Bilteknikk : drivverk, bremser, understell [6 ed.] 8200418456 [PDF]

Zitiervorschau

Gunnar Syrjåmåki

BILTEKNIKK Driwerk Bremser Understell 6. utgave Bokmål

Universitetsforlaget Oslo

il

Nasjonalbiblioteket Depotbiblioteket

© Universitetsforlaget AS 1972, 1981 © ITK-skolan 1967 Originalens tittel: Gunnar Syrjåmåki: Fordonsteknik - Chassilara med karosserilara

ISBN 82-00-41845-6 3. 4. 5. 5. 6.

utgave 1981 utgave 1989 utgave 1992 utgave, 2. opplag 1993 utgave 1995

Godkjent av Nasjonalt læremiddelsenter i august 1995 til bruk i den videregående skolen. Det må ikke kopieres fra denne boka i strid med åndsverkloven og fotografiloven eller i strid med avtaler om kopiering inngått med Kopinor, interesseorgan for rettighetshavere til åndsverk.

Oversatt og bearbeidet av Forlagsservice a.s, Tore Mårds

Henvendelser om denne boka kan rettes til: Universitetsforlaget AS Postboks 2959 Tøyen 0608 Oslo Omslag: Tor Berglie Sats: HS-Sats A/S Trykk: HS-Trykk A/S

Forord Lærebokserien Bilteknikk for bilmekanikere er beregnet for VK1 Kjøretøy i den videregående skolen. Undervisningen med denne boka kan foregå som klasseundervisning eller gruppe­ undervisning. En kan også bruke boka til individuelt studium. Det skulle være lett å flytte arbeidet med de forskjellige emnene fra klasserommet til verkstedet, og boka får da en integrerende funksjon. Boka har ikke med beskrivelse av arbeidsteknikk. Det er meningen at denne siden ved opplæringen skal dekkes gjennom bruk av bilfabrikantenes verkstedhåndbøker. Arbeidsoppgavene er samlet bak i boka. De er avgrenset slik at en lett kan foreta individuelle prøver eller gruppeprøver for hvert hovedemne. Vi håper at både elever og lærere vil finne det interessant å arbeide med bøkene. OSLO 1995 Universitetsforlaget

Innhold Forskrifter for miljø, verne- og sikkerhetsbestem­ melser 7 Arbeidsmiljøloven 7 Personlig verneutstyr 7 Spesielle yrkeshygieniske problemer ved bilverksteder 7 Helsefarlige stoffer 8 Asbest 9 KRAFTOVERFØRINGEN 11

Faktorer som er viktige for kraftoverføringen 12 Plassering av motoren og drivhjulene 12 Behovet for drivkraft og omdreiningstall 13 Typer av kjøretøyer 15 Dreiemomentet til motoren 15 Det spesifikke brennstofforbruket 16 Kopling mellom motor og drivhjul 17 Differensialen 17 Koplingen 18 Enkel tørrlamellkopling 19 Utløserlager 23 Dobbeltlamellkopling 24 Kontroller 24 Koplingsmanøvrering 25 Koplingsmanøvrering i tunge kjøretøyer 27 Våt lamellkopling 28 Hydraulisk kopling 30 Girkasser 32 Girkasse med skyvbare tannhjul 36 Girstillinger for tretrinns girkasse 37 Utvekslingsforholdet 38 Girkasse med tannhjul i konstant inngrep 40 En enkel synkronisering 41 Sperresynkronisering 42 Synkronisert girkasse med fire trinn 44 Synkronisert girkasse med fem trinn 46 Kontroller 47 Manøvreringsutstyr 48 Frihjulsmekanisme 50 Planetgir 51 Overgir 52 Et elektrohydraulisk manøvrert overgir 55

Mellomaksel og mellomakselledd 58 Mellomakselen 58 Mellomakselledd 59 Støttelager 60 Lukket mellomaksel 61 Overføring ved kjededrift 62

Bakaksel 63 Bakakseloverføring 64 Differensial 65 Differensialsperre 66 Drivaksler 69 Navreduksjon 70 Drivaggregat 72 Drivaggregat for hekkmotordrift 72 Drivaggregat for forhjulsdrift 73

Firehjulsdrift 78 Manuell innkopling av firehjulsdrift 78 Konstant (permanent) innkoplet fire­ hjulsdrift 81 BREMSER 87

Oppgaven til bremsesystemet 88

Bremsesystem 91 Trommelbremser 92 Skivebremser 94 Parkeringsbrems 95 Hydrauliske systemer 96 Hydraulisk bremsekraft 97 Hovedsylinder (til enkretssystem) 98 Hjulsylinder 98 Virkemåte 99 Bremseklo (sylinderhus) 100 Noen komponenter 102 Tokretssystem 103 Hovedsylinder for tokretssystem 103 Triangeldelt tokretssystem 104 Bremseventiler (trykkbegrensningsventiler) 105 Varslingsventil 106 Bremsebelegg (friksjonsmateriale) 107 Bremserør 108 Bremsevæske 108 Vakuumhydraulisk system 110 Trykkforskjellen og stempelkraften 110 Bremsekraftforsterker 112 Bremseservo 113 Virkemåte 113 Kontroller 115 Påløpsbremser 115

Trykkluftmekaniske bremser 117 Mating 117 Forhjulskrets 118

Bakhjulskrets 119 Parkeringskrets 120 Krets for tilhengerbrems 122 Kompressor 124 Trykkregulator 125 Frostvern 125 Fotbremsventil 126 Bremsesylinder 128 Fjærbremssylinder 128 Hurtigløseventil 129 Trevegsventil 130 Tovegsventil 130 Blokkeringsventil 131 Andre komponenter 132 Motorbrems 133 FORSTILLING OG STYRING 135

Forstilling 136 Stiv framaksel 136 Uavhengig hjuloppheng 136 MacPhersons forhjulsoppheng 143 Opplagring av hjul 144 Kontroll 144 Langsgående opphengsarmer 147 Bakhjulsoppheng 148 Bakhjulsoppheng på biler med bakhjulsdrift 148 Bakhjulsoppheng på biler med forhjulsdrift 149

Styreinnretning 150 Kuleledd 150 Styringsdemper 151 Styresnekke 152

Tannstangstyring 154 Servostyring 155 Hydraulisk styresnekke 156 Hydraulisk tannstangstyring 158 Elektronisk kontrollert servostyring 160 Sikkerhetsrattaksel (rattstang) 161

Styregeometri og hjulvinkler 163 Innstilling av bakhjulene 167 FJÆRING OG HJUL 169

Fjæring 170 Avfjæret vekt - uavfjæret vekt 170 Typer av fjærer 170 Kontroller 171 Støtdempere 172 Kontroller 174 Bladfjæring 176 Fjæring på boggi 177 de Dion-oppheng 178 Skruefjæring på forhjul 179 Skruefjæring på bakhjul 181 Bakhjulsfjæring på forhjulsdrevet bil 183 Krengningsstabilisator 183 Torsjonsfjæring 184 Gasshydraulisk (hydropneumatisk) fjæring 185 Felg og dekk 187 Felg 187 Kontroll og vedlikehold 189 Dekk 190 Hjulene må være i balanse 194 Montering 195 ARBEIDSOPPGAVER 197 STIKKORD 233

INNLEDNING

Forskrifter for miljø, verneog sikkerhetsbestemmelser Arbeidsmilj øloven Arbeidsmiljøloven av 1977 gir ikke detaljbeskrivelser av hvordan arbeidsmiljøet skal være. De ut­ fyllende bestemmelsene til arbeidsmiljøloven blir fastsatt av Direktoratet for arbeidstilsynet. Arbeidstilsynet har en kontroll- og veiledningsfunksjon og fastsetter forskrifter til arbeidsmiljø­ loven. Arbeidstilsynet har også ansvaret for andre publi­ kasjoner som skal hjelpe arbeidsgivere og arbeids­ takere til i fellesskap å finne fram til løsninger på arbeidsmiljøproblemer. Disse publikasjonene kan du bestille fra Direktoratet for arbeidstilsynet, Postboks 8103 Dep, 0032 Oslo. Oppgi bestillingsnummer.

Ifølge arbeidsmiljøloven har enhver virksomhet ansvar for selv å føre oversikt med nødvendige opplysninger om hvilke helsefarlige stoffer de bruker i sin produksjon. For å hjelpe bedriftene i dette arbeidet har Arbeidstilsynet utarbeidet 100 produktdatablad.

Personlig verneutstyr Forholdene på arbeidsplassen skal så langt som mulig legges til rette slik at bruk av personlig verneutstyr er unødvendig.

Arbeidsgiveren har ansvar for at godkjent verne­ utstyr er tilgjengelig på arbeidsplassen, for eksempel briller som beskytter mot sprut, riktig filter i masken, hørselsvern med god demping og annet. Arbeidsgiveren skal informere om behovet for verneutstyr, vise bruken av det og sørge for regel­ messig kontroll og ettersyn. Passe verneutstyr for forskjellige arbeidsrom:

Stikkord når det gjelder miljøproblemer i bilverk­ steder, billakkeringsverksteder og bensinstasjoner er: støy, brannfarlige gasser og væsker, tunge løft, trekk og kulde, oljesøl, maskiner og redskap som det kan være farlig å bruke hvis de ikke er forsvar­ lig skjermet. For å redusere faren for ulykker og helseskader stiller forskriftene krav om for eksempel verneut­ styr for forskjellige arbeidsrom og krav til det ut­ styret som blir brukt. Sprøytelakkeringsrom: åndedrettsvern, hansker, øyevern, beskyttende bekledning. Obs.: Ved sprøytelakkering med isocyanatholdig lakk skal

en bruke maske med frisklufttilførsel, beskytt­ ende arbeidstøy, hansker og støvler. Arbeidstøyet må ikke være lettantennelig.

Rom for understellsbehandling: åndedrettsvern, hansker, øyevern, beskyttende bekledning øyedusj.

Rom for oppretting av karosseri: vernesko, han­ sker, øyevern, hørselsvern. Vaskeplass for deler: hansker, øyevern, hørsels­ vern ved bruk av trykkluft, åndedrettsvern i en overgangsperiode, øyedusj. Krav til utstyr

Maskinelt utstyr skal være sikret slik det står i for­ skrifter om tekniske innretninger (bestillingsnummer 221). Trykkluftanlegg, bestillingsnummer 192.

Sprøyte- og spyleutstyr med høytrykksstråle, be­ stillingsnummer 278. Vær spesielt oppmerksom på kravet om grundig opplæring av brukeren, per­ sonlig verneutstyr og regelmessig kontroll av ut­ styret. Billøftere, løftebord, jekker osv., bestillingsnumrene 312 og 295. Vær spesielt oppmerksom på ved­ likehold, stabilitet, klemfare, sikring mot nedstyrting og skråstilling ved feil på utstyr og uriktig be­ tjening. Giftige og helsefarlige stoffer, bestillingsnumrene 445 og 390. Disse stoffene skal etter paragraf 11 i arbeidsmiljøloven være forsvarlig merket med navn og advarsel på norsk. Alle virksomheter skal føre en oversikt over disse stoffene. All bruk og oppbevaring av helsefarlige stoffer skal være for­ svarlig slik at arbeidstakerne ikke skader seg eller blir syke. Kraner og taljer, bestillingsnummer 291. En sak­ kyndig person kontrollerer og prøver alle løfteinnretninger og utsteder et sertifikat før innretnin­ gene blir tatt i bruk.

Spesielle yrkeshygieniske problemer ved bilverksteder Administrative normer for forurensninger i arbeidsatmosfæren, bestillingsnummer 361. Eksos

Bensinmotoren og dieselmotoren avgir helsefarli­ ge forbrenningsprodukter avhengig av størrelse, 7

INNLEDNING

omdreiningstall, belastning, vedlikehold, brenn­ stoff og annet. Ved rutinekontroll måler vi vanlig­ vis innholdet av karbonoksid og aldehyder i lufta. Karbonmonoksid

CO-karbonmonoksid er en fargeløs gass, uten smak og lukt. Karbonmonoksid blir dannet ved en ufullstendig forbrenning av organisk materiale og reduserer blodets evne til å føre oksygen rundt i kroppen.

Puster du inn mye karbonmonoksid, kan det føre til hodepine, svimmelhet, forstyrrelse av syn og hørsel og i verste fall besvimelse og død. Organiske løsemidler

Løsemidler virker på det sentrale nervesystemet og gir forskjellige symptomer avhengig av løsemiddelkonsentrasjonen og virketiden. Daglig, jevnlig påvirkning over tid kan føre til hjerneska­ de. Det er en særlig risiko ved sprøytelakkering og rengjøring med løsemidler. Ved lav påvirkningsgrad er symptomene tretthet, hodepine og kval­ me. Ved høyere påvirkningsgrad blir konsentra­ sjonsevnen og vurderingsevnen redusert. Det øker ulykkesrisikoen. Er påvirkningsgraden svært sterk, kan en miste bevisstheten, og en livstruende situasjon oppstår.

Sveiserøyk

Sveising og skjærebrenning gir røyk og gass med forskjellig sammensetning. Karbondioksid blir alltid dannet, og ozon og nitrøse gasser blir dan­ net ved enkelte sveisemetoder. Farlige metalloksider og damper fra elektroder og arbeidsstykke er også en helserisiko. Støy og vibrasjoner

Støy over visse nivåer over tid skader hørselen. Svært høy og plutselig støy kan gi øyeblikkelig hørselsskade. Lydimpulser som slag på plate, boltepistol og liknende er spesielt skadelig dersom lydnivået er høyt.

Støy fører til at vi blir lett slitne, får hodepine og konsentrasjonsproblemer. Bruk hørselsvern når det er påkrevd. Vibrasjoner fra håndverktøy som luftmeiser og slipemaskiner kan skade blodsirkulasjon, nerver, muskler og ledd ved lengre påvirkning. Lys

Lysstyrken i arbeidsområdet skal være tilstrekke­ lig og tilpasset det arbeidet du skal gjøre. Sjene­ rende refleks og kontrastblending skal unngås. Følg retningslinjene som er gitt for en tilfredsstil­ lende belysning.

Motordrivstoff

Motorbensin er vanligvis tilsatt blyforbindelser og benzen. Disse forbindelsene kan vi puste inn eller få inn i blodbanen gjennom huden. Blyforgiftning fører til tretthet og blodmangel og kan gi nyreska­ der. Bensindamp irriterer øynene, gir hoste og vir­ ker sløvende. Benzen kan gi beinmargsskader og økt risiko for blodkreft. Bensin er svært eksplosjonsfarlig i dampkonsentrasjon fra 1,0-7,6 volumprosent.

Helsefarlige stoffer For at vi skal få nødvendig informasjon om de helseskadelige virkningene en del stoffer har, har myndighetene bestemt at alle helsefarlige stoffer og produkter skal helsefaremerkes. De som pro­ duserer eller importerer produktene, skal sørge for at merkingen gir alle viktige opplysninger. Ta mer­ kingen på alvor. Det er din helse det gjelder.

Olje

Hudkontakt med smøreolje over tid kan føre til hudirritasjoner. Oljen kan også inneholde bly og andre tungmetaller som kan komme inn i blodba­ nen gjennom huden. Langvarig påvirkning kan føre til større risiko for hudkreft. Du kan unngå helseskader ved å ha det rent på ar­ beidsplassen, være nøye med den personlige hy­ gienen og bruke verneutstyr.

Ved understellsbehandling vil oljetåken irritere slimhinne i nese, svelg og lunger. Lengre påvirk­ ning kan gi lungebetennelse, øye-, hals-, magekatarr og kvalme. Støv

Sliping av sparkelmasse, primer og lakk kan gi helseskadelig støv som inneholder tungmetaller, kromater og fargepigmenter. Bruk egnet verne­ utstyr i slipearbeidet. 8

MEGET GIFTIG

GIFTIG

HELSESKADELIG

IRRITERENDE

Helsefaremerking

Statens forurensningstilsyn og Direktoratet for ar­ beidstilsynet har fastsatt Forskrifter om helsefare­ merking. Forskriftene setter først og fremst krav til helsefaremerking av kjemiske stoffer og pro­ dukter, men også til omsetning og innpakning.

I tillegg til selve symbolet skal merkingen inne­ holde Æisikosetninger og Sikkerhetssetninger. R-setningene forteller om hvilke typer skader pro­ duktet kan føre til. S-setningene forteller om hvil­ ke forholdsregler man skal ta for å beskytte seg mot skader. Merkingen skal også opplyse om der kjemiske sammensetningen og om hvem som ei norsk importør eller produsent.

INNLEDNING

YL-merking

Løsemiddelholdige produkter som maling, lakk og lim skal i tillegg YL-merkes. YL er forkorting for «yrkeshygienisk luftbehov». Hvilken YLgruppe et produkt tilhører, er avhengig av meng­ den løsemiddel i produktet, hvor fort det fordam­ per, og anbefalt maksimalnivå av løsemiddel i arbeidslufta (administrativ norm). Dersom du ar­ beider med produkter i høye YL-grupper, stilles det blant annet høyere krav til ventilasjon enn om du arbeider med produkter i lavere YL-grupper.

Asbest Hva er asbest?

Asbest er et felles navn på en rekke silikatmineraler med fiberstruktur. Det har mange teknisk ver­ difulle egenskaper, for eksempel høy mekanisk styrke, bestandighet mot høye temperaturer, kje­ misk bestandighet, gode varmeisolerende egen­ skaper god bindeevne til en rekke uorganiske og organiske bindemidler, og den lar seg lett defibrere og spinne til garn og snor.

Etter hvert har en funnet fram til erstatningsstof­ fer for mange bruksområder. Helseskader

En rekke arbeidsprosesser gir utvikling av asbest­ støv som kan pustes inn og føre til helseskader, som • forandringer i brysthinnen • asbestose: en støvlungesykdom som utvikler seg gradvis • lungekreft og andre kreftformer

Asbestholdige materialer skal behandles slik at utvikling og spredning av asbestholdig støv blir så lavt som mulig. A Arbeid med asbestholdige materialer 1 Asbestholdige materialer skal dusjes med vann før en begynner arbeidet.

B Bremsereparasjoner og koplingsreparasjoner (clutchreparasjoner) - demontering 1 Vask med vann før demontering. 2 Bruk vaskemaskin eller en spesialmaskin. 3 Vannet med asbeststøvet skal samles i et kar. 4 Det er ikke tillatt å tørrfeie og blåse. 5 Demonterte deler skal ikke rengjøres på arbeidsplassen, men i vaskemaskin eller vaskehall. C Bremsereparasjoner og koplingsreparasjoner montering 1 Bruk ferdige bremsesko der det er teknisk mulig. 2 Ved dreiing av bremsesko skal en følge reglene under B og C. En skal dusje hele tiden mens en arbeider. 3 Nødvendig sliping av bremsesko skal utføres i spesialslipemaskin.

Luft fra avsuget skal ikke føres i retur til arbeidslokalet. D Personlig verneutstyr og hygiene 1 Bruk åndedrettsvern i klasse II b når du arbei­ der med reparasjoner som nevnt i A og B. 2 Arbeidstøyet skal tas av før spisepause. 3 Arbeidsgiver skal sørge for håndvask og dusj med varmt og kaldt vann. 4 Arbeidstaker skal vaske seg før måltid og etter at arbeidet er avsluttet.

Bruk av asbest i bilbransjen

Bruk av asbestholdige materialer skal skje i sam­ svar med forskriftene (bestillingsnr. 235).

9

KRAFTOVERFØRINGEN

KRAFTOVERFØRINGEN

Kraftoverføringen overfører dreiemomentet

Faktorer som er viktige for kraftoverføringen Kraftoverføringen i et kjøretøy overfører dreiemomen­ tet og omdreiningstallet fra motoren til drivhjulene. Kraftoverføringen er et felles navn på alle komponente­ ne som har med overføringen å gjøre.

Ved overføringen får drivakslene og drivhjulene et visst dreiemoment.

■ Kjenner vi radien på drivhjulene, kan vi regne ut den drivkraften hjulene får mot vegbanen. ■ Kjenner vi omkretsen på drivhjulene, kan vi beregne farten på kjøretøyet.

Konstruksjonen eller oppbygningen av kraftoverførin­ gen er avhengig av mange faktorer. De viktigste er for­ klart på de neste sidene.

Plassering av motoren og drivhjulene Konstruksjonen av kraftoverføringen er avhengig av hvordan motoren er plassert, og av hvilke hjul som er drivende. ■ En tradisjonell løsning er å plassere motoren foran i bilen og drivhjulene bak.

Drivkraften blir overført ved hjelp av en eller flere mellomaksler. ■ I moderne biler er motoren plassert foran med drift på forhjulene, forhjulsdrift. Motoren kan være tverrstilt eller stilt på langs i bilen.

■ Motoren kan også sitte bak i bilen med drift på bak­ hjulene, hekkmotordrift.

På figuren til venstre er motoren plassert bak drivhjule­ ne. Det er den vanligste løsningen.

Dersom motoren er plassert bak i bilen, men foran driv­ hjulene, mer «midt i bilen», kaller vi det midtmotor. Denne løsningen finner vi i sportsbiler. Andre løsninger, for eksempel firehjulsdrift, finner vi både i personbiler og i tyngre kjøretøyer. Enkelte tyngre kjøretøyer har også doble drivende bakhjulspar. På de to nederste figurene er motoren og kraftover­ føringen sammenbygd til en enhet. Hele denne enheten kaller vi drivaggregatet.

12

KRAFTOVERFØRINGEN

30 km/h

Behovet for drivkraft og omdreiningstall

Drivkraft (N)

høyt omdreiningstall

Behovet for drivkraft og omdreiningstall på hjulene varierer mye. ■ Av og til skal drivkraften være stor og omdreinings­ tallet lavt, for eksempel når bilen tar seg opp en bratt bakke med liten fart. Da må drivkraften være stor for at bilen skal makte motbakken. Men omdreiningstallet på drivhjulene skal være lavt fordi kjøretøyet har liten fart. ■ I andre situasjoner, for eksempel når vi kjører på flat veg med stor fart, gjelder andre krav til drivkraften og omdreiningstallet. Da skal hjulene rotere med høyere omdreiningstall for å gi fart til bilen. Men drivkraften kan være mindre fordi bilen ruller lettere nå enn i mot­ bakken.

Den røde kurven i diagrammet til venstre viser omtrent hvordan behovet for drivkraft varierer med farten. Vi har - stor drivkraft ved liten fart - mindre drivkraft ved stor fart Kraftoverføringen må være konstruert slik at den dek­ ker disse behovene så godt som mulig. Fart (km/h)

Motoreffekten

Motoreffekt

stigninger eller for akselerasjon

Sankeydiagram

Den omtrentlige fordelingen av motoreffekten går fram av sankeydiagrammet til venstre. Det gjelder for en bestemt biltype som går med 80 km/h på flat (horisontal) veg. ■ En del av effekten går med til å overvinne friksjonen i komponentene i kraftoverføringen. Det kaller vi friksjonstap. Friksjon er det blant annet i lager og mellom tannhjul. I dette tilfellet er friksjonstapene 16% av motoreffek­ ten. Det er vanlig at friksjonstapene ligger mellom 15 og 20 %. Resten av motoreffekten går til arbeidet med å drive drivhjulene. ■ En del av effekten, 18%, blir brukt til å vinne over rullemotstanden som oppstår mellom hjulene og veg­ banen. Forskjellige dekktyper gir forskjellig rullemotstand. Vinterdekk ruller tyngre enn sommerdekk. ■ Lufta omkring bilen gir stor motstand mot bevegel­ sen. Bilen må «presse seg fram» mot molekylene, og dette arbeidet tar en stor del av motoreffekten. I dia­ grammet går 46% av effekten med til luftmotstanden. Som du ser av diagrammet, går 80% av motoreffekten med til å holde denne bilen i gang når farten er 80 km/h og vegen er flat (horisontal). Resten, 20%, er en reserve som vi kan bruke i motbakker eller om vi vil akselerere (øke farten). 13

KRAFTOVERFØRINGEN

Sankeydiagrammet nedenfor viser hvor det blir av den totale energien vi tilfører motoren. ■ Brennstoffet som blir tilført motoren, inneholder hele energien. Vi sier at den energien er 100°7o. Dia­ grammet viser oss hvordan energien går tapt i prosessen. ■ Energitapet i denne motoren ligger på cirka 60%. Resten, cirka 40%, er det effektive arbeidet motoren gjør. Virkningsgraden til motoren er derfor cirka 40%, og da forstår vi at diagrammet viser en diesel­ motor. Dieselmotoren er den eneste forbrenningsmotoren som har så høy virkningsgrad (opp mot 43-44%). Ottomotoren ligger cirka 10% lavere.

100 % Tilført energi i brennstoffet

ca. 25% Kjøling (vifte, generator)

ca. 25 % Avgassene

Tap ca. 60%

ca. 10% Friksjon (lager, oljepumpe, vannpumpe, osv.) ca. 40% Arbeid avgitt fra veivakselen

Girkassa

Mellomaksel Bakakseloverføring o.l.

Friksjonstap 15-20%

Rullemotstand (dekk)

20-25% til å overvinne luftmotstand og stigninger

Sankeydiagrarn

■ Videre ser du at 15-20% av energien går til friksjonstap i kraftoverføringen og mellom hjulene og veg­ banen. ■ 20-25 % gjenstår til å overvinne luftmotstand og stigningsmotstand. Vi kan også si det slik: Hvis vi lar dette kjøretøyet bruke 10 liter brennstoff, går det med 2-2,5 liter for å overvinne luftmotstand og motbak­ ker. Når vi har brukt opp en viss mengde brennstoff, er den tilførte energien blitt omdannet til varme.

