Hjulgeometri

Emner:

Algemeen
Hjulstilling
sporing
Camber / camber
KPI (King Pin Inclination)
Lukkede hjørne
Aksetilt/trinsehjul
Skurebjelke
Ackermann-prinsippet

generelle:
Håndteringen og håndteringen av bilen er i stor grad avhengig av hjulgeometrien. Begrepet "hjulgeometri" er et navn for alle hjul- og styreknokeposisjoner som er omtalt på denne siden. Når du designer en bil, kontrolleres bilens hjulgeometri grundig. Da den første versjonen av Mercedes A-klassen ble testet, viste det seg for eksempel at denne bilen kunne velte under slalåmtesten. Etter disse dramatiske testresultatene ble hjulposisjonene og stabilisatordriften justert til denne baby-Benzen var ekvivalent med større kjøretøy. De stabilisatorstang har stor innflytelse på håndteringen av bilen, som er beskrevet i eget kapittel.

Hjulstilling:
Det er viktig at alle hjulposisjoner er riktig justert, slik som tå og camber. Når det er utført reparasjoner, som for eksempel bytte av sporstang eller demontering/montering av styrearm eller underramme, er det stor sjanse for at justeringen ikke lenger blir riktig. Selv etter en kollisjon med en annen bil eller etter å ha truffet en fortauskant, kan det hende at justeringen ikke lenger er riktig. Hvis hjulet er synlig skjevt under bilen, vil det være et problem med en bøyd kontrollarm eller stag. Disse delene må derfor skiftes!
Bilen må da justeres. Justeringen gjøres på en spesiell justeringsbenk, hvor datamaskinen kan se de nøyaktige posisjonene ved hjelp av sensorer (montert på hjulene), slik at alt kan justeres nøyaktig. Hvert bilmerke og type bil har spesifikke innstillinger. Senkede biler har også andre justeringsverdier enn tilsvarende biler med standard chassis.
Justeringsverdiene når kanskje ikke målet. De er da utenfor toleransene. Hvis camberen foran ikke kan korrigeres (hvis den forblir i rødt), er det stor sjanse for at støtdemperen er bøyd. Ved en kollisjon eller kjøring ut på et fortau med et smell, vil det svakeste punktet på McPherson-fjæringen bli bøyd; stempelstangen til støtdemperen. Styreknoken (med hjullageret i) kan også bli bøyd.

Feiljustering etter en opphengsreparasjon eller et mindre trykk på fortauet vil være merkbar på flere måter:

Rattet er skjevt når du kjører rett frem.
Bilen trekker til den ene siden av veien og må alltid korrigeres ved å vri på rattet.
Veistabiliteten er dårlig og endrer retning for hver støt i veien.
Overdreven dekkslitasje, ofte uregelmessig: Innsiden av dekket er 4 mm og utsiden er glatt.

Det kommer snart en side om hva som gjøres under justeringen...

Emnene nedenfor gir en oversikt over alle typer hjulposisjoner som kan justeres på (de fleste) biler.

Spor:
Tåen er retningen til både for- og bakhjulene. Sporingen kan justeres ved å gjøre strekkstengene litt lengre eller litt kortere på begge sider. Mellomrom C i bildet blir da større eller mindre. Parallellstaghodet F beveger seg deretter inn eller ut, noe som fører til at hjulposisjonen endres.

Hvis hjulene er litt mot hverandre når de står stille, kaller vi det toe-in, og hvis de er litt fra hverandre, kaller vi det toe-in. Under kjøring er hjulene nøyaktig i rett frem posisjon. Toe-in og toe-out kalles ofte også "Toe-in" og "Toe-out".

Biler med bakhjulsdrift justeres med toe-in på forakselen. Under kjøring trekkes hjulene utover, og bringer dem i rett frem posisjon. Forhjulsdrevne biler justeres vanligvis med tå-ut. Under kjøring trekkes hjulene innover, og bringer dem i rett frem posisjon. Toleransen her er bare noen få grader. På bildene er det angitt som 'overdrevet', men i virkeligheten er det ikke lett å se. Det kreves spesielt opprettingsutstyr for å oppdage dette.

Camber / Camber:
Camber, også kalt camber (engelsk) eller sturz (tysk), er helningen til hjulet i forhold til veibanen. Camberen måles fra en linje vinkelrett på den horisontale veien og er angitt i grader. Camberen utføres i to forskjellige applikasjoner; nemlig positiv camber og negativ camber. Med positiv camber er toppen av hjulet lenger ut enn bunnen (se bilde) og med negativ camber omvendt; toppen av hjulet er mer innover enn bunnen.

Negativ camber forbedrer veigrepet i svinger og forbedrer stabiliteten. Derfor har senkede sportsbiler også større negativ camber enn med standard fjæring. Et hjul med negativ camber har egenskapen til å smalne innover og skyver derfor hjulet innover. Ved å justere venstre og høyre side likt vil bilen fortsette å kjøre rett, men dekkslitasjen vil øke på innsiden av dekkene.

