Ondersteltechniek

Weetjes en tips voor onze auto.
Plaats reactie
Gebruikersavatar
Rikster
Mega lid
Berichten: 812
Lid geworden op: 16 apr 2005 18:05
Locatie: NL

Ondersteltechniek

Bericht door Rikster »

Hier een "kort beknopt" stukje tekst m.b.t. ondersteltechniek om de kennis van menigeen te verruimen, grotendeels gekopieerd van het Extreme-Machines forum (beter goed gejat dan... :wink:) en slechts op sommige punten iets gewijzigd;

CAMBER:

Afbeelding

Camber is een wielstand, maar wat houdt het precies in:
Camber is de hoek van de wielen, ten opzichte van de weg, frontaal gezien. Dus van voren.
Probeer een lijn voor te stellen midden door het loopvlak van de banden. Bij 0º zullen de 'middenlijnen' of hartlijnen loodrecht op de weg staan (wat statisch gezien ideaal is!).
Vormen de 2 middenlijnen een V spreken we van een positief camber.
Vormen de 2 middenlijnen een A spreken we van een negatief camber.

Waarom eigenlijk meer negatief camber?
Tijdens het nemen van een bocht zal de body van de auto gaan rollen/hellen, wat zorgt voor meer positief camber op de wielen.
Door meer negatief camber te geven ga je dit effect compenseren, met als resultaat meer grip en stabiliteit tijdens het nemen van bochten.

Ook is er nog een (onbekende) term genaamd 'camberthrust'. Camberthrust is de kracht op de wielen veroorzaakt door het neagtieve camber. Deze kracht wil het wiel naar het center van de auto drukken.
In een rechtuit positie zullen de krachten van het linker- en rechterwiel elkaar, als de auto goed is uitgelijnt, opheffen wat essentieel is voor een goede rechtuitstabiliteit.
Bij het nemen van bijv. een rechterbocht zal het rechterwiel willen gaan liften, of in extreme situaties compleet loskomen, en dan zal de camberthrust van het linkerwiel ervoor zorgen dat de bocht scherper kan worden genomen. Ga je echter te ver met negatief camber krijg je kans op overstuur.

Wat er ook nog om de hoek komt kijken is de 'rijhoogte';
Bij veel suspension setups zal, door de constructie van de veerpoot, tijdens inveren het negatieve camber steeds groter worden. De scharnierpunten zijn hier, naast de lengte van draag- en geleide armen, verantwoordelijk voor.

Komt er bij het nemen van een bocht ook nog 'bodyroll' om de hoek kijken. Nadeel van de bodyroll is dat het het extra negatief camber, veroorzaakt door het inveren, weer gedeeltelijk opheft. Met een goede setting van het camber zal er nog genoeg negatief camber zijn dat grip levert en de banden opwarmt.

Camber is een eenvoudige en veelgebruikte manier om het bochtgedrag van je auto te bepalen. In samenwerking met een uitlijner kan je je setup erg naar onder of overstuur wijzigen, net naar waar je voorkeur ligt.
Negatiever camber heeft vooral z'n voordelen in heel snel genomen (flauwe) bochten waarbij er weinig stuuruitslag is maar de zijwaardse krachten vanwege de snelheid toch hoog.


*****************************************************************************************************************

CASTER:

Afbeelding

Caster is een asstand;

Bekijk de auto in gedachten vanaf de zijkant:
Stel je een lijn voor welke door de stuuras loopt. De stuuras is de as waar de voorwielen omheen zullen draaien tijdens het sturen. Deze as loopt altijd gelijk met de hartlijn van de veerpoot of gelijk aan de bovenste en onderste fuseekogel (dubbele whishbones).
Helt de lijn boven de stuuras naar de bestuurder toe spreken we van positief caster.
Helt de lijn boven de stuuras van de bestuurder af spreken we van negatief caster.