14

KRAFTOVERFØRINGEN

Typer av kjøretøyer Kravene til kraftoverføringen henger også sammen med kjøretøytypen. ■ På tyngre kjøretøyer må det bli overført et større dreiemoment, og komponentene får kraftigere dimen­ sjoner. Til terrenggående kjøretøyer er det andre krav, for eksempel drift på flere hjul og stor drivkraft i en del situasjoner, mens det er mindre krav til drivkraften i situasjoner der farten skal være høy. ■ Sammenlikner du personbiler med traktorer, ser du store forskjeller. I det ene tilfellet er farten viktigst. I det andre tilfellet er det stor drivkraft som er viktig. Kraftoverføringer i kjøretøyer har alltid en sak felles: å overføre dreiemomentet fra motoren til drivhjulene.

Dreiemomentet til motoren

Dreiemomentet til motoren

Dreiemomentet varierer med omdreiningstallet. Kurven i diagrammet til venstre viser dette. Diagrammet gjelder en personbilmotor. Ved lavt omdreiningstall, 16,7 r/s (1000 r/min), ligger dreiemomentet på drøyt 110 Nm. Dreiemomentet øker med omdreiningstallet opp til om lag 60 r/s (3600 r/min), der momentet er 170 Nm. Ved høyere omdrei­ ningstall minker dreiemomentet. Denne egenskapen hos motoren gjør at den ikke kan være direkte koplet til drivhjulene med et enkelt tannhjulssett (et enkelt gir). Det skulle gi en situasjon om­ trent som vist på diagrammet til venstre. Der har vi tegnet inn både dreiemomentet til motoren og behovet for drivkraft på drivhjulene. Som du ser, stemmer disse to faktorene overens bare i ett tilfelle, der kurvene krysser hverandre. Ved lavere fart er dreiemo­ mentet i motoren for lite, og ved høyere fart er det unød­ vendig stort.

■ En av oppgavene til kraftoverføringen er å tilpasse dreiemomentet i motoren til behovet for drivkraft. Til­ pasningen skjer gjennom girkassa og bakhjulsoverføringen.

Dreiemoment og driv kraftbehov

15

KRAFTOVERFØRINGEN

Med en firetrinns girkasse blir tilpasningen bedre. Dersom kraftoverføringen har flere utvekslingstrinn mellom motoren og drivhjulene, blir tilpasningen enda bedre. Girkasser med fire, fem eller flere gir blir kalt trinngirkasser. Tilpasningen av drivkraften skjer jo i trinn. Trinnløs overføring (utveksling) kan vi få med blant annet hydrauliske girkasser. Trinnløs overføring gjør det mulig å tilpasse drivkraften nøyaktig til behovet for drivkraft. Denne overføringen gir et «uendelig stort» antall utvekslingstrinn.

Drivkraft med firetrinns girkasse Utvekslingsforhold

Figuren til venstre viser et eksempel på hvordan dreie­ momentet og omdreiningstallet blir forandret gjennom girkassa og bakakseloverføringen. Vi går ut fra at bilen står i første gir. Utvekslingsforholdet i girkassa er 3:1 og i bakakseloverføringen 4:1. Det totale utvekslings­ forholdet mellom motorakselen og drivakslene er da 12:1 (3-4:1 = 12:1).

■ Det dreiemomentet som motoren gir, 140 Nm, blir økt 12 ganger gjennom utvekslingene. Drivakslene får til sammen dreiemomentet 12 • 140 Nm = 1680 Nm, det vil si 840 Nm på hver drivaksel. Den drivkraf­ ten vi får på drivhjulene, er bestemt av dreiemomentet og radien til hjulet. På figuren er radien 0,3 m, og drivkraften blir 840/0,3 = 2800 N. Den totale drivkraften fra begge hjulene blir dobbelt så stor, 5600 N. ■ Omdreiningstallet minker gjennom utvekslingene. Når omdreiningstallet på motoren er 50 r/s (3000 r/min) og utvekslingsforholdet er 12:1, blir omdreiningstallet på drivakslene og hjulene en tolvdel. Omdreiningstallet på drivhjulene blir 50/12 = 4,2 r/s (250 r/min). Den farten bilen får med dette omdrei­ ningstallet, er bestemt av omdreiningstallet og omkretsen til hjulet. På figuren er diameteren til hjulet 0,6 m, og omkretsen blir 1,88 m. Siden hjulet roterer 4,2 omdreininger i sekundet, blir farten på bilen 4,2 • 1,88 = 7,9 m/s. Det svarer til cirka 28 km/h (1,88 • 4,2 • 60 • 60/1000 = cirka 28 km/h). Slik kan vi regne ut drivkraft og fart ved ulike omdreiningstall og dreiemoment hos motoren.

Det spesifikke brennstofforbruket Utvekslingsforholdet betyr mye for brennstofføkonomien til kjøretøyet. Det forholder seg slik at motorer har ett eller et par områder for omdreiningstall og be­ lastning der virkningsgraden er størst og det spesifikke brennstofforbruket minst.

Diagrammet til venstre viser hvordan brennstofforbru­ ket varierer. Den kraftige kurven øverst er dreiemomentkurven til motoren. Kurvene med tall viser forbru­ ket. Du ser at denne motoren har det minste forbruket, 300 g/kWh, ved cirka 40 r/s (2400 r/min) og ved en be­ lastning som ligger noe under det største dreiemo­ mentet. Ved mindre belastninger øker forbruket mye, og det blir tre ganger så stort når dreiemomentet avtar til 100 Nm. Hvis vi kan lage overføringen slik at motoren kan arbeide ved de gunstigste omdreiningstallene og belast­ ningene så mye som mulig, får kjøretøyet den beste brennstofføkonomien. Løsningen på dette problemet kan være et overgir, men en enda bedre løsning er en avansert automatgirkasse som har flere gir, og som kan gire opp og ned mye oftere enn de automatgirkassene som fins i dag. 16

KRAFTOVERFØRINGEN

Kopling mellom motor og drivhjul Motoren har et par andre egenskaper som også påvirker konstruksjonen av kraftoverføringen. ■ Motoren lar seg ikke starte når den er belastet, det vil si når den er tilkoplet drivhjulene. Det må være en kopling i kraftoverføringen slik at vi kan kople motoren til og fra forbindelsen med drivhjulene. ■ Motoren må gå med nokså høyt omdreiningstall for å gi en drivkraft som er stor nok til å sette bilen i bevegelse. Samtidig må vi kunne sette bilen i gang mykt og uten rykk. Disse to faktorene påvirker kon­ struksjonen av koplingen.

Koplingen kan ikke være en type som bare har to stillinger, innkoplet eller utkoplet. Da vil dreiemomentet hos motoren bli brått tilkoplet drivhjulene når vi starter. En slik tilkopling vil skade alle komponentene i kraftoverføringen, og den vil være nokså ubehagelig for føreren og passasjerene. Koplingen må tillate at tilkoplingen av dreiemomentet foregår gradvis. Denne gradvise innkoplingen oppnår vi gjennom sluring i koplingen.

Differensialen Det fins selvsagt mange faktorer som påvirker kon­ struksjonen av kraftoverføringen. Noen har du lest om på sidene foran. Noen andre skal vi forklare når vi kom­ mer inn på de forskjellige komponentene utover i boka. Men vi bør ta med enda en viktig faktor her i innlednin­ gen: Når vi kjører i svinger, må drivhjulene rotere med ulik fart. Det ytterste hjulet må rulle lenger enn det inn­ erste, og det ser du på figuren til venstre. ■ Den innretningen som gjør dette mulig, er innbygd i bakakselen og blir kalt differensialen (av differens = ulikhet, forskjell). ■ Differensialen tillater drivhjulene å rotere med ulike omdreiningstall, og den fordeler dreiemomentet likt til hjulene. Uten differensial hadde dekkslitasjen på driv­ hjulene blitt svært stor, fordi hjulene da hadde blitt tvunget til å gli mot vegbanen. Dessuten hadde bilen blitt tungstyrt fordi drivkreftene ville tvunget den til å gå rett fram i svinger. ■ Men differensialen har ikke bare fordeler. På glatt vegbane er den ofte en ulempe. Det drivhjulet som har dårligst veggrep, bestemmer hvor stor den største driv­ kraften fra begge drivhjulene kan bli uten at hjulene spinner. Det skyldes at differensialen fordeler dreiemo­ mentet likt til drivhjulene.

2 - Bilteknikk bm

17

KOPLINGEN

Koplingen Koplingens oppgaver: ■ Kople motorbevegelsen til resten av kraftoverførin­ gen (og drivhjulene), for eksempel når vi starter kjøre­ tøyet.

Koplingen sitter mellom motoren og girkassa, og den er en forbindelse vi kan bryte

■ Kople motorbevegelsen fra forbindelsen med driv­ hjulene, for eksempel når vi girer. ■ Kople inn motoren mykt slik at ikke kjøretøyet star­ ter med et rykk. ■ Være i stand til å overføre dreiemomentet fra moto­ ren. Det er store krefter som arbeider i denne overførin­ gen.

Det fins flere forskjellige typer av koplinger.

■ Mekaniske koplinger. Denne typen er den vanligste, og du finner den i nesten alle kjøretøyer som har manuell girkasse. ■ Hydrauliske koplinger. Denne typen er ikke vanlig nå, men det fins hydrauliske momentomformere som både frikopler ved stans og som forandrer utvekslingsforholdet. Moderne automatiske girkasser har alltid en momentomformer. Momentomformere blir mer og mer vanlig i personbiler og bybusser. ■ Elektromagnetiske koplinger. Denne typen er svært uvanlig, men den fins i enkelte motorredskaper og maskiner. Du kan også finne den i kjøretøyer med reimoverføring.

En mekanisk kopling (enkel tørrlamellkopling)

18

KOPLINGEN

svinghjui

Kopiingspiate

Enkel tørrlamellkopling

■ Dette er den vanligste mekaniske koplingen. Prinsip­ pet går fram av figurene øverst. Se også figuren på side 18. A Når koplingspedalen er oppe, blir koplingsplata presset fast mellom svinghjulet og trykkplata. Koplingsfjærene gir den kraften som trengs for at kop­ lingen ikke skal slure. Dreiemomentet til motoren blir overført fra veivakselen gjennom svinghjulet, Den inngående trykkplata og koplingsplata til den inngående akse­ Q) akselen len på girkassa. på girkassa B Når vi trykker ned koplingspedalen, påvirker utløserlageret og koplingshevarmene trykkplata slik at den flytter seg unna koplingsplata. Trykket vil også påvirke aksiallageret i veivakselen. Koplingsplata kan da rotere fritt mellom svinghjulet og trykkplata. Forbindelsen mellom veivakselen og den inngående akselen på girkassa er brutt. (Navnet tørrlamellkopling kommer av at koplingsplata arbeider helt tørt. Det fins også våtlamellkopling. I den typen kopling er koplingsplata laget av et helt annet ma­ teriale, og plata er omgitt av en spesiell væske.)

Trykkplate

Veivaksel

A Innkoplet

Overføring av dreiemomentet

■ Når vi starter bilen, blir dreiemomentet overført gradvis ved at koplingen slurer. Svinghjulet og delene i koplingen er konstruert for å tåle den varmeutviklingen som oppstår i innkoplingstiden når koplingen slurer. Omtrent 50% av det tilførte arbeidet blir omdannet til varmeenergi i denne perioden. Svinghjulet, koplings­ plata og trykkplata er de mest utsatte delene.

FRIKSJONSKRAFTEN er avhengig av over­ flatene og kraften på koplingsfjærene

■ To faktorer avgjør hvor stort dreiemoment koplin­ gen kan overføre: 1 Friksjonskraften mellom koplingsplata og svinghju­ let og mellom koplingsplata og trykkplata. Kraften er avhengig av overflaten, og av hvor hardt koplingsfjæ­ rene presser ytterflatene mot hverandre. 2 Middelradien, det vil si avstanden fra sentrum til midt på lamellene.

MIDDELRADIEN

Svinghjui

Kopiingspiate

Trykkplate

19

KOPLINGEN

Friksjonskraften er produktet av fjærkraften ganger, friksjonskoeffisienten og antall flater: Fg = Fr • g • n der Fg ~ friksjonskraft Fr = fjærkraft g = friksjonskoeffisient n = antall flater

Middelradien finner vi med denne formelen: M - Fg ■ r M = dreiemoment r = middelradius

På en enkel tørrlamellkopling er det to flater. På en dobbel tørrlamellkopling er det fire flater. På en våtlamellkopling kan det derimot være enda flere flater.

Dersom friksjonskraften er 2000 N og middelradien 120 mm, blir dreiemomentet som koplingen kan overføre, 2000 N • 0,12 m = 240 Nm. Koplingen blir beregnet slik at den klarer å overføre dreiemomentet uten å slure. Det er vanlig å bruke en sik­ kerhetsfaktor på 1,5-2. Det betyr at koplingen kan over­ føre et dreiemoment som er 1,5-2 ganger større enn det største dreiemomentet som motoren kan gi.

Svinghjulet og trykkplata er ofte laget av støpejern, og har nøyaktig planslipte kontaktflater for lamellbelegget på koplingsplata. Koplingsplata

Koplingsplata består av nav, lamellplate og belegg. ■ Navet har sleidespor, slik at koplingsplata kan for­ skyves på den inngående akselen på girkassa. Se også figuren på side 18.

■ Lamellplata er ofte fjærende festet til navet, slik at navet og skiva kan vri seg litt i forhold til hverandre. Friksjonsflaten på navet sammen med dempefjærene tar opp torsjonssvingningene fra veivakselen. (Torsjonssvingningene skyldes at kraften fra forbrenninge­ ne i motoren kommer støtvis.) Lamellplata er oppdelt i buede (krumme) segmenter for å gi myk innkopling. ■ Friksjonsbelegget, som er fastklinket til lamellplata, blir framstilt av varmefast materiale med høyt friksjonstall. Asbest har lenge vært hovedbestanddelen i belegget.

Koplingsplate

Nagle

Belegg

Belegg

Lamellplate

Beleggene er naglet fast 20

Men fordi asbest er et stoff som kan gi lungesykdom­ mer, blir det etter hvert erstattet med andre materialer. Sintret materiale og komposittmateriale (for eksempel karbonfibermateriale) er blitt mer vanlig. Du kan lese mer om asbest og bruken av asbest i kapitlet om Forskrifter for miljø, verne- og sikkerhetsbestem­ melser, side 9.

KOPLINGEN

Koplingsfjærene

Koplingsfjærene presser koplingsplata fast mellom trykkplata og svinghjulet. Det kan du se på figuren øverst på side 19. Fjæringen kan være ordnet på for­ skjellige måter, og koplingen får navnet sitt etter det. Figuren nedenfor viser en skruefjærkopling.

1 Svinghjulslager 2 Starterkrans 3 Svinghjui

■ Skruefjærene er plassert mellom koplingsdekslet og trykkplata. Koplingshevarmene som påvirker trykkplata, er opplagret eller opphengt i koplingsdekslet. ■ Utløserlageret som påvirker koplingshevarmene ved inn- og utkopling, blir styrt av hylsa med flens som sitter på den inngående akselen på girkassa. ■ Kontroller alltid svinghjulslageret når du skifter kopling.

21

KOPLINGEN

Membranfjærkopling

Membranfjærkoplingen på figuren er en enkel tørrla­ mellkopling. Skruefjærene og de andre delene i utløsermekanismen (hevarmer, tapper osv.) er her erstattet av en membranfjærskive, ofte bare kalt membran. Membranfjærkoplingen har flere fordeler: ■ Den er lett og enkel og har få bevegelige deler. ■ Den har mindre tendens til å slure når belegget blir slitt, det vil si at fjærkraften holder seg stor selv om be­ legget blir tynnere.

■ Den pedalkraften som må til når vi kopler ut, er størst i begynnelsen av pedalbevegelsen og minker mot slutten av bevegelsen. Dermed blir koplingen lett å bruke, og belastningen på veivakselens aksiallager blir mindre. XJtløserlager Fjærkraft

Fjærkraft

Membranfjær

Innkoplet

Koplingsdeksel Festeklemme

Trykkplate Koplingsplate Svinghjul

Den buede membranfjæra sitter fast i koplingsdekslet. Når koplingen er montert, presser ytterkanten på fjæra mot trykkplata, og dermed blir koplingsplata presset fast. Slik er stillingen når koplingen er innkoplet.

Membranfjæra vrir seg mellom vipperingene

Når vi kopler ut, presser vi utløserlageret inn mot sent­ rum av membranen. Da vrir membranfjæra seg mellom vipperingene og skyver trykkplata bort fra lamellbelegget.

Utkop let

22

KOPLINGEN

Utløserlager ■ Det vanligste utløserlageret er et kulelager. Lageret er konstruert slik at det kan ta opp de store aksiale kref­ tene som virker når lageret trykker på koplingshevarm­ ene eller på membranfjæra. Lageret tar også opp de radiale kreftene som virker når lageret roterer. Utløserlageret blir innsatt med smøring ved produksjo­ nen, og det er tettet (innkapslet) slik at ikke smuss skal komme inn til kuler og kulebaner. Moderne utløserlagre har lang levetid og kan klare mer enn 1 million koplingsbevegelser. ■ Utløserlageret er ofte montert på en dreid lagerhylse. I dag blir både lagerhylsa og lageret laget av en presset stålplate. Det gir en lett, men samtidig holdbar enhet. ■ Lagerhylsa og utløserlageret blir påvirket av utløsergaffelen når vi kopler ut. Et par metoder ser du på figurene under. Lager

En nyere konstruksjon Styring for

Utløserlager

lagerhylse og

Støttelageret i svinghjulet sitter egentlig i veivakselen, men vi kaller det også svinghjulslager.

23

KOPLINGEN

Mellomtrykkplate

Dobbeltlamellkopling De to koplingstypene som du hittil har lest om, er enkle, det vil si at de har én kopiingspiate (med to friksjonsflater).

Til å overføre store dreiemoment blir dobbeltlamellkoplingen brukt. Den finner vi i tyngre kjøretøyer og i sportsbiler med store motorer. Med to koplingsplater får vi fire friksjonsflater i stedet for to. Koplingen kan derfor overføre dobbelt så stort dreiemoment om kraften fra koplingsfjærene og middeldiameteren er uforandret. Jamfør side 19. Dersom en enkel kopling skal overføre så stort dreiemoment, må vi øke diameteren mye. Da ville bilen få mindre klaring til vegbanen (bakkeklaring). Koplingen fungerer omtrent som de koplingene du har lest om tidligere. Både trykkplata og mellomtrykkplata blir påvirket av kraften fra koplingsfjærene ved innkopling. På samme måten mister begge platene kontakten med koplingsplatene når utløserlageret påvirker kop­ lingshevarmene (utkopling).

Dobbeltlamellkopling

Kraften blir overført fra svinghjulet til mellomtrykk­ plata med medbringere som sitter i svinghjulet.

Kontroller Kraftoverføringen mellom svinghjulet og mellomtrykkplata

Kontroll av lamellbelegget

Lamellbelegget blir slitt og må byttes. Bykjøring med mye oppgiring og nedgiring sliter mye på koplingen. Kontroller slitasjen på belegget. Det skal ikke være ripete og heller ikke være belagt med olje. Ofte skifter en ut hele lamellskiva, men det er mulig å bare skifte ut belegget. Kontroll av svinghjulet

Flaten på svinghjulet bør være uten riper. Flaten kan sli­ pes, men da må også flaten for festet til koplingen slipes like mye. Da forblir avstanden mellom dem den samme. Kontroll av dødgangen i koplingen

Vi foretar kontroll av dødgangen (klaringen) på kop­ lingspedalen med en koplingsgaffel. Etter hvert som lamellbelegget blir slitt, blir også klaringen forandret. Se etter i verkstedhåndboka.

Løs arbeidsoppgave 1 24

KOPLINGEN

Koplingsmanøvrering Du har tidligere sett at dreiemomentet som koplingen kan overføre, er avhengig av middelradien til koplings­ plata og friksjonskraften mellom koplingsplate og svinghjul og mellom koplingsplate og trykkplate. ■ Friksjonskraften er avhengig av friksjonen mellom overflatene og kraften fra koplingsfjærene. Koplingsfjærkraften er stor, fra cirka 4000 N i personbiler og opp til 20 000 N i tunge kjøretøyer. Det er denne kraften vi skal overvinne når vi trykker ned koplingspedalen. Men skal det være lett å trykke ned pedalen, bør kraften på pedalen ikke være større enn 150 N. ■ For å klare kravet om liten pedalkraft er koplingsmanøvreringen konstruert slik at det er stort utvekslingsforhold mellom pedalbevegelsen og bevegelsen av utløserlageret. På tyngre kjøretøyer blir også trykkluftmanøvrering brukt.

De forskjellige lengdene på hevarmene gir et stort utvekslingsforhold

Overføringen av bevegelse fra koplingspedalen til utlø­ serlageret skjer på forskjellige måter: ■ Mekanisk med stag eller vaier ■ Hydraulisk med hovedsylinder og manøversylinder ■ Med hydraulikk og servo

Mekanisk overføring med stag og hevarmer

Akselen er som regel lagret i ramma (eller karosseriet) og på motoren. Siden motoren har elastisk oppheng, betyr det at det oppstår bevegelse mellom opplagringene. Akselen må derfor ha bevegelige lagre, og den har derfor ofte kuleledd i endene. Dette problemet slipper vi dersom bevegelsen fra peda­ len blir overført gjennom en vaier. Mekanisk koplingsmanøvrering

Hydraulisk overføring

Koplingspedalen påvirker støtstanga og stemplet i hovedsylinderen. Stemplet trykker bremsevæsken i trykkledningen til manøversylinderen slik at stempel og støtstang i sylinderen blir påvirket. Støtstanga i manøversylinderen overfører bevegelsen gjennom utløsergaffelen til utløserlageret.

Hydraulisk koplingsmanøvrering 25

KOPLINGEN

På figuren til venstre er manøversylinderen en ringfor­ met hydraulisk sylinder som sitter i koplingshuset. ■ Væske fra hovedsylinderen blir presset inn i rommet mellom sylinderhuset og hylsa. ■ Stemplet og utløserlageret trykker direkte mot mem­ branfjæra. Når vi slipper opp pedalen, blir utløserlage­ ret og stemplet presset så langt tilbake av membran­ fjæra at lageret så vidt ligger an mot membranfjæra. Justering av koplingen skjer automatisk fordi låseringen er forskyvbar på stemplet. Vi trenger altså ikke å justere klaringen mellom utløserlageret og mem­ branfjæra.

Væske fra hovedsylinderen

Bremsevæske og helserisiko

Bremsevæske er svært giftig. Dersom du skulle komme Manøvreringssylinderen påvirker utløserlageret til å svelge bremsevæske, må du kontakte lege øyeblik­ direkte. Ingen utløsergaffel kelig. Forgiftningssymptomene er hodepine, brekninger, diaré og bevisstløshet. En stor mengde bremsevæ­ ske kan være dødelig. Bremsevæsken må oppbevares på et trygt sted i en tydelig merket flaske. Unngå hudkontakt med bremsevæske. Skyll straks med vann. Bremsevæske er etsende og vil skade billakken. Bremsevæske skal behandles som spillolje og skal ikke helles ut i avløpssystemet (se også sidene 108-109). Pedalklaring

Det må være klaring mellom utløserlageret og mem­ branfjæra eller hevarmene. Hvis det ikke er klaring, vil utløserlageret rotere så lenge motoren går. Da blir lage­ ret hurtig slitt, og koplingen kan slure dersom lageret ligger hardt på. Utløserlageret på den øverste figuren får klaringen automatisk. Ellers er det vanlig at vi må justere klaringen. Det gjør vi ved å la koplingspedalen få en klaring på 20-30 mm før utkoplingen starter. Selvjusterende mekanisk overføring

Utkoplet

Innkoplet

Selvjusterende mekanisk overføring

26

Figuren viser en FORD-modell med vaierbetjent meka­ nisk overføring som er selvjusterende. For at det ikke skal oppstå klaring ved utløserlageret, er dette fjærbelastet. Når koplingspedalen er ubetjent (koplingen innkoplet), er sperrehaken løftet opp fra tannsegmentet ved hjelp av et anslag. Når vi tråkker på koplingspedalen, blir sperrehaken fri­ gjort, og den griper etter cirka 15 mm pedalklaring inn i tannsegmentet. Da blir koplingsvaieren trukket med og koplingen blir løst ut. En hjelpefjær gjør det lettere å tråkke inn pedalen. Når koplingspedalen går tilbake til utgangsstillingen, går tannsegmentet også tilbake, men ikke mer enn det som tilsvarer slitasjen av koplingsbelegget. Etter litt mer slitasje av belegget griper sperrehaken inn i neste tann på tannsegmentet.

KOPLINGEN

Koplingsmanøvrering i tunge kjøretøyer I tunge kjøretøyer må vi overvinne store krefter når vi kopler ut. ■ Hydraulisk manøvrering av koplingen gjør utkoplingen lettere. Men om kraften på pedalen skal bli liten, blir det også et langt og ubekvemt pedalutslag fra tilkopling til utkopling. (Det vi vinner i kraft, taper vi i veg.) ■ Vi kan også bruke trykkluft for å lette manøvreringen. Men da kan vi ikke bruke koplingen hvis til­ førselen av trykkluft blir borte. ■ Løsningen på problemet ligger i å kombinere hydraulikk (trykkolje) og trykkluft. Denne typen kopling har • et hydraulisk system som påvirker et trykkluftsystem • et trykkluftsystem som utfører det tunge koplingsarbeidet Skulle kjøretøyet bli uten trykkluft, kan vi manøvrere koplingen ved hjelp av bare det hydrauliske syste­ met. Men da blir utkoplingsarbeidet tungt, for det fins jo ingen hjelpekraft.

