Værkstedet

Side 2

Indhold

Indledning ............................................................................................................................ 2 Styretøjet ............................................................................................................................. 2 Tandstangen .................................................................................................................... 3 Andre komponenter .......................................................................................................... 3 Krængningsstabilisatoren ................................................................................................. 3 Bærearm .......................................................................................................................... 3 Ackermann Styring .............................................................................................................. 4 Støddæmperen .................................................................................................................... 4 Styretøjsvinkler .................................................................................................................... 4 Vinkler og størrelser ......................................................................................................... 5 Camber ............................................................................................................................ 5 Caster ............................................................................................................................... 5 King Pin Inklination (K.P.I) ................................................................................................ 5 Toe-in ............................................................................................................................... 5 Toe-out ............................................................................................................................. 6 Toe-out on turns ............................................................................................................... 6 Kombinerede vinkel .......................................................................................................... 6 Typiske fejl ........................................................................................................................... 6 I værkstedet ......................................................................................................................... 7 Adskillelse, fejl og mangler ............................................................................................... 7

4-Hjuls udmåling .............................................................................................................. 7 Konklusion ........................................................................................................................... 9 Litteraturliste ........................................................................................................................ 9

Side 3

Indledning

I denne rapport vil jeg klarlægge mest muligt omkring styretøjsvinkler og styretøjskomponenter. Det er mit mål under opgaveskrivningen at jeg samtidig selv får større forståelse systemet.

Styretøjet

Styrearme, forbindelsesstænger og svingarme skal være omhyggeligt forbundet. Hvis de er indrettet til at kunne adskilles, skal forbindelserne sikres med møtrik, split, fjedreskive eller selvlåsende møtrik.

1. Styrestang

2. Tandstangs Styrehus

3. Gummimanchet

4. Styrekugle

5. Ratstamme

Styrestængerne er forbundet til tandstangen med kugleled.

De inderste kugleled er beskyttet af en gummimanchet.

Ligemeget hvilken type hjulophæng en vogn er forsynet med, kan hjulophænget ikke styre hjulføringen, hvis ikke de forskellige arme og led er forankret til karrosseriet.

Side 4

Tandstangen

Skal være uden slør og forskellen på de forskellige tandstænger kan være måden tænderne er skåret på altså vinklen, og antallet af tænder. Jo større udveksling jo mere kraft skal der til, dog over en kortere periode da de ”groft” skårede ikke skal bruge så langt en vandring fra den ene ende til den anden.

Andre komponenter

▪ Bærearm

▪ Bærekugle

▪ Spindelen

Krængningsstabilisatoren

Krængningsstabilisatorens job er at stabilisere bilen ved svingning når den ene side presses op i hjulkassen ved svingning vil krængningsstabilisatoren forsøge at presse den modsatte side op i hjulkassen og dermed nedsætte krængningen (hældningen) markant og give en mere stabil kørsel. Den er placeret under bunden eller over forbroen og i forbindelse med enten bærearm eller på fjederbenet, og hvis det sidste er tilfældet er der ofte det man i fagsprog kalder et kødben (stabilisatorstang).

Bærearm

Bærearmen er monteret på forbroen eller karosseriet. Inderst sidder den normalt fast i to bærearms bøsninger. Yderst sidder bærekuglen, som holder spindlen på plads. Noget som betyder meget er afstanden mellem de to inderste fastgørelses punkter. Jo længere der er, jo bedre bliver armens stivhed. Dette forbedrer stabiliteten i sving, og ved ligeudskørsel.

Side 5

Ackermann Styring

Når hjulene drejes bliver afstanden fra forbro til det inderste hjuls styrekugle kortere sammenlignet med det yderste hjul. Det inderste hjul vil derfor altid dreje mere. Det kaldes

Ackermann eller Trapez-styring i daglig tale.

Støddæmperen

De fleste biler har endten olie-støddæmpere eller gas-dæmpere. Olie-støddæmperen består af 2 kamre og fungere sådan at der inde i cylinderen er olie og efterhånden som den udsættes for vejens ujævnheder vil en lille ventil lukke olie ind i det ene kammer, dette sket meget langsomt for at holde bilen rolig. Ulempen ved olie-støddæmperen er at de meget små rystelser der f.eks. opstår ved hurtig kørsel på en vej med små ujævnheder kan gøre at olien skummer og støddæmperens funktion dermed bliver stærkt nedsat, den virker ganske enkelt ikke ordenligt.

Derfor har man udviklet en gas-dæmper som udover at have olien i sig også har et kammer med gas, og den gas sørger for at tage disse små rystelser så vi i højere grad undgår olieskum. Gas arten er en ikke emulgerende gasart og det betyder i bund og grund at gassen ikke kan gå i forbindelse med olien.