Positief caster zorgt o.a. voor het 'zelfcentrerend effect' wat voor de rechtuitstabiliteit zorgt. Laat na het nemen van een bocht het stuur los en als de uitlijning klopt centreerd het stuur zichzelf weer naar de 0 stand.
Positief caster heeft ook effect op camber tijdens sturen:
Het buitenste wiel zal meer negatief camber krijgen terwijl het binnenste wiel minder negatief camber zal krijgen.
Ook geeft meer positief caster meer 'feedback' in het stuur en een betere 'turn in'.

Aan teveel postief caster zitten ook weer nadelen:
-steeds zwaarder sturen
-Het binnenste wiel zal overdreven gezien omhoog komen terwijl het buitenste wiel zal zakken. Hierdoor kan de sturende as heel licht, bijna eng, aan gaan voelen.
(Ook geeft dit weer meer gewichtsverplaatsing op het buitenste wiel, dat het al zo zwaar heeft, door de extra belasting veroorzaakt door de body-roll, camber-thrust en camber belasting.)
-meer duiken bij aanremmen

Zowel camber als caster dienen, als ook het ondertel, uiteindelijk hetzelfde doel: de band onder alle omstandigheden vlak op het asfalt houden.

*****************************************************************************************************************

Toe in en toe out (toespoor en uitspoor):

Afbeelding

Sporing is een wielstand;
Bekijk de auto in gedachten van bovenaf. Neem de middenlijn van zowel het linker als rechter wiel en vergelijk de lijn, in de rijrichting, met de het hartlijn van het chassis.
Vormen de lijnen een A spreken we van toespoor.
Vormen de lijnen een V spreken we van uitspoor.


De sporing van een auto heeft invloed op o.a. de volgende 3 eigenschappen:
-Bandenslijtage
-Rechtuitstabiliteit
-Stuurrespons

Voor minimale bandenslijtage zou het ideaal zijn als de banden tijdens het rijden paralel zouden zijn. Dus géén toe- en geen uitspoor, maar 0 (neutraal).
Toespoor zal vooral rechtuitstabiliteit verhogen.
Uitspoor zal vooral de stuurrespons verbeteren.

Afhankelijk van de setup van de draagarmen, fusee, stuur(spoor)stang en steekas krijg je door aandrijfkrachten een bepaald moment op het fusee. Daardoor kan het zijn dat je meer toespoor of meer uitspoor krijgt tijdens het rijden. Met uitlijnen kan je, door de constructie te bekijken en de hoeveelheid 'vervorming' te schatten, al iets meer toe- of uitspoor geven om dat te corrigeren als je dat wil.

Afhankelijk van de rest van de uitlijning, banden enz. zal veel uitspoor ervoor zorgen dat de binnenste randen van de banden gaan 'vreten' wat voor extra wrijving, dus slijtage zorgt. Ook zal de rechte lijnsnelheid iets lager zijn.
Veel toespoor zal vooral de buitenzijde van de banden belasten.
Wat ook een mogelijkheid is om dit effect van toe- of uitspoor te gebruiken om de banden te 'scrubben' en zo op temperatuur te brengen en houden.
Zeker voor competitiebanden is het belangrijk dat ze een juiste bedrijfstemperatuur halen en houden om te kunnen zorgen voor maximale grip en 'levensduur'. Mochten de banden te koud blijven is dit voor een deel op te vangen met het scrubben. (Ook zorgt het scrub-effect voor een reinigende werking van het loopvlak.)

Bij circuitauto's is meestal het stuurgedrag belangrijker dan de rechtuitstabiliteit, dus krijgt uitspoor veelal de voorkeur.

*****************************************************************************************************************

KPI:

Afbeelding

KPI= King Pin Inclination oftewel de fuseedwarshelling;

Onder de fuseedwarshelling wordt het naar het midden van de auto overhellen van de fuseepen of de bovenste veerpoot t.o.v. een loodrechte lijn op het wegdek verstaan.
Wielvlucht en fuseedwarshelling bepalen de plaats van het contactvlak van de wielen met het wegdek.