KPI (King Pin Inclination):
KPI, også kalt styreakselhelling, er vinkelen mellom linjen gjennom styreakselens dreiepunkter og en vinkelrett linje til veibanen. KPI og Caster (neste emne) tvinger forhjulene til rett frem posisjon. Denne effekten oppstår fordi tilt av dreiepunktet til hjulene løfter bilen litt når hjulene dreies. Bilens egenvekt tvinger hjulene tilbake i rett frem-posisjon. Påvirkningene fra veibanen overføres også mindre kraftig til styringen. Når KPI endres, vil camber også endres.

Inkludert vinkel:
Den inkluderte vinkelen, også kalt Included Angle eller Gabelwinkel, er ikke en hjulposisjon, men et tillegg til de eksisterende konseptene KPI og Camber. Den inkluderte vinkelen kan bestemmes ved å legge til verdiene for begge vinklene.

Aksetilt/trinsehjul:
Akseltilt, også kalt Caster, Axle Axle Slope eller Track, er vinkelen mellom senterlinjen gjennom akselens dreiepunkt B og en vinkelrett linje på veien gjennom midten av akselen A. Akseltilt er alltid positiv.
Akseltilt gir retningsstabilitet til bilen, fordi hjulet ønsker å være i kjøreretningen når du kjører rett frem. Du kan sammenligne dette med forgaffelen på en sykkel som alltid vippes fremover. Hvis hjulet var rett under rammen, ville du mistet kontrollen over rattet hvis du traff en stor støt. Selv om du dreier rattet bakover, vil du se at rattet snur igjen med hjulet fremover. Dette prinsippet er det samme med en bil; Ved å plassere forhjulene under bilen i skrå vinkel får bilen bedre veigrep og rattet vil automatisk gå tilbake til rett frem stilling under kjøring.
Når man designer moderne biler, brukes ofte en stor akseltilt. Dette gir fordelen med en meget positiv kjøreegenskap. En mulig ulempe med stor akseltilt er at bilen vil styre hardere, men med dagens servostyring er ikke dette noe problem.

Sliperadius:
Skrubberadius, også kalt Skrubberadius eller Lenkroll Radius, er avstanden mellom punktet der senterlinjen gjennom hjulet berører veibanen (hjulpunktet) og punktet der linjen gjennom svingpunktene til styringen berører veien overflate (styrepunktet). Sliperadiusen bestemmer i hvilken grad høyden på forhjulene endres ved svinging og er delvis ansvarlig for bilens rettlinjede stabilitet.

Hvis styredreiepunktet (blå linje) er i flukt med hjulsenteret (rød linje), er skrubberadius '0'. Dette kalles også 'en nøytral slipebjelke' eller 'Centerpoint styring'.
Hvis styredreiepunktet (blå linje) er utenfor hjulsenteret (rød linje), er skrubberadiusen positiv.
Hvis styredreiepunktet (blå linje) er innenfor hjulets midtpunkt (rød linje), er sliteradius negativ.

Ackermann-prinsippet:
På bildene nedenfor kan du se at linjene fra forhjulene kommer ut ved det vanlige dreiepunktet. Hvis hjulene skulle dreie i samme vinkel (hjulene er begge dreid i nøyaktig samme vinkel), vil linjene fra hjulene også løpe parallelt med hverandre i det uendelige. De finner aldri det vanlige dreiepunktet M. Derfor vil styreegenskapene i denne situasjonen være svært dårlige.

Hele dette prinsippet blir "tå-ut i svingen" navngitt. Alle moderne biler er konstruert med denne funksjonen. På glatte overflater, for eksempel gulvet i parkeringshuset, kan det høres hvining fra dekkene når du svinger. Det er på grunn av dette prinsippet. Det indre hjulet, som har større styrevinkel enn det ytre, vil oppleve en form for skli.

Når du kjører rett frem, er alle hjul i rett frem posisjon. Forlengelsen av senterlinjene til styreknokene krysser i midten av bakakselen.

Ved svinger vil det indre forhjulet vri seg mer enn det ytre. Dette er fordi styreknokene er plassert på skrå og hjulet vil rotere videre på innsiden. Når bilen er helt innskrudd, vil også den skrånende hjulposisjonen være godt synlig. Denne konstruksjonen vil forbedre kjøreegenskapene.

Angitt vinkel:
Styrevinkelen til et kjøretøy kan beregnes basert på en rekke data fra bilen. Nedenfor er et bilde der vinkel α er beregnet. Beregning av vinkel β er neste trinn.
På siden tå-ut i svingen Beregningen er forklart i detalj i dette bildet.

Rollesenter:
Et viktig poeng med hjulopphenget er konseptet "roll center". Plasseringen av rullesenteret spiller en stor rolle for kjøreegenskapene. Posisjonen til rullesenteret bestemmes av posisjonen til støttearmene. Dette er et veldig viktig konsept når man designer et chassis. Senking av kjøretøyet påvirker også rullesenteret. Klikk her for mer informasjon om rollesenteret.