Udover det kan det siges at mekanikerens ved skift af gas støddæmper også burde indebærer at bore et hul godt to cm fra toppen for at tømme gassen ud inden støddæmperen smides ud med det andet jern skrot, da mange metaller omsmeltes og ild samt gas ikke er en god kombination.

Styretøjsvinkler

Styretøjsgeometrien omfatter de vinkler bilfabrikken har fastlagt for at opnå mest muligt greb og mindst muligt dækslid under såvel dækslid som ligeudkørsel og ved forskellige vægtmæssige belastninger.

Følgende vinkler gør sig gældende:

• Camber

• Caster

• King pin inklination

• Toe-in eller toe-out

• Toe-out on turns

• Den kombinerede vinkel

Disse styretøjsvinkler har stor betydning for bilens køre- og styreegenskaber, og en eventuel ændring af en eller flere af vinklerne vil påvirke køretøjets:

• Selvopretning

• Kørestabilitet

• Sidevindsfølsomhed

• Dækslid

Side 6

Vinkler og størrelser

360º er en stor vinkel svarende til en omdrejning.

1º er en meget lille vinkel til forhold for de 360º fra før.

Når det gælder styretøj er 1º en meget stor vinkel, og af den grund har man opdelt 1º i 60 dele for at kunne måle mindre end 1º, disse dele bliver kaldt minutter

Eksempel 1º 40’ – Svarende til en grad og fyrre minutter.

Camber

Camber er hjulets lodrette hældning indad eller udad.

Når hjulet hælder udad foroven er den positiv og når den hælder indad er den negativ.

Camber er på flertallet af biler ej justerbar. Og hvis der er justerings muligheder skal alt indstilles efter det fra fabrikken opgivede mål for camber.

Caster

Er fjederbenets hældning forover eller bagover i bilens længderetning

Hælder centerlinien bagover, betegnes caster-vinklen som positiv.

Hælder centerlinien forover, betegnes caster-vinklen som negativ.

Caster er normalt ikke justerbar på andet en race orienterede biler.

King Pin Inklination (K.P.I)

K.P.I –vinklen er er vinklen mellem lodret og fjederbenet.

K.P.I.-vinklen har stor betydning for den selvoprettende funktion idet den fremtvinger en opløftning af bilen når hjulene drejes væk fra ligeudstillingen i det spindlen bevæger sig i en cirkelbue. K.P.I har også gode egenskaber når det kommer til behagelig kørsel i og med at vinklen er med til at mindske stød fra vejen.

Toe-in

Toe-in er hjulets spidsning ved ligeudstilling.

Side 7

Ved toe-in forstås at afstanden mellem fælgkanten på det højre hjul og på det venstre hjul er kortere foran til end bagtil

Toe-out

Toe-out er hjulets spredning ved ligeudstilling.

Ved toe-in forstås at afstanden mellem fælgkanten på det højre hjul og fælgkanten på det venstre hjul er kortere bagtil end foran til.

Både toe-in og toe-out bliver bestemt af styrekuglens / styrestængernes justering.

Toe-out on turns

Når bilen drejer vil det inderste forhjul kører i cirkelbue med mindre radius end det yderste forhjul.

For at undgå sideslæb skal det inderste hjul dreje mere og derfor spredes hjulene en smule. En spredning der kun forekommer ved sving. Det kaldes ”Toe-out on turns” eller på dansk ”Spredning i sving”.

Kombinerede vinkel

Den kombinerede vinkel er camber og KPI til sammen. Det er vigtigt at den kombinerede vinkel er den sammen i begge sider da dette ellers vil betyde at bilen ville trække sig til den ene side under kørsel og særligt meget under op bremsning. Alt dette på grund af noget kaldet styrrerulle radius som er afstanden mellem drejelinjen og dækkets berøringspunkt på vejen. Dog har den de gode egenskaber at hjælpe med at bremse lige hvis der er skævbremsning.

Typiske fejl

Camber kan give slid på indersiden eller ydersiden af slidbanen på dækket altefter om den er for meget positiv eller for meget negativ.

Toe-out kan give slid på indersiden af slidbanen på dækket.

Toe-in kan give slid på ydersiden af slidbanen på dækket.

Unormalt meget slør i hjullejet kan forårsage ujævnt dækslid.

Lavt dæktryk kan give ujævnt slid og vil samtidig være med til at gøre dækket varmere så det afsætter mere gummi på vejen.

Defekte bøsninger i bærearmen kan medføre større slid på dækket.

Defekt styrekugle kan medføre ujævnt slid på dækket.

Ødelagt fjeder kan medføre ujævnt slid.