Koplingspedalen påvirker en hydraulisk sylinder 1, og bevegelsen blir overført til manøversylinderen 2 ved koplingen. Manøversylinderen overfører bevegelsen til utkoplingshevarmen 3 gjennom en servoventil 4. Servoventilen skal styre trykklufta til og fra trykkluftsylinderen 5. I trykkluftsylinderen fins en membran 6 med en trykkstang 7. Når trykklufta virker på membra­ nen, får trykkstanga en kraft som virker mot kraften til koplingsfjærene. Trykkstanga påvirker utkoplingshev­ armen og utløserlageret 8. Delene i systemet Utkopling

Utkopling

Når vi trykker ned koplingspedalen, blir servoventilen påvirket av hydraulikken. Stemplet i servoventilen beve­ ger seg slik at ventilen åpner forbindelsen fra trykklufttanken til trykkluftsylinderen. Trykklufta gir membra­ nen og trykkstanga tilstrekkelig utkoplingskraft. Vi kan selvfølgelig stanse pedalbevegelsen i en hvilken som helst stilling og på den måten få større eller mindre sluring i koplingen. Når vi stanser pedalbevegelsen i en bestemt stilling, flyt­ ter stemplet i servoventilen seg slik at ventilen stenger forbindelsen mellom trykklufttanken og trykkluftsylin­ deren. Trykket som fins i trykkluftsylinderen, blir holdt oppe. Utkoplingshevarmen står stille helt til vi fortsetter pedalbevegelsen.

Innkopling

Når vi slipper opp pedalen, gjør servoventilen to ting: ■ Den stenger forbindelsen mellom trykklufttanken og trykkluftsylinderen 5. ■ Den åpner et utløp for trykklufta som er i trykkluft­ sylinderen. Trykklufta blir sluppet ut, og utkoplingshevarmen går tilbake.

Innkopling 27

KOPLINGEN

Våt lamellkopling Dersom vi ønsker en svært myk innkopling, kan vi bru­ ke en våt lamellkopling. Slike koplinger blir ofte brukt i motorsykler. Koplingen arbeider i smøreolje i et tett hus. Ulempen med denne koplingstypen er at friksjo­ nen og det overførbare dreiemomentet blir mindre enn ved bruk av tørre lamellkoplinger av samme størrelse. Det kan vi rette på ved å øke antallet friksjonsflater. Da blir dreiemomentet stort nok uten at diameteren på koplingen eller fjærkraften blir for stor.

Koplingen i kjørestilling

1 2 3 4 5 6 7 8 9 JO

Drivende trommel Kjededrev Nav Trykkplate Fjærer Utkoplingsskrue Utkoplingsstift Girkassas inngående aksel Metallplate Friksjonsskive

Kraften fra motoren blir overført til den drivende trom­ melen (1) gjennom et kjededrev eller et tannhjul (2). Trommelen er lagret på den inngående akselen til gir­ kassa. Navet i koplingen kan gli på akselen (langsgåen­ de spor og bommer). På navet og i den drivende trom­ melen er det aksiale spor. På metallplater og friksjonsskiver (10) er det tilsvarende «ører». Vi monterer skive­ ne vekselvis inn i sporene. Først setter vi metallplata i trommelen, deretter fester vi friksjonsskiva på navet, eller omvendt. Som regel har koplingen flere friksjonsbelagte skiver og metallplater. Ytterst sitter den fjærbelastede trykkplata (4 og 5). Når vi trykker inn koplingshåndtaket, blir vaieren til utkoplingsskruen spent og roterer slik at utkoplingsstiften løfter trykkplata.

Kopling

28

KOPLINGEN

Lamellkoplingen kan også kombineres med en hydrau­ lisk momentomformer i stedet for med en sentrifugalkopling.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

Hovedenhet med tannhjul Rull Skive Avstandshylse Lager Nav Fjærskivesete Låsering Fjærskive Mutter Skive Skive Drivende plate Drevne plate Trykkplate Fjær Avstandshylse Skrue Tannhjul for oljepumpe Avstandshylse Lager Utløserbolt Lager Skive Tetningsring Utløserakse Tetningsring Lager Utløserarm Skrue Skive

Tiltrekningsmoment

N«m

kg-m

lb-ft

50 - 70

5.0 - 7.0

36.0 - 50.5

8-12

0.8 - 1.2

6.0 - 8.5

6-10

0.6 - 1.0

4.5 - 7.0

29

KOPLINGEN

Hydraulisk kopling

En koplingshalvdel

Pumpa - den drivende delen

Turbinen - den drevne delen

En hydraulisk kopling har ingen koplingsplate som overfører dreiemomentet hos motoren til den inngå­ ende akselen på girkassa. Her er det olje som sørger for overføringen. Denne koplingstypen gir en myk og svingningsdempende kraftoverføring og gjør koplingspedalen over­ flødig. Koplingen består av to skålformede koplingshalvdeler med skovlblad (vinger). ■ Den ene halvdelen, pumpa, er den drivende delen. Den er fastmontert på veivakselen til motoren. ■ Den andre halvdelen, turbinen, sitter på den inn­ gående akselen til girkassa og er den drevne delen. Kraftoverføringen skjer fra den drivende pumpa til den drevne turbinen. Pumpa og turbinen er montert svært nær hverandre, men har ikke mekanisk kontakt. Enheten er sammenbygd i et tett deksel og er fylt med olje.

Kraftoverføringen

■ Når pumpa roterer, blir oljen slynget utover på grunn av sentrifugalkraften. Skålformen og retningen på skovlbladene gjør at oljen blir presset over til turbi­ nen. Oljen treffer turbinen, som blir tvunget til å rotere i samme retning som pumpa. Oljestrømmen går i en sirkelbane mellom pumpa og turbinen. Se figuren. Ledeskinnene i koplingshalvdelene forhindrer at det blir virvler innenfor oljestrømmen.

Pumpa og turbinen har ikke mekanisk kontakt

Ledeskinnene hindrer at det blir virvler i oljen 30

Når vi starter kjøretøyet, er det stor forskjell mellom omdreiningstallene på koplingshalvdelene. Pumpa roterer med det samme omdreiningstallet som motoren, og turbinen roterer langsomt. Vi kan si at koplingen slurer. Denne forskjellen i omdreiningstall blir utjevnet etter hvert som farten på kjøretøyet øker. Men det vil alltid være en liten forskjell mellom omdreiningstallene (altså sluring). Koplingen fungerer også når vi bremser med motoren. Da forandrer oljestrømmen retning, slik at koplingshalvdelen på veivakselen fungerer som turbin og den andre halvdelen som pumpe. Den hydrauliske koplingen er ikke mye brukt. Men en videre utvikling av den, hydraulisk momentomformer, blir alltid brukt sammen med automatiske girkasser.

KOPLINGEN

Oljer i hydrauliske koplinger

I hydrauliske koplinger og i automatgir bruker vi spesialoljer. Oljer for automatgir er spesielt raffinerte. De må ha høy viskositetsindeks og lavt flytepunkt, for å sikre jevn kraftoverføring i temperaturer fra under -30 °C til over 200°C. Når en skal velge automatgirolje, må en følge spe­ sifikasjonene fra fabrikanten. Spesifikasjoner

AP1 GL-1: En ren mineralolje uten EP*-tilsetninger AP1 GL-2 og 3 er utgått AP1 GL-4 (MIL-L-2105): Giroljer med en mildere type EP-tilsetninger AP1 GL-5 (MIL-L-2105C): Hypoidoljer med ster­ ke EP-tilsetninger ^Forkortingen EP står for Extreme Pressure, og

betyr at oljen tåler ekstremt høyt trykk. EPtilsetningen er en blanding av klor og svovel. Disse kjemiske tilsetningsstoffene kan virke irriterende på huden over lengre tid. Unngå derfor direkte kontakt med oljen. Skyll bort straks dersom du søler med oljen. Risikoen for helseskade er særlig store der det al­ minnelige renholdet er dårlig. Vær derfor nøye med personlig hygiene og hold arbeidsplassen ren. Oljetåke kan gi irritasjon av slimhinner i nese, svelg og lunger. Bruk personlig verneutstyr som beskyttelse når du for eksempel skal ta under­ stellsbehandling på bilen. Krav til gir- og bakakseloljer: - høy oksidasjonsmotstand - høy motstand mot skumdannelse - korrosjonsbeskyttende - bør ikke bli for tyktflytende i kaldt vær - gode renseegenskaper

Helserisiko

Tilsatsstoffene i oljene er mer eller mindre giftige. Oljen skal være merket med symboler som forteller graden av helserisiko eller graden av brann- og eksplosjonsfare. Giftige og helsefarlige stoffer

Slike stoffer skal etter arbeidsmiljøloven § 11 merkes forsvarlig med navn og advarsel på norsk. Det skal føres register over slike stoffer. All bruk og oppbevaring av giftige og helsefarlige kjemiske stoffer skal være fullt forsvarlig slik at arbeidstakerne er sikret mot ulykker, helseskader eller særlig ubehag. Det vises til Statens forurensningstilsyn og Arbeidstil­ synets forskrifter om merking. Arbeidstilsynets for­ skrifter om produktdatablad (best. nr. 445) og veiled­ ning til arbeidsmiljøloven § 11 (best.nr. 390).

Fra Forskrifter om bilverksteder, bensinstasjoner m.v. Olje for automatiske girkasser

For automatiske girkasser er det strenge krav til oljer. ATF-oljer er en felles betegnelse for oljer til automati­ ske girkasser. Kontroll av oljenivået

Løs arbeidsoppgave 2

Følg fabrikantens spesifikasjoner når du skal kontrol­ lere oljenivået. Motoren går på tomgang, og girvelgeren er i parkeringsstilling. Dersom oljenivået er for lavt, må du finne årsaken. Det kan skyldes lekkasje i pakninger eller i O-ringer. Oljeskift eller etterfyll av olje skal foregå slik fabrikan­ ten anbefaler. Det er en viss forskjell på egenskapene til oljene. Bruk verkstedhåndboka. Fyll ikke på mer enn til maksimumsmerket. Hvor ofte det skal skiftes olje, er avhengig av hvordan bilen blir kjørt. Se anbefalingene fra fabrikanten.

31

GIRKASSER

Girkasser Hovedgirkasse (framhjulsdrevet) Mutter 2 Lager for hov edaksel 3 Skiftegaffel 4 Klips 5 Revers skiftegaffel, stopphylse 6 Pinjongaksel 7 Lagerholder 8 Forsterket plate 9 Pinjongaksel 10 Differensial 11 Revers driv aksel 12 Medbringer for drivaksel 13 Klips 14 Lokk

32

GIRKASSER

Hovedgirkasse (bakhjulsdrevet) 8 1 Fartsmålerdrift 9 2 Tannhjul første gir 10 3 Hevarm 11 4 Girkasselokk 12 5 Girspak 13 6 Gummimansjett 14 7 Girvelgeroverføring

Hevarm Skifteaksel Girfinger Sperreplate Lamellplate Skiftegaffel Mellomakselhjul (kubbedrev)

15 16 17 18 19 20

Oljepåfyllingsplugg Mellomakselhjul Koplingshylse Mellomakselhjul Mellomaksel (girkubbe) Medbringer for mellomaksel fra girkassa

21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

Lagring Tverrbjelke på ramma Skiftegaffel Girvelger Mellomaksel fra girkassa Mellomaksel (kubbe) Inngående aksel Mellomaksel til forakselen Utgående aksel Skiftegaffel Koplingshylse Oljepåfyllingsplugg Hus Utgående aksel Mellomaksel til bakakselen

Fordelingsgirkasse 3 - Bilteknikk bm

33

GIRKASSER

Det fins mange typer girkasser, og vi kan dele dem inn på flere måter. Her er noen eksempler. ■ Med utgangspunkt i antall gir forover kan vi dele inn i tretrinns, firetrinns, femtrinns girkasser osv. Alle girkasser for biler har reversgir. ■ Hvis vi legger manøvreringsmåten av gir­ kassene til grunn for inndelingen, får vi manuelle girkasser og automatiske girkasser. ■ Med bruksområdet som utgangspunkt får vi denne inndelingen: • Hovedgirkasser, som har en serie utvekslingsforhold beregnet slik at drivkraften kan bli til­ passet ulike behov. Disse girkassene blir kalt trinngirkasser siden de har faste utvekslinger i trinn (1. gir, 2. gir, 3. gir osv.). Figuren øverst på side 33 viser et eksempel på en hovedgirkasse.

• Tilsatsgirkasser, som forekommer i flere for­ mer, for eksempel: Overgir, som blir koplet inn når drivkraftbehovet er lite. Motoren kan gå med relativt lavt om­ dreiningstall til tross for at bilen har stor fart. Det blir mindre motorstøy, og brennstofforbru­ ket blir lavere. Jamfør nederst på side 16. Reduksjonsgir, som blir brukt i kombinasjon med en hovedgirkasse for å øke antall gir. En femtrinns hovedgirkasse kombinert med en totrinns reduksjonsgirkasse gir ti utvekslinger forover og to bakover. Rangegir (uttales reindsjgir) er et vanlig navn på denne tilsatsgirkassa.

Et splitgir er montert på den fremre tverrveggen på hovedgirkassa. Det består av en inngående aksel med ett tannhjul og synkronisering og en mellomaksel med ett tannhjul. Når tannhjulet er innkoplet, erstatter det funksjonene til primærgiret. Utvekslingen til splitgiret er omtrent halvparten av trinnene mellom de andre girstillingene (eng. split = splitte, kløyve). Når vi har kortere trinn mellom girene, kan motoren gå med jevnere omdreiningstall. Det gir en mer økonomisk kjøring.

I en girkasse med splitgir kan det høyeste girtrinnet være et overgir eller ha utvekslingsfor­ holdet i = 1 : 1.

Splitgir

34

Hovedgir

Rangegir

GIRKASSER

Splitgirprinsippet

Rangegirprinsippet

Fordelingsgirkasse blir brukt til å fordele driv­ kraften når kjøretøyet har forhjuls- og bakhjulsdrift (for eksempel firehjulsdrevet bil). Figuren nederst på forrige side viser en for­ delingsgirkasse.

■ Med utgangspunkt i plasseringen av akslene skiller vi mellom • girkasser med fast lagrede sideaksler. Dette fin­ ner vi i hovedgirkasser. • girkasser med svingbart lagrede aksler (planetgir). Denne konstruksjonen finner vi i nesten alle automatiske girkasser.

■ Vi kan også gå ut fra plasseringen av tannhju­ lene og dele inn i

• girkasser med skyvbare tannhjul. Her blir tann­ hjulene skjøvet i inngrep med hverandre ved giring. • girkasser med tannhjul i konstant inngrep. Ved giring blir tannhjulene låst fast i akselen. Alle moderne girkasser har tannhjulene i konstant inngrep. 35

GIRKASSER

Girkasse med skyvbare tannhjul Denne girkassetypen forekommer ikke lenger i personbiler og er heller ikke vanlig i tunge kjøretøyer. Gir­ kassa er vanskelig å gire, og du må ha en god gireteknikk for å klare det. Den støyer også ganske mye, og det skyldes at tannhjulene har rett fortanning. Girkassa har likevel en fordel: det er lett å forstå hvordan den virker. Derfor er den med i denne boka.

Virkemåte

Figuren viser noe forenklet hvordan girkassa er bygd opp. ■ Tannhjulet på den inngående akselen er i kon­ stant inngrep med det fremste tannhjulet på mellomakselen (girkubben), og alle tannhjulene på mellomakselen roterer når den inngående akselen roterer. ■ Tannhjulene på den utgående akselen kan bli forskjøvet på sleidespor. Det fremre tannhjulet kommer i inngrep med «sitt» tannhjul på mellom­ akselen når andre gir er innkoplet. Koplingshylsa har med tredje gir å gjøre. Det bakre forskyvbare tannhjulet blir brukt til første gir og revers.

36

■ Tannhjulene på den utgående akselen blir flyt­ tet med skiftegaflene til inngrep. Skiftegaflene blir påvirket av girspaken når vi girer. ■ For at den utgående akselen skal kunne rotere i motsatt retning, må det finnes et reverstannhjul. Det blir innkoplet når vi setter girspaken i reversstilling. Reverstannhjulet er lagret på reversakselen og er i konstant inngrep med det bakerste tann­ hjulet på mellomakselen. Du ser at alle tannhjulene har rett fortanning. Det er bare tannhjulet på den inngående akselen og det fremste tannhjulet på mellomakselen som kan ha skråfortanning. Girstillingene ser du på neste side. Utvekslingsforholdene for de ulike girene er beregnet etter de tanntallene som er angitt på figuren ovenfor.

GIRKASSER

Girstillinger for tretrinns girkasse

Første gir

Andre gir

Skiftegaffelen for første gir og revers har flyttet tannhjulet for første gir og revers slik at det står i inngrep med det lille tannhjulet på mellomakselen. Utvekslingsforholdet er 3:1 eller 3, det vil si at den inngående akselen roterer tre omdreininger når den utgående akselen roterer en omdreining. Nedvekslingen av omdreiningstallet skjer i «to trinn»: først en gang gjennom tannhjulet på den inngående akselen (16 tenner) og det fremste tann­ hjulet på mellomakselen (24 tenner), og så en gang til gjennom tannhjulet på mellomakselen (12 tenner) og tannhjulet til første gir (24 tenner). Utvekslingen blir: 24/16 • 24/12 = 3/2 • 2/1 = 6/2 = 3 : 1

Tannhjulet til andre gir står i inngrep med tann­ hjulet på mellomakselen. Nedvekslingen mellom tannhjulet på den inn­ gående akselen (16 tenner) og det fremste tannhju­ let på mellomakselen (24 tenner) er den samme som for første gir. Noen annen nedgiring skjer ikke, fordi de to andre tannhjulene som er i inn­ grep, har det samme tanntallet - 18 tenner. Utvekslingen blir: 24/16 • 18/18 = 3/2 • 1/1 = 3/2 = 1,5 : 1

Tredje gir

Ved tredje gir er utvekslingsforholdet 1 fordi den inngående akselen og den utgående akselen har det samme omdreiningstallet. Giret blir ofte kalt direktegir fordi den inngående og utgående akse­ len er direkte sammenkoplet. Tannhjulet på mellomakselen og reverstannhjulet er ikke med i overføringen, de bare roterer med hele tiden.

Den utgående akselen roterer i motsatt retning i forhold til den inngående akselen. Det skjer fordi reverstannhjulet er i inngrep. Tannhjulet på den inngående akselen (16) står i inngrep med tann­ hjulet på mellomakselen (24), mens skiftegaffelen har flyttet tannhjulet til første gir (24) og revers slik at det er i inngrep med reverstannhjulet (10). Utvekslingsforholdet blir: 24/16 • 24/10 = 3/2 • 12/5 = 36/10 = 3,6 : 1 Den store nedvekslingen skyldes at det er stor for­ skjell i antall tenner mellom tannhjulet for første gir og reverstannhjulet. Reverstannhjulet påvirker ikke utvekslingsforholdet, det bare snur rotasjonsretningen. 37

GIRKASSER

Utvekslingsforholdet Med utvekslingsforhold mener vi forholdet mellom omdreiningstallene for samarbeidende reimskiver, tannhjul o.l. Vi går som regel ut fra det drivende hjulets omdreiningstall. Utvekslingsforholdet

i =

n2

Zj

dx

Indeks 1 = det drivende hjulet Indeks 2 = det drevne hjulet d = diameter M- dreiemoment Det totale utvekslingsforholdet er produktet av alle utvekslingsforholdene.

^tot

h

E

...........

Vi finner utvekslingsforholdet i for eksempel for tannhjulspar ved å dividere det drevne hjulets tanntall (z2) med det drivende hjulets tanntall (zj. Ved reimdrift finner vi utvekslingsforholdet ved å dividere den dri­ vende skivas omdreiningstall (nj) med den drevne skivas omdreiningstall (rtj. Overføring av kraft eller roterende bevegelse, for eksempel fra en aksel til en annen, kan foregå på flere måter. En kan bruke tannhjul, kjeder som løper over kjedehjul, eller reimer som løper over reimskiver. Omdreiningstall for roterende maskindeler og turtall for motorer blir angitt i omdreining per sekund (r/s). Tannhjulsoverføring

To tannhjul i inngrep

38

Når kraft og dreiebevegelse skal overføres ved tannhjul, skjer det ved at tennene griper inn i hverandre. Hver enkelt tann på det drivende hjulet overfører kraft på den tanna den ligger an mot, og tvinger det drevne hjulet til å rotere. Forholdet mellom omdreiningstallene for to tannhjul i inngrep bestemmes av antallet tenner på de to hjulene. Utvekslingsforholdet i er nettopp forholdet mellom tanntall på hjulene, omdreiningstall og diameter på hju­ lene. Mellom disse tre størrelsene er det et bestemt for­ hold, det vil si de er avhengig av hverandre. Om vi øker tanntallet, vil også diameteren øke. Utvekslingen forteller hvor mange omdreininger det drivende tannhjulet gjør mens det drevne tannhjulet gjør en omdreining.

GIRKASSER

Eksempel 1

Hva er utvekslingsforholdet i tannhjulsutvekslingen dersom d, = 0,4 m og d-, = 0,2 m? Hvilket hjul har størst omdreiningstall? Hvor mange tenner har det drevne hjulet dersom det drivende hjulet har 40?

d. 0,4 2 n . dx 0,2 1 Det drivende hjulet har halvparten så stort omdrei­ ningstall som det drivende.

, = ?2 = 40 = Zi=40 = 20 Z] zx 1 Fordi tannhjulene ikke er like store, får de også ulike omdreiningstall.

Tannhjulsutveksling med forholdet 2 : 1 eller 2 Eksempel 2

To tannhjul har disse tanntallene: 21 for det drivende hjulet og 75 for det drevne hjulet. Hvilket omdreinings­ tall har det drevne hjulet dersom omdreiningstallet til det drivende hjulet er 100 r/s? Finn utvekslingsforhol­ det for hver av tannhjulsutvekslingene.

zx = 21, z2 = 75 Z, =- = ^ = 3’57 : 1 Z1 21 100 r/s « 28 r/s i = => n2 3,57 n2 Oppgave

Dreiemomentet på den drivende akselen er 100 Nm ved 100 r/s. Hva blir dreiemomentet på den drevne akselen?

39

GIRKASSER

Girkasse med tannhjul i konstant inngrep Girtannhjul

Moderne girkasser har nesten alltid tannhjul med skråfortanning. Det gir stille gang fordi flere tenner står i inngrep samtidig, girkassa blir mindre og lettere, og dessuten kan den overføre større moment. Det er vanskelig å skyve tannhjul med skråfortanning til inngrep. Derfor blir tannhjulet på den utgående akselen lagret på akselen, og så lar en tannhjulene stå i konstant inngrep med tannhjulene på mellomakselen. Tannhjulene på den utgående akselen roterer hele tiden når den inngående akselen og mellomakselen roterer. Men det skjer ingen kraftoverføring til den utgående akselen før en koplingshylse kopler et av tannhjulene til den utgående akselen. Prinsippet for denne sammenkoplingen ser du på figu­ rene A og B til venstre.

A Bevegelsen blir overført fra tannhjulet på den inn­ gående akselen gjennom mellomakselen til girtannhjulet som er lagret på den utgående akselen. Alle tannhjulene roterer, men den utgående akselen står stille. B Når koplingshylsa blir forskjøvet til inngrep med girtannhjulet, blir girtannhjulet låst fast på den utgå­ ende akselen. Bevegelsen blir overført til den utgåen­ de akselen ved hjelp av koplingshylsa. Diameteren på koplingshylsa er liten sammenliknet med tannhjulet. Derfor blir periferihastigheten lavere for de delene som blir koplet sammen, og det er en fordel.

Først samme omdreiningstall

Virkemåte

Girkasser med tannhjul i konstant inngrep har alltid en synkroniseringsmekanisme i koplingshylsa. Synkroniseringen fører til at de to roterende delene som skal koples sammen, for eksempel koplingshylse og gir­ tannhjul, får likt omdreiningstall før sammenkop­ lingen. Å synkronisere betyr å likestille.

Synkroniseringen skjer ved hjelp av en friksjonsforbindelse. Innkoplingen går da lettere og kan skje uten at koplingstennene på koplingshylsa og girtannhjulet skraper mot hverandre. Det er alltid omdreiningstallet til den inngående akselen i girkassa som blir forandret ved synkroniseringen. innkopling

Synkronisering 40

GIRKASSER

KOPLINGSHYLSE Innvendig

Nav

GIRTANNHJUL

En enkel synkronisering

Utvendig konus

Koplingshylsa har en innvendig bronsekonus som er presset fast i navet. Girtannhjulet har en utvendig konus som passer i den innvendige konen på hylsa. Synkroniseringen skjer ved friksjon mellom disse to konusene.