Samen met de offset van het hart van het wiel (ET-waarde), en de plaatsing van de onderste of bovenste fuseekogel(s) is de fuseedwarshelling bepalend voor de schuurstraal. De schuurstraal is ook weer een heel verhaal apart, maar hierdoor kunnen (heel simpel gezegd) de wielen makkelijker worden verdraaid. Bovendien worden de stoten van het wegdek minder krachtig aan de besturing doorgegeven.

*****************************************************************************************************************

Bumpsteer:

Afbeelding

Afbeelding

Bumpsteer wil zeggen dat bij inveren of uitveren de sporing van de auto verandert. De hoeken van de spoorstangen worden door de knik of scharnierpunten anders plus dat de rest van de ophanging niet gelijk is, wat de sporing beïnvloed. Dit hangt oa. af van de positie van het stuurhuis, spoorstangen, draagarmen enz.

Je rijdt in een bocht en houdt het stuur constant. Bij een hobbel veren de wielen in. Mocht je bumpsteer hebben, verandert de sporing van de auto waardoor de wielen meer of minder gaan sturen zonder dat je je stuuruitslag veranderd.

Het kan zijn dat een auto op z'n normale rijhoogte nul bumpsteer heeft en zodra je de rijhoogte maar 5 mm lager legt wel bumpsteer heeft.
Dan is het hoe lager je de rijhoogte afsteld, hoe meer verandering in de hoeken van de spoorstangen hoe meer bumpsteer.

Bumpsteer kan je opvangen door de knikpunten te verleggen, het stuurhuis te verplaatsen of de stuurkogels als dit mogelijk is.

*****************************************************************************************************************

Vering en demping:

Hoofddoel van een onderstel is het de wielen onder alle omstandigheden optimaal contact laten maken met het wegdek.
Dit wordt bereikt door een uitgekient systeem van draagarmen, geleide armen, reactie-armen, elastiche elementen (rubbers) en de vering en demping (schokdemper).

De veren zorgen ervoor dat de wielen 'los' van de carosserie kunnen bewegen en de demping houdt de bewegingen van de carosserie weer onder controle.

Wil de fabrikant een auto die boven alles een goede wegligging heeft, krijgen we een auto die voor de gemiddelde bestuurder als oncomfortabel wordt ervaren. Gaat de fabrikant voor maximaal comfort krijgen we een auto met een (veel) mindere wegligging. Er zijn uitzonderingen en er wordt hier uitgegaan van puur mechanische systemen.

Dus wordt er een compromis tussen de engineers, designers en marketeers van de desbetreffende fabrikant gesloten met oa. in het achterhoofd:
-wegligging
-comfort
-kosten
-constructie
-uitvoering
Maar het is en blijft een 'gulden' middenweg. Voor de één te comfortabel voor de ander weer niet.

Stel het onderstel is te comfortabel, wat zouden we kunnen doen:
-alleen andere veren monteren.
-andere veren en dempers monteren.
-idem maar met hoogteverstelling.
-idem, met enkel compressie instelbare demping.
-idem, met low/high speed compressie verstelling en rebound.

De veerkeuze is heel vaak te hard. Een harde veer geeft alles door, dus wordt er gedacht: ik voel meer in de auto, dus meer controle, dus betere wegligging. En dat is de foute gedachte, want wat is het hoofddoel van het onderstel?
"De wielen onder alle omstandigheden optimaal contact laten maken met het wegdek."
Met te harde veren treden aan de wielen en de assen ongecontroleerde trillingen op. Hierdoor zullen de wieldrukverhoudingen en het wegcontact verslechteren. Plus dat er ook veel meer trillingen/bewegingen aan de carosserie worden doorgegeven.

Keuze van een veer (springrate):
Een fabrikant kiest een springrate naar o.a. het voertuig gewicht, wielgewicht, veerweg, constructie van de wielophanging, consructie van het chassis, chassisstijfheid enz.
Je kan nu zelf bedenken wat voor negatief effect een te stugge veer op andere onderdelen, naast de wegligging heeft.
We monteren een stuggere veer, maar vergeten we nu niet iets?
De demping, want vering en demping zijn onlosmakelijk met elkaar verbonden! Stuggere vering is automatisch ook stuggere demping.

