Styretøj
Ackermann
I Værkstedet
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
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.
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.
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
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.
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.
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
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.
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