Koplingstenner

Giidespor (splines)

A Stilling før giring Koplingshylsa roterer. Ved hjelp av sleidesporene blir hylsa drevet av den utgående akselen, som ro­ terer når bilen ruller. Girtannhjulet blir drevet av den inngående akse­ len, og omdreiningstallet har sunket fordi moto­ ren er utkoplet. Koplingshylsa har større omdrei­ ningstall enn girtannhjulet.

B Synkronisering og innkopling Girspaken og skiftegaffelen påvirker koplings­ hylsa, som blir presset mot girtannhjulet. Konusen på navet kommer da i kontakt med konusen på girtannhjulet, og omdreiningstallet til girtannhju­ let øker som følge av kontakten med koplings­ hylsa. Når kraften på skiftegaffelen er stor nok til å presse de fjærbelastede kulene innover, blir koplingshylsa skjøvet enda mer over mot girtann­ hjulet. Koplingstennene går i inngrep, og girtann­ hjulet blir sammenkoplet med den utgående akselen gjennom koplingshylsa.

Denne enkle synkroniseringen har en svakhet: Funksjonen er for mye avhengig av hvordan føreren manøvrerer girspaken. For stor kraft på girspaken og for hurtig giring fører til at synkroniseringen ikke virker. Da blir ikke forskjellen på omdreiningstallene utliknet hell før kulene blir presset inn og koplings­ tennene på hylsa kommer i kontakt med koplingstennene på girtannhjulet. Delene har da forskjellig omdreiningstall, og tennene skraper mot hverandre ved inngrepet.

41

GIRKASSER

En annen konstruksjon, sperresynkroniseringen, er laget slik at inngrepet ikke kan skje før koplingshylsa og girtannhjulet har det samme omdreiningstallet. Medbringer (nøkkellåser) Nav

Fjærring

Koplingshylse

Sperresynkronisering (sammenmontert)

Sperresynkronisering ■ Synkroniseringsnavet har innvendige sleidespor som passer på den utgående akselen. Navet er presset fast på akselen og låst med en låsering slik at det ikke kan flytte seg aksialt (langs akselen). ■ Utvendig har navet tenner som passer i de innven­ dige tennene på koplingshylsa. ■ Tre medbringere (nøkkellåser) er montert i spor i navet. Medbringerne kan bevege seg i sporene, og de fjærer utover ved hjelp av fjærringene.

Fjærring

Synkroniseringsringene Synkroniseringsring

I

Synkroniseringsdel Girtannhjul

42

Synkroniseringsringene er laget av bronse og har en innvendig konus som passer til den utvendige konusen på girtannhjulet. De utvendige koplingstennene på synkroniseringsrin­ gene og koplingstennene på girtannhjulet har den samme delingen som de innvendige tennene på koplingshylsa. Når koplingshylsa blir skjøvet over synkroniseringsringen og koplingstennene på girtannhjulet, blir gir­ tannhjulet sammenkoplet med akselen (jamfør side 40). ■ Synkroniseringsringene har tre utsparinger der med­ bringerne passer inn. Utsparingene er bredere enn med­ bringerne, og synkroniseringsringene kan vri seg en halv tannbredde i forhold til koplingshylsa.

GIRKASSER

Koplingstennene / på girtannhjulet

Koplingstennene på synkroniseringsringen

Innvendige tenner på koplingshylsa J

Virkemåte

■ Når vi girer, skal de innvendige tennene i koplings­ hylsa gå i inngrep med koplingstennene på girtannhju­ let. Så langt er funksjonen den samme som for den enkle synkroniseringen.

Fr

Fristilling

\XfR

Koplingshylsa aA-^¥a\C~W rX^ presser synkroniserings- CTrX^-^X ringen mot 5“\ girtannhjulet... -vRz®^/ \\ Synkroniseringen dreier seg om

■ Skiftegaffelen påvirker koplingshylsa slik at den flytter seg mot girtannhjulet, og da presser medbringerne synkroniseringsringen mot konusen på girtann­ hjulet. De koniske friksjonsflatene kommer i kontakt med hverandre.

Tennene på synkroniseringsringen sperrer vegen for tennene på koplingshylsa Synkroniseringsring

- Girtannhjul

\

\

Koplingshylse ___ % T------------- 1

Synkronisering

Stillingen til tennene ved synkronisering

2^xr-

\/\X^

■ Hvis omdreiningstallet til girtannhjulet er større enn omdreiningstallet til koplingshylsa, vrir synkronise­ ringsringen seg en halv tannbredde. I denne stillingen sperrer tennene på synkroniseringsringen vegen for koplingshylsa. Det lar seg ikke gjøre å gire! ■ Det som må til, er at omdreiningstallet til koplings­ hylsa øker og blir likt omdreiningstallet til girtann­ hjulet. Friksjonen mellom synkroniseringsringen og girtann­ hjulet gjør at omdreiningstallet til koplingshylsa øker.

Når omdreiningstallene er like, vrir koplingshylsa syn­ kroniseringsringen tilbake slik at den ikke sperrer. Da kan koplingshylsa gripe inn i koplingstennene på gir­ tannhjulet, og giret er koplet inn. Dersom forskjellen mellom omdreiningstallene er liten, skjer utlikningen hurtig. Er forskjellen stor, tar utlik­ ningen noe lengre tid. Slik er det for eksempel ved nedgiring fra fjerde til andre gir når kjøretøyet har stor fart.

Inngrep

43

GIRKASSER

Synkronisert girkasse med fire trinn Figuren viser en vanlig firetrinns synkronisert girkasse for personbiler.

5

Inngående aksel Tetningsring Kulelager Rullelager Tannhjul på inngående aksel Koplingshylse og synkroniseringsring 7 Skiftegaffel for tredje og fjerde gir 8 Nålelager 9 Tannhjul for tredje gir 10 Utgående aksel (hovedaksel) 11 Tannhjul for andre gir 12 Nålelager

1 2 3 4 5 6

44

6

7 8

9

11

13

15

17

13 Indre girvelgeraksel 14 Skiftegaffel for første og andre gir 15 Nålelager 16 Tannhjul for første gir 17 Det store revershjulet 18 Ytre girvelgeraksel 19 Tetningsring 20 Kulelager 21 Tetningsring 22 Det lille revershjulet 23 Mellomaksel 24 Kulelager

GIRKASSER

Første gir

Koplingshylsa (a) blir flyttet slik at tannhjulet for første gir (b) blir koplet sammen med den utgående akselen (c). Utvekslingsforholdet er her 3,41:1.

Andre gir

Koplingshylsa (a) er skjøvet mot tannhjulet for andre gir (d). Tannhjulet (r/) blir koplet sammen med den ut­ gående akselen. Utvekslingsforholdet er her 1,99:1. Andre gir

Tredje gir

Koplingshylsa (e) blir flyttet slik at den står i inngrep med tannhjulet for tredje gir (/). Tannhjulet (/) blir kop­ let sammen med den utgående akselen. Utvekslingsforholdet cr her 1,36:1. Tredje gir

Fjerde gir

Koplingshylsa (e) er nå skjøvet forover slik at den inn­ gående akselen blir koplet sammen med den utgående akselen. Det skjer ingen nedveksling, og utvekslingsfor­ holdet er derfor 1:1.

Fjerde gir

Revers

Reverstannhjulet (g) er flyttet til det er i inngrep med tannhjulet (/?) på mellomakselen og tannhjulet (/) på koplingshylsa (tz). Den utgående akselen roterer i mot­ satt retning av den inngående akselen. Utvekslingsforholdet er her 3,25:1. Revers 45

GIRKASSER

Synkronisert girkasse med fem trinn Moderne biler har ofte en femtrinns synkronisert girkasse. På figuren ser vi hvordan en har lagt til et femte gir ved å bygge ut en firetrinns girkasse bakover. Det femte giret (i forlengelsen av girkassa) består av et tannhjulspar (1) og en synkroniseringsring med koplingshylse (2). Dessuten har girkassa fått en ekstra girvelgeraksel (3). Den utgående akselen har fått et ekstra rullelager (4) som sitter i bakkant av girkassa. Mellomakselen (5) er lengre og består av to deler, og den har fått en ekstra lagring (6). Det fremre lageret (7) på mellomakselen er et sylindrisk rullelager istedenfor et kulelager.

Girvelgermekanismen

Sperreplata (1) og returfjæra (2) er forandret. Det er satt inn en ekstra skifteaksel (4) som betjener det femte giret. Skifteakselen har en medbringer (3) og en skiftegaffel (5). Når en legger inn det femte giret, skyver sperreplata medbringeren bakover, og skiftegaffelen fører koplingshylsa (7) slik at den kommer i inngrep med tannhjulet for det femte giret (6).

Sett ovenfra 46

Sett fra siden

GIRKASSER

Kontroller Kontroll og service av girkassa

Girkassene har ulik konstruksjon. Det er derfor nødvendig å følge reparasjonsveiledningene i verkstedhåndbøkene og bruke det spesialverktøy­ et som blir anbefalt. Bilen bør helst være plassert på en løftebukk. Da er det lett å komme til under bilen. Helserisiko

Bøyde knær

Riktig løftestilling

Når du skal løfte ned eller montere opp girkassa, må du sørge for at du har noen som kan hjelpe deg med jobben. Det er viktig å bruke riktig løfteteknikk. Belastningen på ryggsøyla skal være jevn og mest mulig rettlinjet. Figuren viser riktig løfte­ stilling. Kontroll og skifte av girolje

EP-tilsetning

Overføringene i girkasser og bakaksler blir utsatt for store tanntrykk kombinert med glidning. For å beskytte dem mot riving og stor slitasje må de smøres med olje som er tilsatt en kraftig høytrykkstilsetning, en EP-tilsetning (Extreme Pressure). En olje med denne tilsetningen betegner vi ofte som hypoidolje.

Høytrykkstilsetningen består av aktive kjemiske stoffer som fosfor og svovel. Ved svært høye loka­ le temperaturer som oppstår i kontaktpunktene på drevene, forbinder tilsetningen seg kjemisk med metallet i tannflaten. Dermed blir det dannet et «smørende» belegg som hindrer mekanisk slita­ sje. Ved høye temperaturer vil det også kunne oppstå en ganske svak kjemisk polering av over­ flatene.

Bronse og andre kopperlegeringer kan til en viss grad tæres av tilsetningene også ved lavere tempe­ raturer, men slike legeringer forekommer vanlig­ vis ikke i hypoidveksler. Spesielt når det kommer vann (kondens) i oljen, vil det kunne oppstå skader.

EP-tilsetninger blir i en viss grad spaltet i bruk, samtidig som det kommer kondens inn i oljen. Det er derfor alltid en viss fare for at det danner seg sterke syrer, som saltsyre og svovelsyre, i brukt EP-olje. Derfor bør vi skifte olje en gang i året uansett kjørelengde. Hypoidolje bør bare brukes i girkasser der de er anbefalt, fordi bronsen i lagre og synkroniseringsringer kan bli angrepet av EP-tilsetninger ved høye temperaturer. EP-oljer blir brukt i de fleste girkasser i biler, men med en mildere høytrykkstilsetning enn i hypoidoljer.

Du kan vanligvis undersøke oljenivået ved å måle om det når opp til nivåhullet. Instruksjonsboka for bilen gir nærmere veiledning. Dersom nivået er under det det skal være, må du undersøke hva som kan være årsaken (lekkasje?). Når du skal skifte olje, bør den være varm når den blir tappet. Da renner oljen lettere og tar samtidig med seg forurensninger og avleiringer. Oljekvaliteten

Det er svært viktig at du velger riktig olje når du skal skifte eller fylle opp olje. Giroljer får du i for­ skjellige kvaliteter. Følg verkstedhåndboka. I enkelte girkasser er belastningene såpass store at det er nødvendig å bruke en EP-olje (forkortingen EP står for Extreme Pressure, det betyr at oljen tå­ ler høyt trykk). Andre girkasser smører vi med en ren mineralolje. Krav til gir- og bakakseloljer: - høy oksidasjonsmotstand - høy motstand mot skumdannelse - korrosjonsbeskyttende - bør ikke bli for tyktflytende i kaldt vær - gode renseegenskaper Helserisiko

Langvarig hudkontakt med oljer kan føre til al­ vorlig skade både på hud og slimhinner. Når du puster inn oljedamp eller oljetåke, blir de helse­ farlige stoffene overført til lungene gjennom blo­ det. Mengden av stoffer som blir tatt opp i blodet, avhenger først og fremst av hvor lett dampen blander seg med blodet. Fettvev i hjernen lagrer disse dampene. Det betyr at dampene kan gi ska­ der lenge etter at du har pustet dem inn.

Løs arbeidsoppgave 3 47

GIRKASSER

Manøvreringsutstyr Manuelle girkasser blir manøvrert med golvgirspak eller rattgirspak.

Golvgir

Den enkleste konstruksjonen har girspaken plassert i lokket på girkassa. Prinsippet går fram av figuren til venstre. Skiftegaflene sitter fast på skifteakslene, som er lagret (forskyvbare) i girkasselokket eller i girkassehuset. Gir­ spaken er opplagret med en kule slik at den kan bli ført forover, bakover og til sidene. Den påvirker skiftegaffe­ len, som sammen med skifteakselen blir flyttet forover eller bakover. Klørne på skiftegaffelen griper inn i ringspor på den forskyvbare koplingshylsa eller det for­ skyvbare tannhjulet. Den fjærbelastede sperrekula sørger for nøyaktig girstilling ved å sperre sporene på skifteakselen.

Et forenklet golvgir

Sperre

Alle manøvreringsmekanismer har en eller annen sperre som forhindrer at mer enn en av skiftegaflene blir flyttet samtidig, det vil si forhindrer at to gir blir lagt inn samtidig. På den øverste figuren er sperra en kraftig låsetapp som sitter mellom skifteakslene. Når en av skifteakslene blir flyttet, skyver den låsetappen over, og den andre skifte­ akselen blir sperret.

Sperreplate

Funksjonen til sperreplata

48

Låsing med sperreplate er vanlig. Sperreplata på figuren til venstre har sperrestifter som går ned i sporene på skiftegaflene. Mellom sperrestiftene er det et spor som enden på girspaken kan gli fram og tilbake i. Fordi sperreplata er festet i de avlange hullene, kan den bevege seg slik pilen viser. Når girspaken flytter sperreplata slik at enden på gir­ spaken kan påvirke en av skiftegaflene, er den andre skiftegaffelen låst. Eksempel: Når enden på girspaken påvirker den blå skiftegaffelen, står sperreplata i en slik stilling at den røde sperrestiften låser den røde skiftegaffelen. Sperreplata er fjærbelastet. Det gjør at girspaken alltid blir trukket over mot stillingen for tredje og andre gir når girspaken står i nøytral. Du kan kjenne fjærkraften i girspaken. Nå kan du repetere manøvreringsutstyret i girkassene på sidene 44 og 46.

GIRKASSER

Rattgir

Rattgiret er vanligvis plassert slik at opp- og nedbevegelsen til girspaken (røde piler) bestemmer hvilken skif­ tegaffel som skal bli påvirket, mens bevegelsen forover og bakover (hvite piler) bestemmer hvordan skiftegaffelen skal bli forskjøvet.

Figuren nedenfor viser manøvreringsmekanismen til en femtrinns girkasse. Reversgiret har egen skiftegaffel. Når girspaken blir betjent, blir bevegelsen overført til girfingeren. Beveger vi girspaken sideveis, påvirker vi de ulike medbringerne. Når vi beveger girspaken framover eller bakover, påvirker vi de ulike girspakstillingene, og vi kan velge det giret vi ønsker. Ved hjelp av pilene kan vi kan følge bevegelsen av skifte­ gaflene 3 og 4 for de ulike girspakstillingene.

4 - Bilteknikk bm

49

GIRKASSER

Frihjulsmekanisme (frihjul) Mange eldre biler hadde en frihjulsmekanisme som var plassert bak girkassa. Figuren til venstre viser prin­ sippet.

Utgående aksel på girkassa

■ Når den utgående akselen på girkassa har høyere omdreiningstall enn den akselen som er koplet til mel­ lomakselen, virker frihjulsmekanismen som en fast for­ bindelse mellom akslene. ■ Dersom den bakre akselen roterer hurtigere enn den utgående akselen på girkassa, for eksempel når gasspe­ dalen blir sluppet opp og omdreiningstallet synker, blir forbindelsen brutt ved hjelp av frihjulsmekanismen. Hensikten med denne mekanismen er å gjøre brennstofforbruket mindre og giringen lettere. En av ulem­ pene er at vi mister muligheten for å bremse med moto­ ren, fordi akselen som er koplet til mellomakselen, ikke kan drive den utgående akselen på girkassa. Her vil en heller ikke kunne rygge uten å låse frihjulet.

Frihjulsmekanisme i moderne kjøretøyer

Nå blir frihjulsmekanismen brukt mest i overgir og au­ tomatiske girkasser, der den letter giringen ved å avlaste de tannhjulene som er i inngrep. Den fungerer som en automatisk kopling. Frihjulsmekanismen finner vi også i noen biler med firehjulstrekk.

Funksjon

Frihjulsmekanismen

Akselen 1 er koplet til frihjulsnavet 2 gjennom sleidespor. Frihjulsnavet har stillinger for rullene 3. Rullene er fjærbelastede, og fjærene 4 presser rullene opp mot rullestillingene. ■ Når frihjulsnavet 2 roterer fortere enn frihjulshylsa 5, blir rullene presset opp på den skrå kanten i rullestil­ lingene. Rullene blir klemt fast mellom frihjulsnavet og frihjulshylsa. Frihjulshylsa og akselen på den blir tvun­ get til å rotere. ■ Dersom frihjulshylsa begynner å rotere fortere enn frihjulsnavet, blir rullene frigjort fordi frihjulshylsa trekker dem tilbake til utgangsstillingen. Frihjulshylsa og akselen på den kan da rotere fortere enn aksel 1.

Sperring av frihjulet

Frihjulet kan bli sperret med en lås mellom sleidesporene på akselen og de innvendige tennene i frihjulshylsa. I enkelte overgir kan du finne denne måten å sperre fri­ hjulsmekanismen på.

Låsemekanisme (frihjulssperra) 50

GIRKASSER

Planetgir Planetgir er et gir med tannhjulene i konstant inngrep og med sideaksler som er lagret slik at de kan dreie seg omkring hovedakselen. De planetgirene som blir brukt i overgir og automatiske girkasser, har som regel fem tannhjul. Se figuren til venstre. ■ De tre planethjulene er lagret på akseltapper som er festet til planetholderen. Akseltappene er lagret slik at de kan dreie seg på hovedakselen. ■ Ved å hindre noen av delene (solhjul, ringhjul eller planetholder) i å rotere, samtidig som noen av de andre dreier seg, får vi ulike utvekslinger. Planetgiret kan gi mange forskjellige utvekslingsalternativer. Her skal vi bare vise to som har med overgiret å gjøre. For å forenkle figurene har vi tegnet giret med bare to planethjul.

Direktedrift

Ringhjul og solhjul er fast sammenkoplet med en sperre. Planethjulene kan ikke rotere. Solhjul, planethjul og ringhjul roterer sammen som en enhet. Giret er helt låst.

Direktedrift

Økning av omdreiningstallet

Solhjulet er fastlåst slik at det ikke kan rotere. Den inn­ gående akselen, den drivende, er koplet til planetholde­ ren. Den utgående akselen, den drevne, er koplet til ringhjulet. ■ Planethjulene blir drevet omkring solhjulet som står stille, det vil si at de ruller mot solhjulet. Bevegelsen til planethjulene blir overført til ringhjulet, som dermed roterer fortere enn planetholderen. Den utgående akselen roterer altså hurtigere enn den inngående akselen, det vil si at omdreiningstallet øker.

Utvekslingsforholdet er ofte 0,7:1, det vil si at når pla­ netholderen og den inngående akselen dreier seg 0,7 omdreininger, dreier ringhjulet og den utgående akse­ len seg én omdreining. Se figuren til venstre. Utvekslingsforhold 0,7:1 51

GIRKASSER

Overgir Det høyeste giret i hovedgirkassa har som regel ut­ vekslingsforholdet 1:1. Ved mellomstore og høye hastigheter ønsker vi et utvekslingsforhold som gir motoren lavere omdreiningstall. Det gir en stil­ lere gang, mindre motorslitasje og mindre brennstofforbruk. Jamfør side 16, «Det spesifikke brennstofforbruket til motoren». I en del biler er hovedgirkassa kombinert med et overgir som er plassert bak girkassa. ■ Overgiret har to utvekslingsforhold, 1:1 når det er utkoplet, og cirka 0,7:1 når det er innko­ plet. 0,7:1 gir det lavere omdreiningstallet som vi vil at motoren skal ha. Et omdreiningstall på 67 r/s (4000 r/min) som gir kjøretøyet en fart på 100 km/h, blir redusert til 47 r/s (2800 r/min) når overgiret er innkoplet. Farten til kjøretøyet er fort­ satt 100 k/h.

Et forenklet overgir

52

De overgirene som fins på moderne biler, er bygd opp av ■ planetgir ■ frihjul ■ manøvreringsorgan Figurene på denne og den neste siden viser et for­ enklet overgir. ■ Den utgående akselen på hovedgirkassa er koplet til planetholderen og driver den. Solhjulet er festet på en hylse og lagret på den utgående akselen på girkassa. (Den utgående akselen er samtidig den inngående akselen på overgiret.) ■ Ringhjulet er koplet til den utgående akselen på overgiret. En frihjulsmekanisme sitter mellom den utgående akselen på girkassa og den utgående akselen på overgiret.

GIRKASSER

Slik virker overgiret

Direktedrift betyr at den inngående og utgående akselen på overgiret er fast sammenkoplet. De roterer altså med samme omdreiningstall, og ut­ vekslingsforholdet er 1:1. Vi kan få direktedrift gjennom dette overgiret på to måter: ■ Gjennom frihjulet ■ Med låst planethjul

Direktedrift gjennom frihjulet

Direktedrift gjennom frihjulet

■ Ingen av delene til planetgiret er fastlåst, og dermed kan ikke dreiemomentet bli overført gjen­ nom planetgiret. Dreiemomentet blir overført fra den utgående akselen på girkassa til den utgående akselen på overgiret gjennom frihjulet. ■ Men dreiemomentet kan ikke bli overført fra den utgående til den inngående akselen. Det betyr at vi ikke kan bremse med motoren når vi har direktedrift gjennom frihjulet. Vi kan heller ikke rygge, fordi frihjulet bare kan overføre dreiemo­ ment i den ene rotasjonsretningen (jamfør side 46).

Direktedrift med låst planetgir

■ Planetgiret kan bli låst ved at to av delene blir koplet til hverandre. På figuren til venstre har en skyvbar lås koplet solhjulet sammen med ringhju­ let. Planetgiret roterer som en enhet når det er låst. Jamfør med «Direktedrift» på side 51. I noen overgir skjer direktedrift med frihjul og låst planetgir samtidig. Slik er det i det overgiret som er beskrevet på de neste sidene.

Direktedrift med låst planetgir

Overgiret innkoplet

Innkoplet overgir

■ Hvis vi låser solhjulet, blir utvekslingsforhol­ det forandret. På figuren til venstre skjer det ved at en låseklakk låser hylsa som solhjulet sitter på. Planetgiret arbeider slik det er beskrevet på side 51 under «Økning av omdreiningstallet». ■ Dreiemomentet blir overført gjennom planet­ holderen og planethjulene til ringhjulet og videre til den utgående akselen på overgiret. Denne ut­ gående akselen roterer med høyere omdreinings­ tall enn den utgående akselen på girkassa. På grunn av forskjellen i omdreiningstall mellom akslene er frihjulet utkoplet. Utvekslingsforholdet ligger mellom 0,7:1 og 0,8:1. Når overgiret er innkoplet, ruller bilen med samme fart som før innkoplingen, men motoren har altså et lavere omdreiningstall. 53

GIRKASSER

Overgiret sitter i bakenden av girkassa

52 53

Elektrohydraulisk manøvrert overgir

Plansje B. Overgirenhet, nyere utførelse

54

GIRKASSER

Et elektrohydraulisk manøvrert overgir Overgiret er oppbygd av et planetgir og et frihjul. Arbeidsprinsippet er det samme som for overgiret på sidene foran. Manøvreringen av overgiret er elektrohydraulisk. ■ Den hydrauliske delen sørger for at solhjulet blir låst når vi bruker overgirstillingen. ■ Den elektriske delen er til for at føreren skal kunne manøvrere overgiret på en enkel måte. Inn- og utkopling av overgiret skjer med en bryter. Den er som regel plas­ sert på girspaktoppen.

59 60

58

1

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

Rulle Pumpestempel Fjær Hevarm Pumpesylinder Kule Ventilsete Fjær O-ring Ventilsete på reduksjonsventil Fjær Ventilkjegle Hevarm Stempel Anker for spole Ven tils tang Stempelpakning Spole Trykklagerholder Hus, bakre del Fdring Snekkeskrue for fartsmåler Kulelager Trykkskive Utgående aksel Medbringer Fetningsring Kulelager Avstandshylse Snekkehjul for fartsmåler

31 Nålelager 32 Frykkskive 33 Ruller for frihjul 34 Frihjulsnav 35 Oljeføringsplate 36 Låsering 37 Oljefanger 38 Planethjul 39 Nålelager 40 Lamellbelegg 41 Bremsetrommel 42 Låsepinne 43 Koplingslamell 44 Aksel 45 Planethjulsholder 46 Solhjul 47 Kulelager 48 Hus, fremre del 49 Fjær 50 Frykkplate 51 Lufteskrue 52 Tapp 53 Kule 54 Fjær 55 Fdring 56 Trykkplate 57 Eksenter 58 Forlengningsdel 59 Inngående aksel (hovedaksel på girkassa) 60 Bakre lokk på girkassa

55

GIRKASSER

■ Direktedrift foregår gjennom frihjulet. Utvekslings­ forholdet er 1:1. ■ Overgir får vi gjennom planetgiret når solhjulet er låst. Utvekslingsforholdet er avhengig av kjøretøytypen, men ligger mellom 0,75 :1 og 0,8:1. En koplingslamell på solhjulet sørger for å låse planet­ giret ved direktedrift og låser fast solhjulet i overgir­ stilling. Den koniske koplingslamellen har to lamellbelegg, og lamellen kan forskyves fram og tilbake på sleidesporet til solhjulet.