Demping:
Omdat er nu stuggere veren zijn gemonteerd zullen er meer trillingen/bewegingen aan de carosserie worden doorgegeven. De bewegingen van de carosserie (bijv. rollen, duiken, deinen, knikken) moeten wel onder controle worden gehouden voor een goede wegligging door de demping aan te passen.
Er zijn 2 soorten demping:
-ingaande slag (compression)
-uitgaande slag (rebound)
warbij de ingaande slag (bump) is onder te verdelen in:
-high speed
-low speed.
Door de stuggere veren maken de wielen meer trillingen wat we opvangen met de high speed verstelling en de extra bewegingen in de carosserie vangen we op met de low speed verstelling en rebound. Ook kunnen we onderstuur/overstuur, turn in ed. gaan beïnvloeden, maar dit gaat wel erg ver en is niet zo eenvoudig uitgelegt.

Nu niet allemaal als een gek aan die in X standen verstelbare demping gaan draaien, dat is en blijft werk voor mensen die exact weten wat ze doen. Met een foute dempersetting kan je van je auto ook zo een ongecontroleerd moordwapen maken :!: Plus dat er naast ervaring, ook geduld en veel test kilometers vereist zijn...

*****************************************************************************************************************

Banden:

Wat doen banden? Banden brengen alle krachten over op de weg:
-verticale krachten (vanuit het veersysteem)
-langskrachten (vanuit het remsysteem)
-langskrachten (vanuit het aandrijfsysteem)
-dwarskrachten (vanuit het stuursysteem)
De band is dus ook het eind onderdeel van bovengenoemde systemen.

Omdat deze krachten door wrijving worden overgebracht moet de kracht waarmee de band op de weg drukt zo gelijkmatig mogelijk zijn. Wat er met een te harde veer/dempersetting kan gebeuren is het volgende: het wiel gaat daardoor over de weg stuiteren, waardoor het ook steeds maar even mogelijk zijn om deze 3 krachten over te brengen.
Met als gevolg:
-de as 'dribbelt' door als het ware en door de sterk verminderde grip onstaat zo in een bocht onder- of overstuur.
-doorslippen bij veel gas in een lage versnelling
-herhaaldelijk bijna blokkeren tijdens remmen, wat een langere remweg oplevert.

De band behoudt het contact met de weg door wrijvingskracht, welke mede bepaald wordt door:
-rubbersamenstelling (compound) van een band
-opbouw van het karkas van een band ( ook belangrijk voor het doorgeven van dwarsstabiliteit.
-type van een band (winter,zomer,allseason)
-soort wegdek
-wegdekgesteldheid

Voor remmen, aandrijven of sturen mag de maximale wrijvingskracht niet overschreden worden. Gebeurt dit wel dan blokkeert of spint een wiel door of glijdt de as zijwaarts weg. Bij een spinnend of glijdend wiel neemt de wrijvingskracht sterk af en de slijtage toe.
Een band heeft bijv. een maximale wrijvingskarcht van 100N. dat is dus 100% grip. Als er gereden wordt met een bepaalde snelheid komen langskrachten op de band te staan van bijv. 50N en blijft er nog 50N over van de 100N wrijvingskracht. Willen we nu een bocht nemen met die zelfde snelheid zal het 60N wrijvingskracht kosten om neutraal de bocht door te gaan.
Maar er is slechts 100N totaal beschikbaar: 50N zijn we kwijt in de langskracht en we zouden 60N kwijt zijn aan dwarskrachten = 110N totaal, dus komen we 10N tekort.
(Dit is iets te kort door de bocht, maar legt het principe uit. In feite werken de krachten in verschillende richtingen en alleen krachten in dezelfde richting kunnen bij elkaar worden opgeteld! Worden de krachten bij elkaar opgeteld dan zul je zien dat de kracht bij aanremmen i.c.m. insturen in feite heel raar op de band komt te staan:

Afbeelding

Hierbij is de cirkel de maximale kracht die de band kan hebben in die richting. De pijlen geven de krachten aan die optreden en nogmaals: krachten in verschillende richtingen kun je niet zomaar optellen.)
Dus als we één van de krachten niet verminderen zal de band in de bocht z'n maximale wrijvingkracht overschrijden, wat grip verlies betekent en dus moeten we of de langskrachten verminderen of de dwarskrachten.