Side 8

I værkstedet

Adskillelse, fejl og mangler

Volkswagen Golf II – 1,6 1991

Først fik vi bilen på liften og dernæst hjulene af.

Bremsekaliberen blev afmonteret ved at fjerne de to glidebøsninger med en 6er umbrago top.

Trækakslen skulle der en 30 mm top til at fjerne, så afmonterede vi styrekuglen ved først at skrue bolten af og dernæst med en aftrækker at løsne styrekuglen fra spindelen.

Derefter fjernede vi de to bolte / møtrikker der holder

spindelen fast til fjederbenet og nu stod vi med spindelen i hånden.

Fjederen blev fjernet ved at holde fjederbenet med en umbragotop mens en 21mm stjernegaffel nøgle kunne gøre arbejdet med at løsne møtrikken. Bærearmene sad med to bolte hver, en der går op i selve karosseriet og en der sidder sidevejs ind i karosseriet. Men og for at få dem af måtte vi afmontere krængningstabilisatoren som midt på hver bærearm bare sad fast med en møtrik.

Derefter afmonterede vi styrearmene, de sad skruet fast til tandstangen med et gevind hvor der forinden er en kontramøtrik.

Ved adskillelsen konstaterede vi to fejl, i begge sider var tandstangsmanchetterne ødelagt og nye var påkrævet.

Vi fik nye manchetter og de var lidt besværlige at montere men det lykkes til sidst, og så var det faktisk bare at samle tingene i omvendt rækkefølge.

4-Hjuls udmåling

Vi startede med at køre bilen på liften. Derefter checkede vi lufttrykket i alle dækkene for at sikre bilen senere i forløbet er helt lige. Så fik vi bilen bremset med en dovendreng og rattet låst i lige udstilling. Derefter løftede vi bilen op, først bagi og satte de bevægelige skiver indunder og derefter gjorde vi det samme dog med de bevægelige drejeskiver foran.

Dernæst var det tid til at montere selve måle udstyret, det gøres ved først at sætte en holder der går ind og griber på fælgkanten i toppen og i bunden. Derefter kunne apparaterne monteres. Dernæst slås bilen op i programmet og man får nu en side vist med tolerancedata. F3 gør du kan gå videre og nu skal hjulene en efter en først drejes 90

Side 9

grader til der på skærmen ud for hjulet står ok og dernæst 90 grader mere så hjulet alt i alt har været drejet 180 grader, dette kan selvfølgelig kun gøres når bilen er løftet op så det gøres parvis altså foran og bagved. Efter det er gjort kan man gå videre, stængerne fjernes fra de bevægelige skiver og man rykker lige lidt op og ned i bilen så den sætter sig helt på fladerne. F3 for at gå videre og du har nu resultatet for bagakslen, på en golf 2 som vores er det ej muligt at indstille noget men resultaterne blev som følgende.

Camber

Venstre side: -1° 22’

Højre side: -1° 43’

Toe

Venstre side: +0° 8’
Højre side: +0° 2’
Total Toe +0° 10’

Resultatet for de bagakslen er at Camber ligger indenfor målene mens toe i højre side er 3 minutter under minimum.

Dernæst forakslen

Før sporing

Camber

Venstre side: +0° 26’
Højre side: +0° 44’

Toe

Venstre side: +0° 21’
Højre side: +3 11’

Der var en del justering da begge sider gerne skulle vise 0° 0’ eller maks +0° 5’

En 22 stjernegaffelnøgle kunne løsne kontramøtrikken og en svensnøgle kunne dreje styrestangen. Og det hele forløb som det skulle.

Efter sporing

Camber

Venstre side: +0° 26’
Højre side: +0° 44’

Toe

Venstre side: +0° 0’
Højre side: +0° 0’

Så var alt som det skulle være.

Side 10

Konklusion

For mig en svær opgave, jeg har prøvet at fokusere på at starte fra bunden og ikke tage noget med fra tidligere rapporter og jeg synes det er forløbet meget godt. 4-hjuls udmåling er ikke noget jeg til hverdag på min læreplads oplever så det har været lidt af en udfordring for mig.

Litteraturliste

http://www.rctek.com/technical/handling/ackerman_steering_principle.html

http://en.wikipedia.org/wiki/Ackermann_steering_geometry

http://en.wikipedia.org/wiki/Kingpin_(automotive_part)

http://en.wikipedia.org/wiki/Steering

http://en.wikipedia.org/wiki/Camber_angle

http://en.wikipedia.org/wiki/Caster_angle

http://en.wikipedia.org/wiki/Toe_in

http://www.ozebiz.com.au/racetech/theory/align.html

http://en.wikipedia.org/wiki/Car_handling

http://www.nysynet.dk/flere-servicesider/ordbog.htm