Koplingslamell

Direktedrift

Fjærene presser koplingslamellen mot den koniske fla­ ten på ringhjulet. ■ Når bilen kjører forover, er det frihjulet som over­ fører dreiemomentet fra den inngående til den utgående akselen. ■ Når vi bremser med motoren eller rygger, kan dreie­ momentet ikke bli overført gjennom frihjulet. Frihjulet sperrer jo bare ved den ene rotasjonsretningen. Men koplingslamellen har låst planetgiret, og dreiemo­ mentet kan bli overført gjennom det låste planetgiret. Direktedrift gjennom frihjulet

Bremsetrommel

Overgirstilling

DREIEMOMENTET BLIR OVERFØRT GJENNOM KOPLINGSLAMELLEN

I overgirstilling blir koplingslamellen presset mot den stillestående bremsetrommelen slik at solhjulet blir fastlåst. ■ Planethjulene blir tvunget til å rotere omkring sol­ hjulet, og den utgående akselen roterer hurtigere enn den inngående. Det betyr at motoren får lavere omdrei­ ningstall.

Drift gjennom låst planetgir

Flyttingen av koplingslamellen til overgirstilling skjer hydraulisk. Se figuren til venstre. ■ Et oljetrykk påvirker stemplene, som blir presset ut­ over. Kraften og bevegelsen fra stemplene blir overført av trykkplatene og skruene til koplingslamellen. Manøvreringssystemet er beskrevet på neste side. PRESSET MOT BREMSETROMMELEN

Overgirstilling - planetgiret i funksjon 56

GIRKASSER

Manøvrering

Overgiret blir manøvrert elektrohydraulisk. Blokkskjemaet til venstre viser hvordan det hydrauliske systemet er oppbygd. ■ En pumpe gir den oljestrømmen som må til. ■ Trykkbegrensingsventilen begrenser oljetrykket til 3,5-4 MPa. ■ Manøvreringsventilen styrer oljetrykket til stemp­ lene. ■ Stemplene påvirker koplingslamellen som låser solhjulet. Oppbygning av det hydrauliske systemet

■ Pumpestemplet får en fram- og tilbakegående beve­ gelse fra en eksenterskive på den utgående akselen. Slaglengden til stemplet er cirka 4 mm. Kuleventilen i stemplet tillater oljen å strømme fra girkassehuset gjen­ nom silen og inn i rommet under stemplet. ■ Trykkbegrensningsventilen sitter ved rommet under stemplet. Den åpner dersom trykket av en eller annen grunn skulle bli for høyt. Ventilen beskytter det hydrau­ liske systemet. ■ Manøvreringsventilen har to stillinger: åpen eller stengt. På figuren til venstre er manøvreringsventilen åpen. Som du ser, er ventilen gjennomboret. Oljen fra pumpa strømmer gjennom hullet og tilbake til girkassehuset. Det er ikke noe oljetrykk i systemet.

Manøvreringsventilen åpen - låst overgir

Denne stillingen har manøvreringsventilen når overgi­ ret er låst. Stengt manøvreringsventil - overgirstilling

■ For at det skal bli oljetrykk slik at stemplene blir presset utover, må manøvreringsventilen være stengt. Hevarmen har løftet opp ventilen slik at kula tetter til hullet i ventilen. Trykket i systemet stiger, og stemplene blir presset utover. Bevegelsen blir overført til koplings­ lamellen som låser solhjulet. Jamfør med figuren nederst på side 56. ■ Hevarmen blir påvirket av elektromagneten 1. Elektromagneten får strøm gjennom bryteren 2 og releet 3. Bryteren 2 sitter i hovedgirkassa og blir slått inn på høyeste gir. Det gjør at overgiret bare kan virke når det høyeste giret er innkoplet. ■ Releet 3 blir styrt gjennom bryteren 4. Med denne bryteren kan føreren kople overgiret inn og ut. Bryteren er ofte plassert på rattstanga eller på girspaktoppen. ■ Når føreren kopler til bryteren (det vil si legger inn overgiret), slår kontaktene på releet inn. Elektromagne­ ten får strøm og påvirker hevarmen. Trykket i det hyd­ rauliske systemet stiger, og overgiret blir innkoplet. Når releet slår inn, lyser kontrollampa som viser at overgiret er innkoplet.

Manøvreringsventilen stengt - overgirstilling

Løs arbeidsoppgave 4

57

MELLOMAKSEL

Mellomaksel og mellomakselledd Mellomakselledd

Mellomaksel Mellomakselledd Tannhjulene i bakakseloverføringen (kronhjul og pinjong)

Mellomakseldrift Momentopptakende

Når motoren og girkassa er plassert foran i bilen og driften skjer med bakhjulene, blir dreiemomentet over­ ført fra girkassa til bakakselen med en mellomaksel. Dette systemet blir kalt mellomakseldrift. Det fins to typer mellomakseldrift. ■ Åpen mellomaksel Den roterende mellomakselen ligger åpen mellom gir­ kassa og bakakselen.

Kreftene som oppstår i bakakselen ved akselerasjon og bremsing, kan bli tatt opp av bakfjærene (når det er brukt bladfjærer).

Drivkraftoverføringen fra drivhjulene til chassiset skjer gjennom bakfjærene (bladfjærer). ■ Lukket mellomaksel (momentrørsdrift) Mellomakselen er bygd inn i et momentrør. Røret be­ skytter mellomakselen og overfører drivkraften fra drivhjulene til chassiset. Systemet er ikke særlig vanlig.

Åpen mellomaksel

Mellomakselen Den fjærende bevegelsen til bakakselen fører til vinkelforandringer og lengdeforandringer på mellomakselen. Kreftene som virker ved akselerasjon og bremsing (retardasjon), gir også bevegelser. Derfor må mellom­ akselen ha mellomakselledd (universalledd). Det ene mellomakselleddet må bli koplet til mellomakselen med en glidekopling (splines-kopling). Dette gjelder åpen mellomaksel.

Mellomakselen er ofte delt for at det skal bli mindre vibrasjoner og bøyning i akselen. Figuren nederst til høyre viser en todelt mellomaksel.

Vinkelforandring og lengdeforandring

Mellomakselledd med glidespor 58

I delingspunktet er mellomakslene knyttet til hverandre med et mellomakselledd og opphengt i et støttelager. Støttelageret sitter fast i chassiset. Mellomakselen er laget av stålrør for at den skal være lett, men likevel sterk. I endene har akselen fastsveiste tilkoplingspunkter for mellomakselleddene. For at det ikke skal bli svingninger i akselen, er den nøye avbalansert både statisk og dynamisk. Avbalanseringen blir gjerne gjort ved at en sveiser på små platebiter. Med en avbalanseringsmaskin er det lett å finne ut hvor tunge platebitene skal være, og hvor de skal sitte på akselen. Det hender at mellomakselen får svingninger etter at bilen er understellsbehandlet. Det skyldes at det har kommet understellsmasse på akselen, og at akselen derfor ikke lenger er balansert.

Delt mellomaksel er vanlig

MELLOMAKSEL

Lagerpunktene 1 og 1* går på en sirkelbane

Aksel 1 rotert 90°

Lagerpunktene 2 og 2* går på en ellipsebane

Den drevne akselen får ujevn hastighet

Ujevn rotasjonshastighet

Når de to delene av en delt mellomaksel danner en vinkel (3) med hverandre (leddvinkel), får den drevne delen ujevn eller varierende rotasjons­ hastighet. Se figuren øverst til venstre. Den drivende akseldelen roterer med jevn (konstant) hastighet, og lagerpunktene for krysset (1 og 1*) går i en sir­ kelbane. Vi ser fortsatt langs den drivende akselen, og ser at lagerpunktene på den drevne akselen (2 og 2*) går i en ellipsebane. Hastigheten for den drevne akselen varierer da mellom en største og en minste verdi for hver halve omdreining. Virkningen av hastighetsvariasjonen kan opphe­ ves ved at en bruker to ledd på mellomakselen, altså en tredelt aksel. Leddvinkelen må være lik for de to leddene, og gaflene må ligge i samme plan. To eksempler på tredelt aksel er vist på figuren til venstre. De to ytre akseldelene roterer med jevn hastighet, mens den midtre delen roterer med ujevn hastighet.

Mellomakselledd Vi pleier å skjelne mellom mekaniske og elastiske mel­ lomakselledd. De mekaniske er vanligst. Begge typene fins i mange utførelser. Mekanisk mellomakselledd

Mellomaksel med to ledd

Mekanisk mellomakselledd

Medbringeren sitter på den utgående akselen på gir­ kassa. Dreiemomentet blir overført fra medbringeren gjennom krysset til mellomakselen. Krysset er lagret i nålelagre som er beskyttet mot skitt med tetninger. Nålelagrene blir smurt gjennom kanaler som er boret gjennom krysset, eller de er smurt ved monteringen (permanentsmurt), slik at de ikke krever vedlikehold.

Smørekanaler i mellomakselkrysset

59

MELLOMAKSEL

Elastisk mellomakselledd

Dette mellomakselleddet har ikke kryss. Derfor har den en skive av tekstilforsterket gummi, og dreiemomentet blir overført gjennom denne skiva. For at mellomakselleddet ikke skal vibrere, må den ut­ gående akselen på girkassa og mellomakselen ligge på linje med hverandre. Akslene blir styrt av en kule som glir mellom fjærbelastede kuleskåler.

Elastisk mellomakselledd

Støttelager Støttelageret (opphengslageret) er alltid montert slik at det kan bevege seg i lengderetningen. Det er nødvendig på grunn av det elastiske opphenget til motoren og gir­ kassa.

Støttelageret kan gli fram og tilbake mellom veggene i lagerhuset 60

MELLOMAKSEL

Støttelageret på figuren til venstre er konstruert på en annen måte. Støttelageret er festet i momentrøret til den bakre mel­ lomakselen og kan ikke bevege seg fram og tilbake. Momentrøret er festet med en gummibuffer i huset, som sitter fast i chassiset. Konstruksjonen fungerer slik at momentrøret og gummibufferen kan gli fram og tilbake i huset.

Et støttelager montert i en gummibuffer

1 Medbringer 2 Mutter 3 Medbringer 4 Kulelager 5 Gummibuffer 6 Hus 7 Lagerhus

8 9 10 11 12 13

Bakre mellomaksel Mo men trør Tetning Låsering Mellomakselkryss Låsering

Tverrsnitt gjennom støttelageret

Lukket mellomaksel (momentrørsdrift) Mellomakselen er innbygd i momentrøret og opplagret i et mellomlager. Ved tilkoplingspunktet til den ut­ gående akselen på girkassa må det være et mellomak­ selledd. Pinjong

Den fremre enden av momentrøret er formet som en støttekule som er lagret mellom kuleskåler i bakkant av girkassa. Akselerasjons- og bremsekrefter fra drivhjulene blir overført til chassiset gjennom momentrøret, støttekula og girkassa. Girkassefestene og motorfestene er kraftig dimensjonert for å klare den store belastningen. 61

MELLOMAKSEL

Overføring ved kjededrift Overføring fra drivverk til drivhjul på motorsykkel foregår som regel med kjededrift. På girkassa og på bakhjulet er det plassert et drev. For å unngå stor slita­ sje er det viktig at kjeden er riktig justert. Figuren nedenfor viser hvordan du strammer kjeden.

62

BAKAKSEL

Bakaksel Vinkelvekselen i bakakselen (bakakseloverføringen) har to oppgaver: ■ Den skal minske omdreiningstallet slik at det passer for drivhjulene. ■ Den skal overføre dreiemomentet fra mellomakselen i en rett vinkel (90°) til drivakslene og drivhjulene. Utvekslingsforholdet i vinkelvekselen er omtrent 4:1 for personbiler. For lastebiler er det større, opp til om­ kring 9:1. Utvekslingen i bakaksler for lastebiler skjer ofte i to trinn. (Se plansje 2 på bokomslaget.) En differensial er innbygd i vinkelvekselen. Differensialen skal ■ tillate drivhjulene å rotere med forskjellig omdrei­ ningstall når en kjører i svinger ■ fordele dreiemomentet likt til drivhjulene Jamfør side 17.

Mellomakselen driver pinjongen. Akselen er koplet til pinjongen gjennom et mellomakselledd og en medbrin­ ger på pinjongen. Pinjongen er lagret i kraftige koniske rullelagre i bakakselhylsa.

Rotasjonsbevegelsen blir overført fra pinjongen til kronhjulet, som er fastmontert på differensialhuset. Differensialhuset er lagret i bakakselen med kraftige koniske rullelagre. Gjennom differensialdrevene blir be­ vegelsen og dreiemomentet overført til drivakslene og drivhjulene. 63

BAKAKSEL

Bakakseloverføring Den vanligste bakakseloverføringen er en vinkelveksel med to koniske tannhjul. Det fins to typer vinkelveksler. Symmetrisk vinkelveksel

Symmetrisk bakakseloverføring

Akslene på pinjongen og kronhjulet ligger i samme plan (symmetrisk). Tannhjulene har buefortanning, og det gir en støysvak overføring. Tannbelastningen blir også mindre enn for rett fortanning. Det kommer av at mer enn en pinjongtann alltid er i inngrep med kronhjulet. Inngrepet på en enkelt tann skjer gradvis. Hypoid vinkelveksel

Hypoid bakakseloverføring

Kronhjul

Skrueveksel

Vinkelvekselen har tannhjul med buefortanning. For­ men tillater pinjongen å ligge utenfor kronhjulets sent­ rum. Mellomakselen kommer på denne måten lavere. En hypoid vinkelveksel kan dessuten overføre større moment enn en symmetrisk vinkelveksel med samme dimensjon. Kraften blir overført mellom tennene som er i inngrep ved en rullende og glidende bevegelse. Trykket på de fla­ tene der tennene er i kontakt med hverandre, blir svært høyt, og dette stiller store krav til smøreoljen. En bruker en spesiell olje som klarer å opprettholde en oljefilm mellom tennene selv når trykket på (kraften mellom) dem er ekstremt høyt. Skrueveksel

Denne overføringen er av en helt annen type enn de to foregående. Skruevekselen (eller snekkevekselen) består av en snekkeskrue og et snekkehjul. Med den kan pin­ jongen ligge enda lavere enn med hypoidvekselen. Skruevekselen blir brukt i noen tilfeller i både lette og tunge kjøretøyer. Snekkeskruen blir drevet av mellomakselen og overfø­ rer dreiemomentet til snekkehjulet. Snekkeskruen blir utsatt for store aksialkrefter som krever en solid lagring.

Smøreolje

Vi bruker smøreoljer med EP-tilsetning i de fleste bakakseloverføringen Forkortingen EP står for Extreme Pressure og betyr at oljen tåler ekstremt høyt trykk. EP-tilsetningen er en blanding av klor og svovel. Disse kjemiske tilsetningsstoffene kan virke irriterende på huden over lengre tid. Unngå derfor direkte kontakt med oljen. Skyll bort straks dersom du søler med oljen. Risikoen for helseskade er særlig stor der det alminnelige renholdet er dårlig. Vær derfor nøye med per­ sonlig hygiene og hold arbeidsplassen ren. Oljetåke kan gi irritasjon av slimhinner i nese, svelg og lunger. Bruk personlig verneutstyr som beskyttelse når du for eksempel skal ta understellsbehandling på bilen. Krav til gir- og bakakseloljer: - høy oksidasjonsmotstand - høy motstand mot skumdannelse - korrosjonsbeskyttende - bør ikke bli for tyktflytende i kaldt vær - gode renseegenskaper

64

BAKAKSEL

På figurene på forrige side ser du også forskjellige typer pinjonglagre. ■ Symmetrisk vinkelveksel. Pinjongen er lagret med et rullelager og et kulelager med to kulerader. ■ Hypoidveksel. Her er pinjongen lagret med to koniske rullelagre, og dette er en svært vanlig utførelse. I begge disse vinkelvekslene er pinjongenden mot kronhjulet utformet til en lagertapp. Denne enden er lagret i et rullelager med en rad (enradig rullelager). Jamfør figuren nederst på siden. Et slikt støttelager for pinjongen er vanlig på tyngre kjøretøyer. ■ Skruevekselen. Pinjongen (snekkeskruen) er lagret med to kulelagre som tar opp aksialkreftene. ■ På figuren nederst på side 63 er pinjongen lagret med to koniske rullelagre. Det er vanlig i lettere kjøre­ tøyer.

Differensial

Differensial til en personbil Solhjul

Differensialer til lettere kjøretøyer har fire koniske dif­ ferensialdrev som er innbygd i differensialhuset. Diffe­ rensialhuset er lagret i bakakselhylsa med kraftige koniske rullelagre. Differensialhuset blir drevet av kron­ hjulet. ■ Solhjulene (de to store differensialdrevene) har en hals som utgjør lagerflaten mot utboringen i differen­ sialhuset. Solhjulene har innvendige spor (splines) som passer til de utvendige sporene på drivakslene. ■ Planethjulene (de to små differensialdrevene) er lag­ ret direkte på en aksel som er festet i differensialhuset. ■ Mellom differensialhuset og differensialdrevene er det trykkskiver av lagerbronse. De skal ta opp aksialkrefter. Noen differensialer har en trykkblokk mellom sol­ hjulene. Se figuren under.

Differensialdrev og trykkskiver

Trykkblokk mellom solhjulene Differensial i tyngre kjøretøyer

Differensialer til tyngre kjøretøyer er bygd opp på lik­ nende måte, men har ofte fire små differensialdrev (pla­ nethjul) som er lagret på et differensialkors. Se figuren til venstre. Dreiemomentet som blir overført gjennom en differen­ sial i for eksempel en lastebil, er stort, og tennene blir utsatt for stor belastning. Ved at differensialen har fire planethjul, blir belastningen fordelt på flere tenner. 5 - Bilteknikk bm

65

BAKAKSEL

Virkemåten

Du må studere hvordan differensialen fungerer i prak­ sis, for å forstå den skikkelig. Differensialen på figurene er forenklet. Differensialhuset er erstattet med en med­ bringer der et planethjul er lagret.

Når en kjører rett fram, roterer begge drivakslene med samme omdreiningstall (markert med like store piler ved drivakslene). Da står planethjulet stille. Det følger rotasjonen til medbringeren, men det roterer ikke om­ kring sin egen aksel. Ved kjøring rett fram kunne pla­ nethjulet erstattes med en fast forbindelse mellom med­ bringeren og de store differensialdrevene (solhjulene). Bevegelsen blir overført fra pinjongen til kronhjulet og videre gjennom medbringeren og planethjulet til de store differensialdrevene (solhjulene) og drivakslene.

Medbringer

Solhjul

Kronhjul

Pinjong

Kjøring rett fram

Når en kjører i svinger, roterer den ytre drivakselen med høyere omdreiningstall enn den indre (forskjellen i om­ dreiningstall er markert med ulik størrelse på pilene ved drivakslene). Her skjer følgende: ■ Den indre drivakselen og solhjulet på den roterer langsommere enn kronhjulet. ■ Planethjulet begynner å rotere omkring sin egen aksel.

Medbringer

■ Planethjulet overfører sin bevegelse til det ytre sol­ hjulet.

■ Det ytre solhjulet og drivakselen får et høyere om­ dreiningstall. Omdreiningstallet på den ytre drivakselen øker like mye som omdreiningstallet på den indre drivakselen mins­ ker. Samtidig blir dreiemomentet til kronhjulet fordelt likt til begge drivakslene. Solhjul

Kronhjul

Pinjong

Kjøring i sving

Differensialsperre Den drivkraften som kan overføres fra drivhjulet til vegbanen, blir bestemt av friksjonen mellom hjulet og vegbanen.

Hjulet med den minste friksjonen avgjør drivkraften 66

På figuren til venstre står det høyre drivhjulet på glatt underlag, og friksjonen er liten. Det gir en liten driv­ kraft Fh. Det venstre hjulet har bedre veggrep, og frik­ sjonen er større. Det hjulet kan gi større drivkraft, mar­ kert Fv. Men den totale drivkraften fra begge hjulene blir be­ stemt av den minste drivkraften. Det kommer av at dif­ ferensialen fordeler dreiemomentet likt til drivhjulene. Med differensialen innkoplet blir drivkraften 2 • Fh. Hvis vi nå sperrer differensialen slik at drivakslene er fast sammenkoplet, blir den totale drivkraften Fh + Fv.

BAKAKSEL

Tyngre kjøretøyer har ofte differensialsperre som skal bedre deres evne til å ta seg fram. I prinsippet fungerer differensialsperra slik at den ene drivakselen blir låst fast til differensialhuset. Det fører til at begge drivakslene blir fast sammenkoplet og tvun­ get til å rotere med samme omdreiningstall. Hele den tilgjengelige friksjonen mellom hjulene og vegbanen blir utnyttet.

Figuren til venstre viser en trykkluftmanøvrert differen­ sialsperre. Trykklufta kommer inn i overdelen av manøversylinde­ ren og trykker skiftestanga ned. Denne påvirker skiftegaffelen, som i sin tur påvirker medbringeren. Tennene på medbringeren griper inn i tennene på differensial­ huset og låser drivakselen fast til differensialhuset.

Automatisk differensialbrems

Noen personbiler har automatisk differensalbrems, som bygger på prinsippet om at økt frik­ sjon i differensialen motvirker hjulspinn. Figuren ovenfor viser en konstruksjon, men det fins andre. Differensialen er utstyrt med friksjonskonuser som er koplet til drivakslene gjennom glidespor (splines). Friksjonskonusene og de store differen­ sialdrevene roterer sammen i differensialhuset.

Skruefjærer mellom de store differensialdrevene gjør at drevene presser friksjonskonusene utover. Da blir det friksjon mellom friksjonskonusene og friksjonsflatene i differensialhuset. Friksjonen er ikke stor nok til å hindre differen­ sialen i å virke når vi kjører i svinger. Men hvis et hjul begynner å spinne, blir dette motvirket av friksjonen ved friksjonskonusene. 67

BAKAKSEL

Bakakseloverføringen er som vanlig oppbygd med en vinkelveksel og en differensial. Dessuten har den en viskokopling som differensialbrems.

Viskokopling

68

Differensial

Ytterlamellene i viskokoplingen er knyttet til differensialhuset og innerlamellene til en av drivakslene. Dersom et av hjulene spinner, oppstår det en forskjell i omdreiningstall mellom lamellene, og da sperrer visko­ koplingen. Denne differensialbremsen skiller seg på to måter fra den trykkluftmanøvrerte differensialsperra, som du les­ te om på siden foran. ■ Den er automatisk. ■ Den sperrer gradvis mer når spinningen på et av hju­ lene øker.

BAKAKSEL

Drivaksler Drivakslene skal overføre dreiemomentet til drivhju­ lene, men de kan også ha andre oppgaver. Drivakslene i eldre kjøretøyer hadde flere funksjoner: ■ Å overføre dreiemomentet ■ Å bære bakvognsvekten ■ Å ta opp sidekrefter ved kjøring i svinger Figuren til venstre viser en slik helt bærende drivaksel. Denne konstruksjonen forekommer ikke lenger. Flere av oppgavene som drivakselen hadde er etter hvert falt bort.

Med en halvt avlastet drivaksel, se figuren til venstre, er differensialen lagret i bakakselhylsa, og dermed har drivakslene ingen bærende funksjon for differensialen. Drivakslene har likevel en bærende funksjon ved at de bærer vekta av bilen som hviler på bakakselen. Drivak­ selen overfører dreiemomentet og tar opp sidebelastninger.

Trekvart avlastet drivaksel fins i personbiler og i lette lastebiler. Hjulnavet er lagret på bakakselhylsa, og driv­ akselen har ingen bærende funksjon. Drivakselen over­ fører dreiemomentet og tar opp sidekrefter.

En helt avlastet drivaksel skal bare overføre dreiemo­ mentet. Hjulnavet er lagret på rørenden av bakakselhylsa, som har overtatt de bærende funksjonene helt. Hjullagerinnfestingen tar opp sidekreftene som hjulet blir utsatt for i svinger. I tyngre kjøretøyer er det vanlig med helt avlastet driv­ aksel. Bakakselen som er vist på plansje 2 bakerst i boka, har helt avlastede drivaksler. På sidene 177-178 kan du lese om spesielle hjuloppheng.

69

BAKAKSEL

Kraftoverføringen

Figuren her viser et skjematisk bilde av kraftoverføringen i et tyngre kjøretøy. Figuren viser bare en kon­ struksjon. Det er mange faktorer som avgjør hvordan kraftoverføringen i et bestemt kjøretøy er kon­ struert, for eksempel ønskelig drivkraft og fart hos kjøretøyet, hva slags kjøring det skal brukes til, og hvordan vegforholdene er. Differensial

Kraftoverføringen i et tungt kjøretøy Du kjenner igjen de fleste komponentene fra beskrivelsene foran. Også på tyngre kjøretøyer gjelder det å overføre dreiemomentet fra motoren til drivhjulene. Komponentene blir stort sett de samme som i lette kjøretøyer, men de er selvsagt konstruert for mye større dreiemoment. Konstruktørene satser også mye på kvalitet og driftssikkerhet.