Er wordt nu uitgegaan van ideale omstangheden. Met regen, ijzel of sneeuw veranderen de onderlinge verhoudingen heel sterk.
Met regen levert een band bijv. nog maar 75N aan maximale wrijvingskracht.
Met gelijke snelheid is het nu een éénvoudige rekensom: 75 N = 100%
75 N - 50 N voor de langskracht = 25 N, dit is het enigste wat er over is gebleven voor de dwarskracht en dus zullen we de langskrachten sterk moeten verminderen.

*****************************************************************************************************************

Bandconstructie en eigenschappen:

Wat weleens wordt vergeten bij banden is dat, naast de rubbersamenstelling, de opbouw van een band belangrijk is voor de eigenschappen.

Elke personenwagen luchtband (radiaal) is opgebouwd uit vele onderdelen en denk dan aan in totaal zo'n 20 tot 25 onderdelen. Er zijn echter vijf hoofddelen die in elke luchtband zitten:
-het karkas (met of zonder gordel),
-het loopvlak (met of zonder profiel)
-de wangen
-de hielen
-de voering (binnenste rubberlaag)

Afbeelding


Het karkas dient als wapening voor de band en geeft aan de band zijn sterkte, stijfheid en veereigenschappen. Het sterke karkas met zijn gordel moeten in staat zijn om de spoorkracht, de bochtkracht als gevolg van de wielverdraaiing, de langskracht, de voertuigmassa en de kracht veroorzaakt door de bandenspanning op te vangen. Het soepele radiale karkas is opgebouwd uit één of soms uit meerdere koordlagen.
Het dragende element van een band is het onder druk opgesloten luchtvolume. De karkassterkte bepaalt hoe hoog de bandenspanning maximaal kan zijn. Luchtvolume en karkassterkte bepalen samen het draagvermogen van de band.

Van groot belang voor de karkassterkte zijn de treksterkte van het koord materiaal, het aantal karkaslagen en de koorddichtheid (het aantal koorden per millimeter). De sterkte van het karkas en dus ook het draagvermogen van de band zijn afhankelijk van:
-de treksterkte van het koord materiaal,
-de koorddichtheid
-het aantal karkaslagen.
Ook de gebruikte rubbersoorten en rubbertoevoegingen hebben invloed op de sterkte van karkas en gordel.

De belangrijkste materialen voor de versterking van het karkas van autobanden zijn:
1. staal
2. rayon
3. polyester
4. polyamide (nylon)
5. aramide
Al deze materialen hebben verschillende eigenschappen. De keuze van het verstevigingmateriaal is heel belangrijk met betrekking tot de prestaties en de levensduur van de banden.
Gebruikersavatar
Pipo
Mega lid in de orde van gouden nietje
Berichten: 2038
Lid geworden op: 17 dec 2004 14:40
Locatie: Oost-Vlaanderen

ophanging

Bericht door Pipo »

Ben er eens snel door gegaan, en het lijkt me allemaal vrij juist te zijn.
Mooie samenvatting :thumbsup: Dat heb je mooi gemaakt ... of gejat zoals je al zelf zei :lol:
A thing of beauty is a joy forever!
Gebruikersavatar
Pascal
Mega lid in de orde van Zilveren nietje
Berichten: 1525
Lid geworden op: 03 jan 2005 14:30
Locatie: Hoogerheide

Bericht door Pascal »

:thumbsup: :thumbsup: mooie aanvulling, misschien een goeie om in de bibliotheek te laaten plaatsen.
Plaats reactie