Navreduksjon Navreduksjonen (sluttvekselen) er en komponent du ikke har truffet på før. Den finner du i kjøretøyer som må ha stort dreiemoment ved drivhjulene, for eksempel tyngre kjøretøy. Den gjør at nedgiringen i bakakselen skjer i to trinn, det første i bakakseloverføringen, det andre i selve hjulnavet. Konstruksjonen gir mindre be­ lastning på differensialen og drivakslene. Navreduksjonen kan være konstruert på forskjellige måter. På figuren til venstre er navreduksjonen et planetgir. ■ Drivakselen driver ringhjulet. ■ Solhjulet er fastlåst i rørenden på bakakselhylsa. ■ Planethjulsholderen er koplet sammen med hjul­ navet. Resultatet blir en nedgiring. Pilene på figuren viser den vegen drivkraften blir over­ ført gjennom navreduksjonen til drivhjulet.

Navreduksjon

70

BAKAKSEL

Smøreolje

Vi bruker smøreoljer med EP-tilsetning i de fleste bakakseloverføringer. Forkortingen EP står for Extreme Pressure, og betyr at oljen tåler ekstremt høyt trykk (se også side 47). EP-tilsetningen er en blanding av klor og svovel. Disse kjemiske tilsetningsstoffene kan virke irri­ terende på huden over lengre tid. Unngå derfor direkte kontakt med oljen. Skyll bort straks dersom du søler med oljen. Risikoen for helseskade er særlig store der det alminne­ lige renholdet er dårlig. Vær derfor nøye med personlig hygiene og hold arbeidsplassen ren. Oljetåke kan gi irritasjon av slimhinner i nese, svelg og lunger. Bruk personlig verneutstyr som beskyttelse når du for eksempel skal ta understellsbehandling på bilen. Krav til gir- og bakakseloljer: - høy oksidasjonsmotstand - høy motstand mot skumdannelse - korrosjonsbeskyttende - bør ikke bli for tyktflytende i kaldt vær - gode renseegenskaper

Løs arbeidsoppgave 5 71

DRIVAGGREGAT

Drivaggregat I et drivaggregat er motoren og kraftoverføringen bygd sammen til en enhet. Drivaggregatet består altså av motor, kopling, girkasse, bakakseloverføring og diffe­ rensial. Sammenbyggingen gir vektbesparing, og drivaggregatet blir lite og lett å plassere i bilen. Bilen blir romsligere, blant annet fordi vi slipper tunnelen for mellomak­ selen. Drivaggregatet er en driftssikker enhet, men det kan selvfølgelig oppstå driftsforstyrrelser. Aggregatet er all­ tid festet slik i bilen at det er lett å løfte ut ved repara­ sjoner.

Drivaggregat for forhjulsdrift. Tverrstilt motor

Differensial

Pinjong Motor

Vedlikeholdet er enklere enn ved drivkraftoverføring med mellomaksler fordi girkassa, pinjongen, kronhju­ let og differensialen sitter i det samme huset og blir smurt med den samme oljen. Drivaggregatet finner vi i ■ forhjulsdrevne biler ■ biler som har motoren plassert bak (hekkmotor­ drift) Figurene til venstre viser prinsippet for oppbygningen.

Drivaggregat for hekkmotordrift. Boksermotor Plassering av drivaggregatet og styreegenskaper

Det er flere faktorer som påvirker styreegenskapene til bilen, og plasseringen av drivaggregatet er en faktor. Det er ofte på denne måten: ■ Når motoren er plassert bak, blir bilen overstyrt fordi tyngdepunktet til bilen ligger langt bak. Overstyring betyr at bilen strever etter å svinge mer i en sving enn dreiningen på rattet tilsier. ■ Når aggregatet sitter foran i bilen, blir bilen understyrt. Bilen strever etter å svinge mindre enn dreiningen på rattet tilsier.

Drivaggregat for hekkmotordrift

Drivaggregat for hekkmotordrift 72

Drivaggregatet på figuren til venstre er for hekkmotor­ drift. Dreiemomentet blir overført fra drivaggregatet til drivhjulene med pendelaksler. Drivaggregatet er festet i ramma eller i de bærende og forsterkede delene til kjøretøyet. Girkassa og bakakseloverføringen er bygd sammen i et felles hus.

DRIVAGGREGAT

Drivaggregat for forhjulsdrift

Ved forhjulsdrift blir det store vinkelvariasjoner i drivakslene

Forhjulsdrift stiller svært store krav til drivakslene som overfører dreiemomentet fra differensialen til driv­ hjulene. Dreiemomentet skal kunne overføres ved ■ fjceringsbevegelser, som ved hekkmotordrift ■ styrebevegelser Vinkelutslaget til drivakslene blir svært store, som du ser på figuren. En må bruke spesielle drivakselledd som kan overføre jevn vinkelhastighet. Det betyr at akselen som drivakselleddet driver, roterer med samme vinkel­ hastighet som den drivende akselen. Disse drivakselleddene blir ofte kalt jevnhastighetsledd. Enklere driv­ akselledd, for eksempel universalledd, gir ujevn beve­ gelse, det vil si varierende hastighet. Jamfør side 70. Eksemplet på de tre neste sidene gjelder forhjulsdrift med tverrstilt motor. Figuren til venstre viser plasseringen av drivaggregatet i kjøretøyet. Motor, kopling, girkasse og framakseloverføring med differensial er bygd sammen til en enhet. Motoren, girkassa, framakseloverføringen og differen­ sialen har felles smøresystem i denne konstruksjonen.

73

DRIVAGGREGAT

Kraftoverføringen

Figuren under viser hvordan kraftoverføringen skjer.

Med koplingen frikoplet: Koplingen 4 driver ikke koplingsskiva 3. Tannhjulet 2 roterer ikke, og derfor kan ingen kraft eller bevegelse bli overført til tannhjulet 5 på den inngående akselen på girkassa. Med koplingen og et gir innkoplet:

Koplingen forbinder veivakselen 1 med tannhjulet 2 gjennom koplingsskiva 3. Bevegelsen blir overført til tannhjulet 5, og den inngående akselen på girkassa roterer. Gjennom girtannhjulene blir bevegelsen over­ ført til pinjongen 6 og kronhjulet med differensialen 7, som driver drivakslene og drivhjulene.

1 2 3 4 5 6 7

Veivaksel Motortannhjul, fritt montert på veivakselen Koplingslamell, fast koplet til motortannhjulet Koplingsmekanismen, fast koplet til veivakselen Tannhjul for den inngående akselen på girkassa Pinjong, fast koplet til den utgående akselen Kronhjul og differensial

Figuren til venstre viser den vegen kraften går når det høyeste giret er lagt inn. ■ Koplingshylsa er forskjøvet slik at girtannhjulet blir koplet til den utgående akselen. ■ Den utgående akselen er fast tilkoplet pinjongen. ■ Pinjongen driver kronhjulet.

Hvordan kraften blir overført på høyeste gir 74

DRIVAGGREGAT

Drivakselen

På en del eldre konstruksjoner var det ytre drivakselleddet dobbelt for at vinkelhastigheten til drivakslene og hjulakslene skulle bli lik. Drivakselen ble styrt radialt av et kuleledd i skjøten mellom drivakselen og hjulakselen. Det indre leddet på denne konstruksjonen gir også jevn vinkelhastighet for akslene. Leddet har tre glidespor slik at det kan ta opp de lengdeforandringene som fjæringsbevegelsene til hjulet gir. Denne leddtypen blir ofte kalt tripodkopling. En tripod er egentlig et stativ med tre bein og har altså lite med drivakselledd å gjøre. Navnet blir her brukt om den ringen med tre lagertapper som sitter fast på drivakselen.

Gummipute

Gummimansjett som ' beskytter mot støv og smuss

Det indre drivakselleddet

Kuleholder

Figuren til venstre viser et svært vanlig drivakselledd (rzeppaledd). Dette fins både i personbiler og i lettere terrengkjøretøyer. Leddet har konstant inngangs- og utgangsfart, det vil si at hastigheten på drivakselen og på akseltappen er lik for ulike vinkler som leddet kan ha. Drivakselen har en innerring med spor, der det ligger kuler. Kulene blir holdt på plass av kuleholderen og passer nøyaktig i rommet mellom sporene i innerringen og sporene i hylsa på akseltappen. Dreiemomentet blir altså overført fra drivakselen til akseltappen gjennom de seks kulene. Bruk momentnøkkel og riktig tiltrekkingsmoment når du monterer girkasser med aluminiumshus. Smøring

Rzeppaledd

Vi bruker litiumfett til drivakselen. Litiumfett kan bru­ kes ved temperaturer opp til 100-135 °C, og har vannmotstandsevne og mekanisk stabilitet. 75

DRIVAGGREGAT

En annen type drivaggregat

Drivaggregatet du ser her, er litt for­ skjellig fra det foregående. Vi gjør en sammenlikning: ■ Drivkraftoverføringen sitter bak motoren. ■ Motoren og girkassa har forskjel­ lige smøresystemer og blir smurt med forskjellige oljetyper. ■ Koplingen er en membranfjærkopling, og den har en mer vanlig plasse­ ring enn i det forrige eksemplet. ■ De indre drivleddene er tripodledd på samme måten som i det forrige eksemplet. ■ Fartsmåleren i denne bilen er elek­ tronisk. Den får impulser fra en sensor som registrerer/føler rotasjonen til en hullskive som sitter på differensialen.

Plasseringen av drivaggregatet

Drivaggregatet Svinghjul Kopling

Koplingsvaier

Girkasse Inngående aksel

Føler for fartsmåler

Drivaksel, høyre

Hus for framakselX overføringen Kronhjul

Drivaksel, venstre

.

Girkassa og framakseloverjøringen 76

Gummimansjett med kulelager

DRIVAGGREGAT

Kombinert girkassedifferensial

Figuren nedenfor viser en kombinert girkasse og diffe­ rensial til en bil med framhjulsdrift. Den er en fem­ trinns girkasse der det femte giret er et overgir. Det fjer­ de giret gir en utveksling som er tilnærmet lik 1 : 1.

Løs arbeidsoppgave 6

77

FIREHJULSDRIFT

Firehjulsdrift Firehjulsdrift er ikke noe nytt, den har eksistert siden 1920-årene. Den har først og fremst vært aktuell for terrenggående militære kjøretøyer, for eksempel den amerikanske jeepen. Hensikten med firehjuls­ drift er å forbedre evnen til å ta seg fram i terreng og på dårlige og gjørmete veger. Drivkraften blir fordelt på fire hjul i stedet for på to, og det gir bedre veggrep samtidig som bilen blir lettere å holde på vegen. Tunge kjøretøyer kan også ha drift på seks hjul. ■ I de siste årene er det blitt vanligere med firehjulsdrift på personbiler. Det fins flere forskjellige syste­ mer. ■ Firehjulsdrift har flere fordeler, men også ulemper. En ulempe er at friksjonstapene blir større i kraft­ overføringen fordi flere komponenter med i bevegelsen. Prisen er en annen ulempe. En firehjulsdrevet per­ sonbil koster atskillig mer enn en standardbil. Vi kan dele inn firehjulsdrift i to typer:

■ Manuell innkopling. Bilen er forhjulsdrevet eller bakhjulsdrevet, og føreren kan kople inn firehjulsdriften med en egen girspak eller bryter. Drivkraften blir gjerne fordelt med 50To på bakhjul og 50 To på forhjul. ■ Konstant (permanent) innkopling. Firehjulsdriften er alltid innkoplet, men fordelingen av drivkraften mel­ lom bakhjul og forhjul kan være forskjellig. Ett system kan ha 50 To foran og 50 To bak, men et annet kan ha cirka 34 To foran og 66 To bak. Et tredje system kan for­ dele drivkraften forskjellig avhengig av kjøreforholdene.

Manuell innkopling av firehjulsdrift Figuren viser en utførelse i en terrenggående bil med bakhjulsdrift. Når forhjulsdriften blir koplet inn, blir drivkraften fordelt med 50 To på hver aksel. I kraftover­ føringen på denne bilen fins et par komponenter som er vanlige på terrenggående kjøretøyer. Det fins en tannhjulsoverføring som blir drevet av den utgående akselen på girkassa, og to mellomaksler som driver en vinsj og et kraftuttak.

Fordelingsgirkassa sitter bak hovedgirkassa, og den blir drevet av et tannhjul på den utgående akselen på gir­ kassa. Fordelingsgirkassa blir manøvrert med en egen girspak som har fire stillinger: firehjulsdrift lavgir, firehjuls­ drift høygir, bakhjulsdrift høygir og fristilling. Vi bru­ ker fristillingen når vi for eksempel skal kople inn vinsjen.

Bakre kraftuttak

78

FIREHJULSDRIFT

A Fremre

Utgående aksel på girkassa *AVkVVX".’ i

(SX

Tannhjulsoverføring

IT Tannhjulet til lavgiret

lUlllilDUUl

Mellomhjul

Høygir - bakhjulsdrift

Tannhjulet ' til høygiret

BE3IWØ

V

Bakre utgående aksel

Prinsippet for en fordelingsgirkasse ser du på figurene til venstre. A På figuren er høygir og bakhjulsdrift innkoplet. ■ Mellomhjulene blir drevet av den utgående akse­ len på girkassa. Tannhjulet til lavgiret fungerer som koplingshylse og kopler høygirtannhjulet sammen med den bakre utgående akselen. Den akselen er knyttet til bakakselen med en mellomaksel på vanlig måte. B Her er lavgir og firehjulsdrift innkoplet. ■ Lavgirtannhjulet kan forskyves på glidespor (splines). I denne stillingen er lavgirtannhjulet i inngrep med mellomhjulet. Utvekslingen gir lav giring. ■ Samtidig er koplingshylsa for forhjulsdrift flyttet slik at den fremre utgående akselen blir sammenkop­ let med den bakre utgående akselen. Den fremre ut­ gående akselen er knyttet til framakselen med en mellomaksel. Høygirtannhjulet er lagret på den bakre utgående akselen. I lavgirstilling følger dette tannhjulet med i rotasjonen, men det er ikke med og overfører driv­ kraft. Bakakselen er oppbygd av pinjong, kronhjul og diffe­ rensial og har dessuten en differensialbrems. Ved kjø­ ring rett fram eller rett bakover blir differensialen sper­ ret. Ved kjøring i svinger fungerer differensialen som i en bakaksel uten differensialbrems. Jamfør side 67. Framakselen har pinjong, kronhjul og differensial. Dif­ ferensialen har ingen differensialbrems. Siden hjulene kan styres, må drivkraften bli overført gjennom drivakselledd. I denne framakselen er det brukt rzeppaledd (se side 75). Framakselen er stiv, og drivakselleddene er innbygd i akselrør. Se side 137. Spindelholderen og hjulspindelen kan dreie seg, de er lagret med spindeltapper i spindelhylsa. Spindelhylsa har filtpakning og gummipakning som hindrer smuss i å trenge inn. Drivkraften blir overført fra drivakselen gjennom drivakselleddet til hjulspindelen, medbringeren og hjulnavet. Hjulnavet er lagret på hjulspindelen, og drivakselleddet er derfor helt avlastet.

Sperrede differensialer

Drivaksel, ledd og hjulspindel

Noen kjøretøyer har differensialsperre både i framakseloverføringen og bakakseloverføringen. Hvis vi sperrer begge differensialene, blir kraftoverføringen helt låst slik at alle fire hjul går like fort. Det gir en umu­ lig situasjon når en kjører i svinger, der alle hjul må rul­ le med forskjellig fart. ■ Bilen lar seg nesten ikke styre når det er stor friksjon mellom hjulene og vegbanen. Dessuten blir alle kompo­ nentene i kraftoverføringen utsatt for unormalt stor på­ kjenning. Obs.: Sperrede differensialer skal du bare bruke hvis du har kjørt deg fast, eller hvis du kjører i svært vanskelig terreng. 79

FIREHJULSDRIFT

Kulelager

Antall tenner

Rullelager

Tannhjul festet på akselen

lagret på akselen

Koplingshylse som kan kople 31 eller 37 sammen med akselen

Firehjulsdriften, som du har lest om på de forrige sidene, er blitt videreutviklet og blir nå brukt i moderne personbiler. Det fins systemer med ■ forhjulsdrift og innkoplbar bakhjulsdrift ■ bakhjulsdrift og innkoplbar forhjulsdrift Forhjulsdrift - innkoplbar bakhjulsdrift

Skjemaene nederst viser driften til en firehjulsdrevet personvogn. Drivkraftfordelingen i dette systemet er 50% foran og 50% bak. Det er første gangen du møter slike symboler i boka. De blir forklart på figuren øverst til venstre. Girkassa er stort sett den samme som når bilen bare har forhjulsdrift, men det har kommet til en fordelingsgirkasse. Den inngående akselen på for­ delingsgirkassa blir drevet av kronhjulet gjennom tannhjulet med 15 tenner. Stillingen til koplings­ hylsa bestemmer om drivkraften skal gå videre gjennom vinkelvekselen (27-24) til den utgående akselen. ■ Slik som stillingen er på det første skjemaet, har membranen i vakuumsylinderen påvirket girvelgerakselen og koplingshylsa slik at de to akslene blir koplet sammen. Firehjulsdriften (4WD: four wheel Framakselhylse

Stiv framaksel - forhjulsdrift

Hjulspindel

Akseltapp Bærehylse (nav)

Lager

Spindeltapp

IZ .... Knokkelhus (leddhus) v Ledd

Styrearm

Drivaksel

Den rørformede framakselen (akselhylsa) er laget med sfæriske spindelhus i hver ende. Hjulspindlene er lagret på korte spindeltapper. Hjulnavet er lagret på en bærehylse som er festet på hjulspindelen. Drivakslene er helt avlastet, det vil si at de ikke har noen belastning aksialt og ikke bærer noen tyngde.

Framakselhylse

137

FORSTILLING

Uavhengig hjuloppheng Uavhengig oppheng av forhjulene forekommer i alle personbiler, en del varebiler og noen lettere lastebiler (pickuper). Uavhengig hjuloppheng gir bilen gode kjøreegenskaper, og den får liten uavfjæret vekt.

En har brukt mange forskjellige måter å ordne uavhengig hjuloppheng på: med hjulspindelen lagret i bladfjærer og tverrgående stag, med langs­ gående bladfjærer, med en konstruksjon som ble kalt «oppheng i kneledd», og mange andre måter som nå er historie. I moderne kjøretøyer finner vi i hovedsak to-tre typer av uavhengig forhjulsoppheng. De kan ha forskjellig utforming, men grunnideen er den samme.

Øvre opphengsarm

På disse to sidene ser du et system som blir kalt parallellogramoppheng eller framakselbjelke med to opphengsarmer (oppheng med kort og lang arm). ■ Framakselbjelken er festet til ramma eller til de bærende delene av karosseriet.

■ De indre endene på øvre og nedre opphengs­ arm er lagret i framakselbjelken. ■ Hjulspindelen er lagret i de ytre endene på opphengsarmene. Innfestingen av framakselbjelken er ofte laget med gummiputer for å dempe lydoverføring til karosseriet.

Den øvre opphengsarmen er kortere enn den nedre. Det gjør at sporvidden (avstanden mellom for-

I dette systemet er begge opphengsarmene formet som en trekant (triangelstag), og begge har to opplagringspunkter i framakselbjelken. Systemet er svært stabilt og kan lett ta opp de store kreftene som virker ved bremsing.

138

FORSTILLING

Opphengsarmene er ofte lagret i framakselbjelken med gummiforinger. Komponentene består av en ytre og en indre hylse med en gummiforing fastvulket mellom dem. Ved opp- og nedgående beve­ gelser blir gummiforingen vridd.

Hjulspindelen er lagret i kuleledd i opphengsar­ mene. Kuleleddene består av en kuletapp som er lagret mellom to kuleskåler. Kuleleddet tillater fjæringsbevegelser og bevegelser når hjulspinde­ len blir dreid.

Lagring av opphengsarmer og hjulspindel

139

FORSTILLING

Kuleledd i opphengsarmer

Stag og armer i styreinnretningen er vanligvis for­ bundet med hverandre gjennom kuleledd. Vi har tre typer kuleledd:

Opphengskuleledd (friksjonstypen) Opphengskuleledd (dragtypen) Opphengskuleledd (trykktypen) Kuleleddene kan vanligvis ikke tas fra hverandre. Dersom et kuleledd er slitt ned til en viss grense, må det skiftes ut. Følg fabrikantens anvisninger når du skal kontrollere et kuleledd og eventuelt montere et nytt. Tenk deg hvordan vekten på bilen virker på hjulet, da kan du også skjønne bedre hvordan kreftene virker på de forskjellige typene opphengskuler. Ikke glem fjærpresset.

Opphengskuleledd (dragtypen)

140

Opphengskuleledd (trykktypen)

FORSTILLING

karosseriet

Nedre kuleledd

Opphenget på figuren til venstre har også to opphengsarmer, men den nedre har ikke trekantform. Den har bare ett opphengspunkt i fram­ akselbjelken, og derfor må den ha et reaksjonsstag. Staget holder opphengsarmen i riktig stilling i bilens lengderetning, og det tar opp bremsekreftene. Staget er festet i en kraf­ tig forsterkning i karosseriet. Se også den øverste figuren på side 142. Reaksjonsstaget kan justeres slik at vi kan flytte den nedre opphengsarmen framover eller bakover. Da blir også castervinkelen (kingbolthellingen) forandret. I lagringen til den øvre opphengsarmen sitter en eksenterbolt. Med den kan en for­ andre cambervinkelen (hjulhellingen). Du kan lese mer om hjulvinklene lenger bak i boka.

141

FORSTILLING

Hjuloppheng med to opphengsarmer - forhjulsdrift

At bilen har forhjulsdrift, forandrer ikke grunn­ ideen for hjulopphenget. Du kjenner det meste fra de foregående konstruksjonene. Hjulspindelen er lagret i kuleledd i opphengsarmene på vanlig måte, men den får en annen form.

To opphengsarmer - forhjulsdrift

142

Den har ingen akseltapp som hjulet er lagret på. I stedet har den plass for lagring av drivakseltappen. På denne tappen, som blir bærende, sitter hjulnavet og hjulet.

FORSTILLING

MacPhersons forhjulsoppheng Feste Skruefjær

^Karosseri

Fjærsete Hjulspindel

Støtdemper

Ramme Opphengsarm

Kuleledd

Dette systemet er svært vanlig både i forhjulsdrevne og bakhjulsdrevne biler. ■ Det viktigste kjennetegnet er at hjulspindelen og støtdemperen er sammenbygd. Enheten kaller vi gjerne fjærbein. ■ Et annet kjennetegn er at systemet mangler den øvre opphengsarmen. I stedet er den øvre enden på støtdem­ peren festet til karosseriet. ■ Skruefjæra sitter mellom et fjærsete på støtdempe­ ren og et feste i karosseriet. Når en styrer, blir hjulspin­ delen og støtdemperen vridd, men fjæra må ikke bli vridd, for da motvirker den styrebevegelsen. Derfor er det alltid et lager, enten mellom fjærsetet og fjæra eller oppe ved karosserifestet.

MacPherson-oppheng, bakhjulsdrift

MacPhersonoppheng - bakhjulsdrift

Fjærbeinet består av et rør som har hjulspindelen fastpresset i den nedre enden. Det nedre fjærfestet er fastsveist lengre opp på røret. Støtdemperen sitter inni røret og blir holdt fast mellom festemutteren og setet i bunnen av røret. Kuleleddet sitter fast i hjulspindelen med en skrueforbindelse. Kuleleddet er festet i opphengsarmen med en konisk tapp og en låsemutter. Stempelstanga til støtdemperen utgjør festet for fjær­ beinet i den øvre lagringen.

143

FORSTILLING

Opplagring av hjul Hjulene blir opplagret for at de skal rotere så lett som mulig og sitte støtt på hjulspindelen. Lagrene skal justeres nøyaktig slik at lagerklaringen er riktig. Jo større klaring lagrene har, desto lettere blir lagrene skadd. Lagerklaringen bør kontrolleres ved ser­ vice og justeres etter anvisningene fra fabrikanten. Lagrene blir vanligvis smurt med lagerfett. Følg spesifi­ kasjonene fra fabrikanten nøye. I personbiler er bakhjulslagrene en sluttet enhet og som regel permanentsmurt. Forhjulsopplagring

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Forhjulsnav Ytre konisk rullelager Indre konisk rullelager Avstandshylse Tetning Distansering Styrespindel Drivaksel Lagerhus på styrespindel Kronemutter

Vi bruker som regel koniske rullelager eller vinkelkontaktlager i forhjulene. Disse lagrene har liten friksjon og stor driftssikkerhet. Figuren viser en hjulopplagring i en bil med forhjuls­ drift. Lagerklaringen blir justert ved hjelp av avstandshylser og mellomlagsskiver (shims).

Hjulopplagring i en bil med forhjulsdrift

Dette er forhjulet på en bil med bakhjulsdrift. Hjulene er opplagret med to koniske rullelager. Lagerklaringen blir justert med kronemutteren.

1 2 3 4 5 6 7 8

Forhjulsnav Ytre konisk rullelager Indre konisk rullelager Skive Mansjettetning Hjulspindel Selvlåsende kronemutter Fettkapsel

Forhjul i bil med bakhjulsdrift

Kontroll Kontroll og justering av lager

Når du skal demontere et lager, må du være forsiktig slik at ikke lager, aksel og lagerhus blir skadd. Bruk av­ trekker (presse) dersom det er nødvendig. Vaskbare lager skal vaskes i løsemiddel, skylles og tør­ kes forsiktig med trykkluft. Når lageret er vasket, skal det smøres med lagerfett og pakkes inn i oljepapir til det skal monteres. Permanentsmurte lager må ikke vaskes.

Opplagringen kan være utført på mange måter. På neste side finner du noen typer. 144

FORSTILLING

Vinkelkontaktlager

Sporkulelager (radiallager)

Nålerullelager (aksiallager)

Aksialkulelager

Opplagring av fjærbein

Her ser du noen vanlige opplagringsmåter for fjærbein. Alle opplagringene har det til felles at de ikke overfører styringsbevegelsen til fjæra. Uten disse opplagringene måtte vi ha brukt større kraft for å dreie på rattet. Fjæra ville ha fått et dreiemoment når hjulene er i svingstilling, og det hadde ført til at hju­ let ville ha gått fortere tilbake til rett-framover-stilling. Felles for opplagringene er også at de har gummiputer mot karosseriet. Gummiopphenget demper vibrasjoner og lyder slik at de ikke blir overført til karosseriet.

Sporkulelager 10 - Bilteknikk bm

145

FORSTILLING

MacPhersonoppheng - forhjulsdrift

Forskjellene er ikke så store hvis du sammenlikner denne konstruksjonen med den forrige. Hjulspindelen må selvfølgelig ha en annen utforming når bilen er forhjulsdrevet. Det er en forskjell når det gjelder opplagringen av fjærbeinet. Dette opphenget har et aksiallager mellom fjæra og fjærflensen (nedre fjærsete). Øverst er støtdemperrøret opplagret med et glidelager mot støtdemperstanga. Der er det alltid en lagring. Opphengsarmen er her et triangelstag. I det forrige eksemplet hadde opphengsarmen bare ett opplagringspunkt i framakselbjelken, derfor måtte det finnes et reaksjonsstag. Jamfør også med figuren nederst på side 142.

146

FORSTILLING

Langsgående opphengsarmer De forhjulsopphengene du hittil har lest om, har tverrgående opphengsarmer. Det er den konstruksjonen du finner i de fleste biler. Men det forekommer også opp­ heng med langsgående opphengsarmer (svingarmer). Opphengsarmene er lagret med foringer og nålelager i de to tverrgående rørene. Fjæringen er ordnet med tverrgående torsjonsfjærer (vrifjærer) i rørene. Hjulspindelen er lagret med kuleledd i de langsgående opphengsarmene.

opphengsarmen

Løs arbeidsoppgave 11

147

BAKHJULSOPPHENG

Bakhjulsoppheng Bakhjulsopphenget er vanligvis litt enklere enn forhjulsopphenget. Forhjulene må være dreibare for at bilen skal kunne styres. Ved bakhjulsdrift blir bakfjærene belastet av de kreftene som de dri­ vende hjulene skaper. Bakhjulsopphenget må overføre hjulenes skyvekraft til ramma.

Bakhjulsoppheng på biler med bakhjulsdrift Stiv bakaksel

Stiv bakaksel med bladfjærer

Stiv bakaksel med skruefjærer, to langsgående opphengsarmer og tverrstag

148

Dette er et av de vanligste bakhjulsopphengene. Drivakslene er lagret i et stivt bakakselrør som er koplet sammen med bakhjulene. Stiv bakaksel kan ha alle typer fjærer. Dersom den er utstyrt med bladfjærer, er det ikke nødvendig med opp­ hengsarmer. Skruefjærer gir ingen støtte i lengdeog sideretningen, og akselen må holdes i rett stil­ ling ved hjelp av opphengsarmer og tverrstag, panhardstag.

BAKHJULSOPPHENG

Uavhengig (individuelt) bakhjulsoppheng

På pendelakselen som du ser til venstre, er innerenden på drivakslene utstyrt med universalledd. Bakhjulene kan da bevege seg opp og ned uavhen­ gig av hverandre. Bakakseloverføringen er ikke med i fjæringsbevegelsen, men er festet i ramma eller i chassiset. Pendelakselen kan brukes i biler med motoren bak der motor, girkasse og bakakseloverføring er en enhet.

Pendelaksel

Bakhjulsoppheng på biler med forhjulsdrift Stiv bakaksel

Figuren til venstre viser bakhjulsopphenget i en bil med forhjulsdrift.

—4 ------ 1

Opphengsarm (bærearm) Forbindelsesarm Tverrstag Skruefjær Støtdempere

Stiv bakaksel

Uavhengig bakhjulsoppheng

Figuren viser et bakhjulsoppheng av MacPhersonkonstruksjonen. Det har en bakakselstamme som kan vris.

Bakakselstamme Fjærbein Krengningsstabilisatorer Lagerbukk med gummimetallager Opphengsarm (bærearm)

Uavhengig (individuelt) bakhjulsoppheng av typen MacPherson

149

STYRING

Styreinnretning

Styreinnretning - stiv framaksel

Parallellstag

Dette er fellesnavnet på de komponentene som overfø­ rer bevegelse og kraft fra rattet til hjulene. Konstruksjonen er avhengig av forhjulsopphenget. ■ Med stiv framaksel blir styreinnretningen ganske enkel. Rattbevegelsen blir overført fra styresnekka til pitmanarmen og gjennom styrestaget til svingarmen på det ene hjulet. Det andre hjulet blir påvirket av parallellstaget som bin­ der sammen styrearmene på hjulspindlene. ■ Med uavhengig hjuloppheng kan ikke hjulspindlene koples til hverandre med bare ett parallellstag. En fjæringsbevegelse i det ene hjulet ville da føre til en styrebevegelse i det andre hjulet. Parallellstaget er delt i to eller tre deler (styrestag). Fjæringsbevegelsen til hjulene bestemmer lengden av stagene.

Med tredelt utføring er det to styrestag og ett parallell­ stag. Parallellstaget knytter pitmanarmen med en hjelpesnekke (sentralarm) som er lagret i et feste i karosse­ riet (eller ramma) som et ekstra oppheng.

Styreinnretning - uavhengig hjuloppheng

Kuleledd Tallerkenfjær eller skruefjær Kuleskål Kuleskål Kuletapp

Styrestag og parallellstag har kuleledd i endene. Kuleleddene har en kuletapp som er lagret mellom fjærbelastede kuleskåler av stål eller nylon. Kuleskålene er fjærbelastet slik at de blir presset mot kuletappen. Kuleledd til personbiler kan vi som regel ikke ta fra hverandre. Det er vanlig med vedlikeholdsfrie kuleledd som blir permanentsmurt ved produksjonen. Kuleledd til tyngre kjøretøyer av eldre type kan vi som regel ta fra hverandre slik at vi kan skifte slitte deler. Lengden av parallellstagene kan vi justere ved å skru kuleleddene inn i staget med høyre- eller venstregj enger. Det er nødvendig for å justere spissingen på hjulene (mer om det på side 165).

Mutter

Støvbeskyttelse Kuleleddhus

Kuletapp

Nedre kuleskål

Fjær

Lokk Øvre kuleskål

Kuleledd til lastebil

150

Låsering

Smørenippel

Venstregjenget

STYRING

Styreinnretning med todelt parallellstag

Styringsdemper I styreinnretningen ovenfor er det en styringsdem­ per. Den sitter mellom pitmanarmen og framakse­ len. Styringsdemperen skal dempe de kraftige og hurtige slagene som oppstår i styreinnretningen når en kjører på dårlig veg. Slagene fra hjulene blir overført gjennom styreinnretningen og opp til rattet. De er farlige fordi føreren kan få store pro­ blemer med å styre bilen.

Styringsdemperen er en dobbeltvirkende hydrau­ lisk støtdemper. Den virker på samme måten som støtdemperen i fjæringssystemet (se side 172), men den er mindre. Den skal jo ikke ta opp så store krefter som støtdemperne i fjæringssystemet gjør. Demperen fører ikke til at styringen blir treg. Den demper hurtige bevegelser i styresystemet, men ved normal kjøring merker vi den ikke.

151

STYRING

Styresnekke Styresnekka skal gjøre om dreiebevegelsen i rattet til en fram- og tilbakegående bevegelse som skal påvirke stillingen til forhjulene. ■ Det skal ganske stort moment til for å dreie hjulene, fordi friksjonen mellom hjulene og veg­ banen er stor. Det dreiemomentet som må til for å svinge hjulene på tunge kjøretøyer, kan komme opp i 9000 Nm når kjøretøyet står stille. For per­ sonbiler er momentet cirka 900 Nm. For at føreren skal kunne styre uten å måtte bruke for mye kref­ ter, har styresnekka en viss utveksling. ■ Utvekslingen gjør at kraften på rattet ikke be­ høver å være mer enn 100-200 N, men det betyr også at det må til mange omdreininger på rattet for å svinge hjulene fra den ene siden til den andre.

Du husker sikkert utsagnet «det vi vinner i kraft, taper vi i veg». Utvekslingen i personbiler er cirka 20 (20 : 1), og antallet rattomdreininger mellom ytterstillingene ligger mellom 3,5 og 4,5.

■ Lastebiler og en del personbiler har ofte servo­ styring. Ved å bruke en hjelpekraft kan vi manøv­ rere hjulene uten at antallet rattomdreininger blir så stort. På den måten kan tunge lastebiler bli let­ tere å styre enn personbiler. Undersøkelser viser at gjennomsnittsføreren er mest fornøyd med kjø­ ringen når kraften på rattet ikke er større enn 50 N.

Mekaniske styresnekker fins i mange utførelser. Her skal vi ta for oss fire vanlige typer, og du kan se litt av utviklingen her. Konstruktørene har hele tiden arbeidet med å minske friksjonen i styre­ snekka. Styresnekke med skrue og tapp

Den nedre enden på rattakselen er utstyrt med en snekkeskrue som er lagret med kulelager. Hevarmen på sektorakselen (styreakselen) har en tapp som er i inngrep med sporet på snekkeskruen. Bevegelsen til skruen blir overført gjen­ nom tappen og hevarmen til sektorakselen. Sektorakselen er lagret i bronseforinger i snekke huset. Pitmanarmen er montert i sporet på sektor­ akselen og er festet med en mutter. Klaringen mellom tappen og skruen kan vi justere med en justeringsskrue.

Styresnekke med skrue og tapp

I nyere typer er tappen lagret i hevarmen med koniske rullelagre. Friksjonen mellom tappen og skruen blir da mindre fordi tappen ruller mot skruesporet.

152

STYRING

Justeringsskrue

Foring

Styresnekke med skrue og rull

Lokk

I denne styresnekka blir bevegelsen til skruen overført til sektorakselen gjennom en rull. Den sitter på hevarmen til sektorakselen. ■ Rullen er lagret med kulelager eller nålelager. Opplagringen gir mindre friksjon i styresnekka. ■ Skruen har minst diameter på midten slik at inngrepet med rullen skal bli likt for alle rattstillinger. Med en sylindrisk skrue blir det større kla­ ring i endestillingene. Utvekslingsforholdet i styresnekka er 15,5 : 1, det vil si at hvis vi dreier rattet 15,5 omdreininger, blir sektorakselen dreid en omdreining. (Utvekslings­ forholdet er en teoretisk verdi. I virkeligheten kan vi ikke dreie verken rattet eller sektorakselen så mye.)

Rull Kulelager

Tetningsring

Sektor­ aksel

Lokk

Rattaksel Foringer

Hus

Snekkeskrueaksel Tetning

Kulelagret rull

Pitmanarm

Snekkeskrue

Rull

Skrue og rull

Justeringsskrue

Mutter ~ Ledd

Fjær Sektor­ aksel

Rattaksel

Justeringsskrue for snekkeskrueakselen

Eksenterhylse

Justeringsarm for sektorakselen

Styresnekke med rull

Lager

Ettersom sektorakselens stilling i akseretningen bestemmer klaringen mellom skrue og rull, kan klaringen mellom dem justeres. Styresnekke med skrue og kulemutter

Snekke­ skrue Kulemutter

Kuleledd

Tetning

Sektoraksel Pitmanarm

Skrue og kulemutter

Kuleledd

Kulene overfører kraften mellom skruen og kulemutteren og gir liten friksjon. ■ Glidefriksjonen er erstattet med rullefriksjon, som er mye mindre. ■ Bevegelsen til kulemutteren blir i dette eksemp­ let overført til hevarmen på sektorakselen gjen­ nom et kuleledd. Kuleleddet er nødvendig fordi kulemutteren har en rettlinjet bevegelse og hevar­ men en krum bevegelse. ^ndre styresnekker med kulemutter har tannhjulsoverføring mellom mutteren og sektorakse­ len. Utvekslingsforholdet er her 18,4 : 1.

153

STYRING

Tannstangstyring Denne styreinnretningen er liten og kompakt, og den er derfor lett å plassere i små og middels store kjøre­ tøyer. ■ En fordel med tannstangstyring er at føreren har god kontakt med forhjulene. Styringen gir god «vegføling». En annen fordel er at styringen blir rask og presis. ■ En ulempe er at styringen blir litt tung, føreren må bruke stor kraft på rattet. Det gjelder særlig når bilen er tung, det vil si når belastningen på forhjulene er stor, og når styringen skjer i lav fart. Den ulempen kan vi fjerne ved å bruke en hjelpekraft (servo). ■ Prinsippet er enkelt. Den nedre enden av rattakselen er laget med et tannhjul som er i inngrep med en tannstang. Når vi dreier rattet, blir dreiebevegelsen omgjort til en rettlinjet bevegelse i tannstanga.

Rattakselen er festet med glidespor (splines) i akselen. ■ Akselen har et tannhjul i den nedre enden. Den øvre enden av akselen er lagret med et nålelager, og den nedre enden med et kulelager. ■ Tannstanga er lagret med et nylonlager i enden til venstre på figuren. Den andre enden er styrt mellom tannhjulet og et trykkstempel. Stemplet er fjærbelastet og presser mot tannstanga. Forspenningen (kraften mot tannstanga) blir justert med en skrue. ■ Stagene til hjulspindlene er festet med kuleledd i hver ende av tannstanga. Midt på side 76 finner du en figur som viser hvordan dette er ordnet i bilen. Gummibelger hindrer at smuss kommer inn i tannstangoverføringen.

Figuren til venstre viser justeringsanordningen for for­ spenningen av det fjærbelastede stemplet som presser mot tannstanga. Følg anvisningene i verkstedhåndboka.

Smøring av styresnekke

De fleste rattsnekker blir smurt av olje som er i styre­ snekka. Det er girolje eller motorolje. Smøring av tannstangstyring

Tannstangstyringen er smurt i olje eller fett. En må følge spesifikasjonene fra fabrikanten ved ettersyn av oljenivået eller fettnivået.

154

STYRING

Servostyring Figuren til venstre viser prinsippet for hydraulisk servostyring. Systemet har en oljebeholder, en oljepumpe som gir høyt trykk, og en styreventil som leder oljen til servosylinderen. Styreventilen kan lede oljen til den ene eller den andre siden av stemplet. Det gir stemplet en beve­ gelse i den ene eller den andre retningen. Stempelkraften F blir stor fordi oljetrykket er stort. Det er denne kraften som blir brukt som hjelpekraft ved styringen, og da blir kjøretøyet lett å manøvrere.

Prinsipp for servostyring

Servostyringen kan være utformet på forskjellige måter, men vi kan skille mellom to hovedtyper: ■ Stempelkraften påvirker pitmanarmen. Styre­ ventilen, servosylinderen og de mekaniske delene kan være bygd sammen til en hydraulisk styre­ snekke, slik som på figuren til venstre. Dersom bilen har tannstangstyring, kan oljetryk­ ket virke direkte på tannstanga. ■ Stempelkraften påvirker styrestagene. Styre­ ventilen og servosylinderen er montert i styrestagsystemet, slik som på den nederste figuren. Styre­ snekka er en vanlig mekanisk type.

Stempelkraften (servovirkningen) er alltid pro­ porsjonal med (står i forhold til) den kraften føre­ ren bruker på rattet. Føreren får derved «vegføling» til tross for hjelpekraftvirkningen. Det er selvfølgelig også slik at vi kan styre kjøre­ tøyet selv om det hydrauliske systemet er ute av funksjon. Men da er det mye tyngre å styre kjøre­ tøyet enn om bilen bare hadde hatt en vanlig sty­ resnekke uten servo. Styreventilen blir også påvirket av svingebevegelsene til hjulene. Ved for eksempel en punktering motvirker servosystemet den kraftige dreiekraften (moment) som punkteringen forårsaker. Dreiekrefter som oppstår som følge av at vegbanen er ujevn, blir også motvirket på den samme måten. Et par typer servostyringer er beskrevet på de neste sidene. 155

STYRING

Hydraulisk styresnekke Denne styresnekka forekommer i en del tyngre kjøretøyer. Det hydrauliske systemet Systemet er bygd opp på samme måten som det du leste om på forrige side. ■ Oljebeholderen har et oljefilter og er tilkoplet pumpa med en rørledning. En rørledning mellom sty­ resnekka og beholderen fører returolje tilbake til beholderen. ■ Oljepumpa blir drevet med tannhjul fra registret i motoren. I pumpa sitter en mengdeventil som regu­ lerer oljemengden ut fra pumpa, og en overtrykksventil som regulerer oljetrykket. ■ Styreventilene er koplet til pumpa med en rørledning. Det fins fire styreventiler: to fordelingsventiler og to reaksjonsventiler.

Den mekaniske overføringen er av typen skrue og rull, som du har lest om på side 153. Bevegelsen til rattakselen blir overført gjennom et ledd til den inngående akselen i styresnekka. Derfra blir be­ vegelsen overført til skruen gjennom en konisk tannhjulsoverføring. ■ Den inngående akselen er lagret slik at den kan for­ skyve seg sidelengs. Det er denne bevegelsen som påvir­ ker styreventilene. På den nedre enden av den inngående akselen sitter en ventilhevarm som trykker på ventilene. ■ Stemplene i servosylinderen påvirker sektorakselen gjennom en rull som sitter på hevarmen til sektorakse­ len. Stemplene er sammenkoplet med et mellomstykke. ■ Alle delene i styresnekka blir smurt av den hydrau­ liske oljen. Oljen blir ført tilbake til oljebeholderen gjennom returledningen.

156

STYRING

Funksjon

■ Nøytralstilling. Når ventilhevarmen er i nøytralstilling, er både fordelingsventilene og reaksjonsventilene åpne. Oljen sirku­ lerer under lavt trykk gjennom ventilene og gjennom sylindrene slik pilene på figuren viser. Når vi prøver å dreie rattet, søker motstanden i hjulene å holde igjen delene i styringen i nøytralstillingen. Dreiemomentet fra hjulene på den inngående akselen gjør at akselen og ventilhevarmen blir forskjøvet til siden, og ventilhevarmen påvirker dermed styreventilene. Nøytralstilling

Arbeidsstilling

■ Arbeidsstilling Med full kraft på rattet stenger ventilhevarmen for eksempel de venstre ventilene helt og åpner de høyre ventilene helt. Se figuren til venstre. Høyre fordelingsventil og venstre reaksjonsventil regu­ lerer trykket i venstre sylinder. ■ Når høyre fordelingsventil er helt åpen og venstre reaksjonsventil er helt stengt, får venstre sylinder fullt trykk. Stemplet påvirker da hevarmen, som blir skjøvet til høyre. ■ Det høyre stemplet blir forskjøvet samtidig, og oljen fra høyre sylinder strømmer gjennom den høyre reaksjonsventilen til returledningen og videre til behol­ deren. Ventilstillingene

Ventilstillinger

A Hevarmen er i nøytralstilling, og alle ventilene er åpne. Jamfør med figuren øverst. B Hevarmen er forskjøvet ved den første dreiningen av rattet. Den høyre fordelingsventilen åpner seg mer, og den venstre blir mer stengt. Oljetrykket i sylinderen øker. C Hevarmen har stengt den venstre fordelingsventilen helt, og begyn­ ner å stenge den venstre reaksjonsventilen. Trykket i venstre sylinder øker, og stemplet presser mot hev­ armen. D Når motstanden mot hjuldreiningen er stor, blir hevarmen forskjø­ vet slik at de venstre ventilene sten­ ger helt og de høyre åpner seg. Trykket i venstre sylinder øker til toppverdi, og stemplet gir full kraft mot hevarmen. Jamfør med den nest øverste figuren.

Olje

Bruk riktig olje til servostyringen, for eksempel ATF-oljer eller andre oljer som er spesielt laget for hydrauliske systemer. Kontroller at nivået i oljebeholderen er passe. Kontrollen skal utføres mens motoren går på tomgang (arbeidstemperatur) og girvelgeren står i parkeringsstilling.

157

STYRING

Hydraulisk tannstangstyring ■ Den mekaniske delen og den hydrauliske delen (servodelen) er sammenbygd til en enhet. Bevegelsen fra rattstanga blir overført til tannhjulet gjennom en torsjonsstav. Bevegelsen blir overført videre gjennom tannstanga og staget til hjulspindlene.

■ Torsjonsstaven vrir seg litt når en styrer. Det gir en forsinkelse mellom bevegelsen til rattakselen og be­ vegelsen til tannhjulet. Denne lille forskjellen i bevegelse påvirker ventildelen i ventilhuset. ■ Ventildelen leder olje fra servopumpa til arbeidssylinderen, og oljen går til den ene eller den andre siden av stemplet på tannstanga. Oljetrykket gir en hjelpekraft på tannstanga.

Den mekaniske delen av styresnekka er fylt med smøre­ olje og er skilt fra servodelen med tetninger (på tre ste­ der). Mellom den venstre og den høyre siden er det et luftoverstrømningsrør. Gjennom røret strømmer olje og luft ved styringsbevegelsene.

Figurene til venstre viser hva som skjer i ventildelen ved kjøring rett fram og i sving. A = Servotrykk fra oljepumpen B = Retur til oljebeholder C = Til styreventilen (servoassistanse ved venstresving) D = Til styreventilen (servoassistanse ved høyresving)

158

STYRING

Funksjon (styresnekka er sett forfra) Servoolje, lavt trykk

Servoolje, høyt trykk

Smøreolje og luft

Servopumpa gir en oljestrøm når motoren går. Når rattakselen ikke blir dreid, står ventildelen i midtstilling. Servooljen strømmer fra pumpa gjennom ventilhuset og tilbake til beholderen under lavt trykk.

Styring til venstre

Rattet og rattakselen blir dreid til venstre, og ventildelen blir påvirket når torsjonsstaven blir vridd. Husk at styrearmene i dette eksemplet peker framover. ■ Ventildelen åpner forbindelsen fra pumpa til den høyre siden i arbeidssylinderen. Trykket i arbeidssylinderen påvirker stemplet og tannstanga, som blir presset til venstre. Oljen i den venstre siden i arbeids­ sylinderen blir samtidig presset inn i returkanalene i ventilhuset og videre til oljebeholderen. ■ Så lenge kraften på rattakselen (styrekraften) holder torsjonsstaven vridd, presser oljetrykket tann­ stanga til venstre. Servovirkningen blir opprettholdt. ■ Når styrekraften minker, fjærer torsjonsstaven tilbake, og ventildelen går tilbake til midtstillingen. Til­ bakegangen skjer gradvis, og servovirkningen minker derfor også gradvis. Dreier vi rattet kraftig, det vil si at vi bruker stor styrekraft, blir servovirkningen stor. Når styrekraften er liten, blir også servovirkningen liten.

Styring til høyre

Ventildelen gir høyt trykk i den venstre siden av arbeidssylinderen, og tannstanga blir presset over til høyre.

159

STYRING

Elektronisk kontrollert servostyring

(et kort sammendrag)

Du har allerede lest om fordelen med servostyring. Bilen blir lett å styre, noe vi merker best ved liten fart. Et godt eksempel på det er lukeparkering. Men hvor stor skal servokraften (hjelpekraften) være? For liten servokraft gjør at styringen fortsatt virker tung. For stor servokraft gjør at føreren mister «vegfølelsen», det vil si at vi ikke kjenner vegkontakten gjennom rattet. Bilprodusentene har gjort mange prøver for å finne den beste middelverdien mellom for liten og for stor servokraft. En måte å unngå kompromisset på er å kontrollere servokraften med et elektronisk system. Flere produ­ senter arbeider med å utvikle slike systemer, og nå (1995) fins systemene i en rekke biler. En elektronisk kontrollert servostyring tilpasser servokraften etter kjøreforholdene. Progressiv servosty­ ring er i prinsippet slik: ■ Liten fart og normale forhold gir stor servokraft. ■ Stor fart gir liten eller ingen servokraft. ■ Kjøring i sving: da har vi stor servokraft ved langsom kjøring gjennom svingen, liten servokraft ved hurtig kjøring gjennom svingen. Eller vi kan si det på en annen måte: jo større sidekreftene er i svingen, desto mindre blir servokraften.

Figuren over viser prinsippet for systemet. Oljebeholderen, oljepumpa og styresnekka kjen­ ner du fra før. Delene er selvfølgelig tilpasset dette systemet. Oljepumpa er for eksempel en tandempumpe, det vil si at den er bygd opp av to pumper. Det elektroniske systemet består av følere (senso­ rer), styreenhet og en kontrollventil på olje­ pumpa. ■ Fartsføleren «leser av» farten til bilen ved at den er koplet til den utgående akselen på girkassa. ■ Styrevinkelføleren leser av hvor mye rattet er dreid til den ene eller den andre siden, det vil si at den leser av hvor krapp svingen er. ■ Styreenheten mottar signaler fra følerne. Disse inngangsverdiene representerer kjøreforholdene 160

for øyeblikket. Styreenheten sammenlikner ver­ diene med data som er lagret i hukommelsen til styreenheten, og den kan bestemme om den skal øke eller minske servokraften. Dersom servokraf­ ten skal forandres, sender styreenheten utgangssignaler til kontrollventilen på oljepumpa. ■ I kontrollventilen sitter en elektrisk trinnmotor. Den påvirker ventiler i pumpa slik at oljetryk­ ket til styresnekka eller tannstangoverføringen blir høyere eller lavere. Høyere trykk gir større ser­ vokraft, lavere trykk gir mindre. Oljetrykket på­ virker tannstangoverføringen på nesten den samme måten som du leste om på side 159. Systemet har også en hydraulisk styreventil som indirekte «leser av» friksjonen mellom hjulene og vegbanen når en kjører i sving.

STYRING

Sikkerhetsrattaksel (rattstang) Tidligere var rattakselen nesten alltid en fast aksel mel­ lom rattet og styresnekka. Delt rattaksel forekom bare når rattakselen og akselen på styresnekka ikke kunne ligge i samme plan. I delepunktet var rattakselen utstyrt med et ledd, for eksempel som på figuren nederst på side 153. Ifølge kjøretøyforskriftene skal alle nye biler være ut­ styrt med sikkerhetsrattaksel, slik at føreren ikke blir skadet av rattakselen ved en kollisjon. Det forekommer flere typer. A I konstruksjonen på figurene til venstre har rattakse­ len en mellomdel som gir etter ved støt. B Ved støt forfra blir rattakselen skjøvet oppover, og mellomdelen blir presset sammen. C Ved støt ovenfra løsner rattakselfestet, og rattakse­ len blir skjøvet nedover fordi mellomdelen blir pres­ set sammen.

Dette er en annen konstruksjon. Den har en brytbar kopling mellom den øvre og den nedre delen av rattak­ selen.

11 - Bilteknikk bm

161

STYRING

Glideforbindelse

Øvre rattaksel

Belgrør

Nedre rattaksel

Platehylse (sikkerhetsdel)

Ledd

Denne rattakselen er delt i to deler. Den har to ledd, ett mellom den øverste og den nederste rattakselen og ett mellom den nederste rattakselen og styresnekka. Den øverste rattakselen er delt. I delingspunktet sitter en glideforbindelse som kan gli fra hverandre ved en kollisjon. Det hindrer at rattakselen trenger inn mot føreren. Under rattet sitter det dessuten en platehylse som blir deformert dersom kraften mot rattet blir for

Rattpute (Air Bag)

Denne rattputa betyr større sikkerhet i tilfelle kollisjon. Puta blåses opp i løpet av 50 millisekund når kollisjonssensorene blir truffet med et bestemt trykk (18 km/t eller mer).

Løs arbeidsoppgave 12

162

STYRING

Styregeometri og hjulvinkler Begrepet styregeometri omfatter de vinklene og avstandene som har med forhjulene å gjøre. På biler med firehjulsstyring omfatter styregeometrien også bakhjulene. ■ Hellingen på hjulene, kingbolten og hjulakslene, spissingen på hjulene og spredningen på hjulene i sving inngår i styregeometrien. Alle disse faktorene påvirker styreegenskapene (lettstyrthet, retningsstabilitet o.l.), og de har direkte innvirkning på dekkslitasjen. ■ Men også andre faktorer påvirker styreegenskapene. Det gjelder for eksempel tilstanden til dekkene og støtdemperne, ubalanserte hjul, slark i hjuloppheng og styreinnretning, feilaktige fjærhøyder som gjør at bilen står skeivt, bremsefeil og feil sporing som kommer av at bakhjulene har feil innstilling.

Hjulhelling

Hjulhellingen (cambervinkelen) er hellingen på forhjulet i forhold til en loddrett linje (loddlinjen). ■ Når overdelen på hjulet heller utover, er hjulhellin­ gen positiv. Heller overdelen innover, er hjulhellingen negativ. Hjulhellingen blir målt i grader. Minst dekkslitasje blir det hvis hjulhellingen er 0° (hju­ lene ruller vinkelrett på vegbanen), fordi tyngden av bilen da blir jevnt fordelt på den kontakflaten som slitebanen har med vegen. Med ulastet bil blir hjulhellingen litt positiv. Belastnin­ gen ved kjøring gjør at hellingen endrer seg og blir 0°, som er ideelt.

Kingbolthelling innover

Kingbolthellingen innover (king pin inclination, KPI) er vinkelen mellom en loddrett linje og senterlinjen gjennom kingbolten (eller senterlinjen gjennom opphengskulene på biler uten kingbolt). Hellingen blir målt i grader.

■ På grunn av kingbolthellingen vil forlengelsen av senterlinjen gjennom kingbolten treffe vegbanen i punkt a som ligger nær midtpunktet på anleggsflaten på slitebanen, punkt b. Avstanden mellom a og b kaller vi skrubberadius.

(Loddlinjen på figuren er tegnet gjennom midtpunktet på anleggsflaten.)

■ På grunn av kingbolthellingen blir skrubberadien r liten. Det gjør at styringen blir mindre følsom for mot­ standen fra hjulene når en kjører i dumper eller når en bremser. Den kombinerte vinkel (se også side 166) er en kontrollvinkel for å kontrollere hjulspindlene etter en kollisjon.

163

STYRING

Når hjulet er i stilling rett fram, har hjulet (og hjulspin­ delen) sin høyeste stilling i den banen det beskriver når det blir svingt til hver av sidene. Se figuren til venstre. Derfor blir forenden av bilen løftet litt når føreren svin­ ger hjulene. Tyngden til bilen virker mot denne løftekraften. Dermed vil bilen selv streve etter å stille hjulene i stilling rett fram. (Prøv dette med en passer.) ■ Kingbolthellingen fører altså til at hjulene vil stille seg rett fram, samtidig som den motvirker at ujevnheter i vegbanen svinger hjulene.

Noen biler har negativ skrubberadius. Den oppstår når senterlinjen til kingbolten (eller en linje gjennom sent­ rum i opphengskulene) heller slik figuren til venstre viser. ■ Senterlinjen til kingbolten treffer vegbanen utenfor hjulet. Jamfør med figuren nederst på forrige side, som viser positiv skrubberadius (se den midterste figuren på side 163), det vil si at senterlinja treffer vegbanen innen­ for hjulet. Denne konstruksjonen er laget for å motvirke store retningsavvik når en bremser eller når dekket punkterer. Slike avvik kan opptre ved kraftig bremsing når en bremsekrets er ute av funksjon (for diagonaldelt hyd­ raulisk system), eller når bremsevirkningen hos forhju­ lene er svært ujevn. Eksempel: Kraftig bremsevirkning bare på det høyre forhjulet gjør at bakenden av bilen sklir ut til venstre. Men den negative styreradien gjør at forhjulene samti­ dig styrer til venstre, og dermed blir kursavviket mot­ virket.

Kingbolthelling bakover eller forover (castervinkel)

(Gjelder også hellingsvinkelen til opphengskulene.) ■ Kingbolthellingen er positiv dersom overdelen heller bakover, og negativ dersom den heller forover. Hellin­ gen blir målt i grader. Positiv kingbolthelling gjør at senterlinjen til kingbol­ ten treffer vegbanen foran midten av anleggsflaten på slitebanen. En sidekraft F som virker i anleggsflaten, gir da et moment som vil føre hjulene tilbake til stilling rett fram. Tidligere var kingbolthellingen relativt stor, men nå er den ofte 0°. Det selvstyrende momentet på grunn av kingbolthellingen innover er tilstrekkelig. En ytterligere øking av selvstyringseffekten ved å la kingbolthellingen være stor, ville gjøre styringen unødig tung.

Akselhelling

164

STYRING

Spissing

Spissing (toe-in) er den innoverstillingen hjulene har. Den blir målt i millimeter, tommer eller minutter (grader). Det ideelle er at hjulene ruller parallelt. For å oppnå dette blir de stilt litt innover mot hverandre. Under kjø­ ring virker rullemotstanden slik at hjulene blir presset bakover. På grunn av de små klaringene som fins i hjullagre og styreledd, kommer innoverstillingen da til å bli opphevet, og hjulene vil rulle parallelt. B - A = spissing (millimeter eller tommer)

Spredning i sving (toe-out on turns)

I en sving ruller de to forhjulene i baner med samme sentrum (styresentret), men med ulik radius. Følgen blir at dreiningsvinklene for forhjulene må være ulike. Forskjellen mellom dreiningsvinklene blir kalt spredning i sving.

Forskjellig dreiningsvinkel på hjulene får vi ved at styrearmene heller innover. I spesifikasjoner gir en ofte opp vinkelen til innerhjulet når ytterhjulet blir dreid 20°. Dreiningen av innerhjulet er da gjerne mellom 22° og 24°.

Hvorfor spredning i sving?

Punkt E på styrearmen vil bevege seg langs en sirkelbue som har sentrum i svingaksen. Dersom styrearmen be­ veger seg fra E til F, vil parallellstaget forskyves mot høyre med avstanden ab. Dersom bevegelsen skjer fra F til G, blir forskyvningen mot høyre avstanden bc. Vi ser tydelig-at avstand ab er større enn bc, enda svingutslaget EF er mindre enn svingutslaget FG. Da forstår vi at styrearmens utgangspunkt på sirkelbuen er direkte av­ hengig av hvor stor sideveis forskyvning vi får på paral­ lellstaget. Ved å måle spredning i sving kan vi for eksempel finne ut om en styrearm er bøyd. Før vi foretar selve målingen, må vi kontrollere at pitmanarmen har riktig stilling, og at vi har like mye spis­ sing eller spredning på hvert hjul. 165

STYRING

Figuren viser belastningen på dekket i sving.

Den kombinerte vinkelen: hjulhellingen (camber) + kingbolthellingen (KPI)

Denne vinkelen er konstant. Øker vi hjulhellingen, min­ ker også kingbolthellingen i samme grad. Vi måler den kombinerte vinkelen for å finne ut om spindelen er bøyd, se figuren.

På noen biler kan vi forandre den kombinerte vinkelen ved å lage den ene av opphengskulene eksentrisk. Vi får da en forandring av hjulhellingen, mens kingbolthellin­ gen blir den samme. En annen måte å forandre den kombinerte vinkelen på (dette gjelder McPherson) er å dele fjærbeinet i to deler. Denne løsningen blir i dag brukt på tyske og japanske biler.

166

STYRING

Innstilling av bakhjulene

Hjulene sporer ikke

Bakhjulene er oftest innstilt slik at de ruller parallelt med senterlinjen til bilen. På noen biler er det en liten spissings- eller spredningsvinkel (toe-in eller toe-out). Det er også slik at bakhjulene iblant skal ha en viss hel­ ling (camber). Bakhjulsinnstillingen blir ikke så lett forandret i kjøre­ tøyer med stiv bakaksel. Det skjer likevel i forbindelse med at senterbolten på bakfjærene går av (gjelder bladfjærer), eller om opphengsarmene som holder bak­ akselen i rett stilling, blir bøyd. Resultatet ser du på figuren til venstre. Bakakselen, som normalt danner 90° med senterlinjen gjennom bilen, har forskjøvet seg, og følgen blir at hju­ lene ikke ruller parallelt med senterlinjen. Bilen får feil sporing, det vil si at forhjulene og bakhjulene ikke rul­ ler i samme spor. Biler med uavhengig fjæring på bakhjulene har ofte et justerbart bakhjulsoppheng. Bakhjulsinnstillingen blir målt samtidig med kontroll av forstillingen, og den blir justert til de verdiene fabrikken oppgir. Det er også viktig at motorsykler har riktig sporing. Fi­ guren under viser hvordan du spenner opp og justerer hjulene på en motorsykkel slik at framhjulet og bakhju­ let ruller i samme spor.

Hver bilfabrikk oppgir hvor store vinklene og av­ standene skal være, og hvordan vi skal utføre jus­ teringen. Å øke en vinkel her og minske en vinkel der i håp om at bilen skal få bedre styreegenskaper, fører vanligvis til det motsatte. Det er svært komplisert å beregne hva som skjer i forstillingen når bilen blir påvirket av for eksempel rullemotstand, luftmotstand, lasten på bilen, sidekrefter i svinger, sidevind og hellingen på vegen. Følg fabrikkens anvisninger!

Løs arbeidsoppgave 13 167

FJÆRING OG HJUL

Utdrag fra «Forskrift om krav til kjøretøy» § 9 1. 2.

Aksler, fjærer, belter og støtdempere

Bils aksler, fjærer og hjul med dekk må ha tilstrekkelig styrke i forhold til største aksellast eller boggilast. Bil skal være tilfredsstillende avfjæret. Fjæringen må være tilstrekkelig av­ dempet.

§ 10 Hjul, dekk 2.2 Kjøretøy må ha hjul som er beregnet for en belastning som minst tilsvarer kjø­ retøyets tillatte aksellast. 2.3 Hjulene må være beregnet for minst den masksimale hastighet kjøretøyet er konstruert for. 2.4 Hjul må være i tilstrekkelig statisk og dynamisk balanse. 2.5 Kjøretøy må være utstyrt med felg av dimensjon, materialkvalitet og type som er godkjent av kjøretøyfabrikanten eller felg med minst tilsvarende egenska­ per. Dekk skal passe til felgen. 2.6 Hjul på samme aksel skal ha dekk med tilnærmet samme egenskaper.

Hjul, dekk på bil Bil skal ha luftfylte dekk eller dekk med tilsvarende egenskaper godkjent av Vegdirektoratet. Piggdekk er i alle tilfelle godkjenningspliktig. Godkjenningsplikten anses oppfylt dersom slike dekk er i overensstemmelse med disse bestemmelser.

FJÆRING

Fj æring Den største delen av vekten (massen) til bilen hviler på fjærer. Derfor er fjærene alltid noe sammenpresset. ■ Fjærene kan bli presset ytterligere sammen eller de kan utvide seg når hjulene ruller over ujevnheter. På denne måten kan hjulene bevege seg opp og ned uavhengig av ramma eller karosseriet (bilen). Fjærene tar opp den største delen av hjulbevegelsene og beskytter ramme, karosseri, motor, girkasse o.l. mot vibra­ sjoner og slag.

■ Et fjærsystem med innbygde fjærer tar også opp bremsekrefter og drivkrefter. Systemet kan også ta opp sidekreftene som oppstår ved kjøring i svinger. Det fins flere typer fjærsystemer. Som fjærende element blir det brukt metall eller gass (luft eller nitro­ gen). Metallfjærer er vanligst.

Avfjæret vekt - uavfj æret vekt Dette er to uttrykk som du vil møte fra tid til annen. ■ Avfjæret vekt er vekten av de komponentene som er avfjæret, det vil si de som hviler på fjærene. Ramme, karosseri, motor og en del av kraftoverføringen hører til den avfjærede vekten. ■ Andre komponenter, for eksempel hjul, bremser, stiv framaksel, stag, stiv bakaksel med differensial og drivaksler, hører til den uavfjærede vekten. Den eneste fjæringen de får er den som dekkene gir. ■ En regel er at den uavfjærede vekten skal være så liten som mulig. Slagene fra vegbanen forplanter seg bare i liten grad videre til den avfjærede vekten. Det gjør at bilen får gode kjøreegenskaper. Konstruktørene prøver på forskjellige måter å redusere den uavfjærede vekten, blant annet ved å gjøre hjulene lettere og ved å flytte skivebremsene inn mot drivaggre­ gatet eller lengre inn på bakakselen. En annen måte er å feste bakakseloverføringen på karosseriet slik figur­ ene på side 178 viser.

Typer av fjærer Metallfjærer

Disse fjærene blir laget av fjærstål, vanligvis mangansilisiumstål eller kromvanadiumstål. Det blir brukt tre typer metallfjærer. Skruefjærer

Skruefjær

Skruefjærer blir brukt som forhjuls- og bakhjulsfjærer på personbiler. Skruefjæra er ikke stabil i sideretningen. Kreftene fra akselerasjon og bremsing og sidekref­ tene må bli tatt opp av forskjellige stag i fjærsystemet. Bladfjærer Hovedblad

Senterbolt

Bladfjær 170

Bladfjærer blir brukt som for- og bakfjærer på tyngre kjøretøyer og som bakfjærer på en del eldre person­ biler.

Fjæra består av flere fjærblad som blir holdt sammen av en senterbolt og fjærklammer. Friksjonen mellom fjærbladene gjør at fjæra har en ganske god egendemping, det vil si at fjæra selv demper fjæringsbevegelsene en del. Enkeltbladet fjær forekommer som bakfjær i en del personbiler. Fjærbladet er tykkere på midten, og det har et øye i hver ende som er festepunkter.

FJÆRING

Torsjonsfjærer

Torsjonsfjærer (vrifjærer) forekommer som forhjulsog bakhjulsfjærer på personbiler og tyngre kjøretøyer. De blir også brukt på lette tilhengere.

Torsjonsfjæring

Luftfjæra

Luftfjæra (pneumatisk fjær) består av et luftkammer med en luftbelg. Lufta i luftkammeret er forkomprimert ved hjelp av en kompressor og et ventilsystem. Under fjæringsbevegelsene blir lufta enda mer komprimert når stemplet går oppover, det vil si når hjulet fjærer oppover. Lufta utvi­ der seg (ekspanderer) når stemplet beveger seg nedover. Luftfjæra er montert mellom opphengsarmen og ramma på samme måten som skruefjæra. Bakkeklaringen til bilen kan justeres ved at lufttrykket i luftkammeret blir økt eller minket. Luftfjæringen kan være nivåregulert, det vil si at en nivåventil regulerer lufttrykket i luft­ kammeret i forhold til lasten i kjøretøyet. Luftfjæring er vanlig på busser og forekommer også på en del lastebiler og tilhengere.

Luftfjæring Gasshydraulisk fjæring

Gasshydraulisk fjæring likner på luftfjæring, men her er det fjærende elementet nitrogengass som er inneluk­ ket i en gassklokke. Stempelbevegelsen blir overført til membranen og gassen gjennom en væske. Med et hydraulisk system kan en regulere bakkeklarin­ gen ved forskjellige belastninger. Reguleringen skjer ved å øke eller minske væskemengden i rommet mellom stemplet og membranen. Den gasshydrauliske fjæringen er montert mellom opphengsarmene og de bærende delene på bilen.

Kontroller Kontroll av fjærer

Gasshydraulisk fjæring

Kontroller fjærfester og mellomlegg. Vær spesielt nøye med kontrollen av innfestingene og opphengene til bladfjærene. Undersøk fjærene. Er de uskadde? Følg produsentens anvisninger når du skal måle fjærlengden. Kontroller også gummifjærene. 171

FJÆRING

Støtdempere Fjæringene på bilen er et kompromiss mellom to typer: ■ Stive fjærer som lett bærer vekten av bilen, men som ikke fjærer godt nok for ujevnheter i vegbanen

■ Myke fjærer som ikke tåler stor last, men som lett gir etter for ujevnheter i vegbanen I tillegg til fjærene må en ha støtdempere som kan dempe svingningene til de relativt myke fjærene. Støtdempere har fått stadig større betydning. Det

kommer av at bilene ofte har fjærer som har svært liten egendemping. Skruefjærene og torsjonsfjærene kan ikke dempe sine egne svingninger godt nok. Udempede fjæringsbevegelser gjør at hjul­ ene og dekkene får dårlig kontakt med vegbanen. Det er derfor viktig at støtdemperne er i fullgod stand slik at de sikrer god kontakt med vegbanen. Dårlig funksjon hos støtdemperne minsker brem­ seeffekten hos kjøretøyet og forringer styreegen­ skapene.

Hydraulisk teleskopstøtdemper Feste

Lokk

Skvalpering —

Ytre sylinder

Arbeidssylinder

Stempel­ stang Mellomsylinder

— Stempel

Ventil

Denne støtdemperen er den vanligste. Fjæringsbevegelsene blir dempet ved at væske blir tvunget til å strømme gjennom trange åpninger i støtdemperen. Figuren til venstre viser en dobbeltvirkende teleskop­ støtdemper. Dobbeltvirkende betyr at fjæringsbevegelsene blir dempet både oppover og nedover. ■ Den ytre sylinderen beskytter mot støv og skitt. ■ I arbeidssylinderen beveger stemplet seg. Det er fes­ tet på stempelstanga. I stemplet er det oljekanaler som blir regulert av ventiler. ■ I den nedre enden av arbeidssylinderen sitter en dob­ beltvirkende (tovegs) ventil. Rommet mellom arbeids­ sylinderen og mellomsylinderen fungerer som væskebeholder, og det sitter en skvalpering der. ■ Lokket utgjør tetning og styring for stempelstanga. Den øvre enden av stempelstanga er utformet slik at den kan festes i ramma. Den nedre enden på mellomsylinde­ ren er utformet på liknende måte. Denne støtdempertypen blir ofte kalt «torørsdemper» fordi den har arbeidssylinder og mellomsylinder.

Dobbeltvirkende teleskopstøtdemper Virkemåte

A Når støtdemperen blir presset sammen av fjæringsbevegelsen, skjer dette: ■ Stemplet går nedover.

■ Væsken strømmer gjennom stempelventilen til rommet over stemplet. ■ Litt væske strømmer til beholderen gjennom ven­ tilen i bunnen. Denne væskemengden er like stor som det volumet som stempelstanga fortrenger. ■ Stempelbevegelsen blir dempet fordi væsken bare kan passere langsomt gjennom de trange kanalene. B Når støtdemperen blir forlenget: Gjennom de fjærbelastede ventilene strømmer væsken tilbake til rommet under stemplet både fra rommet over stemplet og fra beholderen. Stempel­ bevegelsen blir bremset av strømningsmotstanden. Dempingen er kraftigst når støtdemperen er for­ lenget. Dempingseffekten til støtdemperen blir regulert med forskjellig diameter på væskekanalene og med forskjel­ lig styrke på ventilfjærene.

172

FJÆRING

Enrørsdemper

Støtdemperen med gasscelle har ingen mellomsylinder dit væsken kan strømme når støtdemperen blir presset sammen. Men stempelstanga fortrenger også her en del væske når demperen presses sammen. Den volumøkningen som oppstår når støtdemperen blir forlenget, blir utjev­ net av gassen under gasstemplet. Volumreduksjonen som oppstår når støtdemperen blir presset sammen, blir også utjevnet av gassen under gasstemplet. Stemplet blir presset nedover av det økende trykket i væsken. Gassen vil også presse stempelstanga oppover igjen.

Enrørsstøtdemper Gummi-

Støtdemperne er opplagret på gummiputer eller gummiforinger. Figuren til venstre viser et par vanlige måter å feste støtdempere på.

Gummiforing

Støtdemperfester

Figuren nedenfor viser en framgaffel med støtdemper for en motorsykkel.

1 Indre rør 2 Ytre rør 3 Tetningsring 4 Låsering 5 Skive 6 Støvhette 7 Oljelokk 8 Demperstag 9 Fjær 10 Anleggsskive 11 Avstandshylse 12 O-ring 13 Øvre lokk 14 Ventil 15 Ventillokk

173

FJÆRING

Kontroller Enkel kontroll av støtdemperne

Skadde eller slitte støtdempere kan føre til at - vibrasjoner og ristinger forplanter seg til rattet - styreegenskapene blir dårligere - bilen forandrer retning på vegen - bilen skrenser på ujamn veg Du kan kontrollere støtdemperne ved å gynge framen­ den og bakenden på bilen noen ganger opp og ned. Se hvordan svingningene blir dempet. Dersom bilen ikke straks går tilbake til den opprinnelige stillingen, er støt­ demperne slitte. Slik tar du hånd om brukte støtdempere: OBS.: Bruk alltid vernebriller og hansker når du gjør dette arbeidet.

1 Plasser støtdemperen horisontalt. 2 Påse at støtdemperen ikke kan bevege seg under bo­ ringen. 3 Trekk stempelstanga helt ut før boring. 4 Kontroller om støtdemperen er en enrørsdemper eller en torørsdemper. Enrørs høytrykksdempere er mer­ ket «High pressurized - do not heat or open».

Enrørsdempere

5 Bor et lite hull på 3 til 5 mm, 2 cm fra nedre ende (A) for å fjerne gassen. Litt olje kan bli presset ut av hul­ let under boringen. Det er derfor en fordel å plassere en fille under demperen for å fange opp oljen.

6 Bor to hull ved B og C for å fjerne oljen. Gå videre til punkt 9.

174

FJÆRING

Torørsdempere

Utfør først punktene 1-4. 5 Bor et 2 mm hull 3 cm fra den nedre enden i reserverøret (Al).

6 Bor et 1,5 mm dypt hull på 5 mm ved A2 når gassen har unnsluppet.

7 Komprimer støtdemperen med minst 30 mm. 8 Bor ytterligere et 1,5 mm dypt hull på 5 mm 5 cm fra toppen (Bl).

9 Beveg stempelstanga opp og ned for å presse ut oljen.

10

10 Oljen må behandles som motorolje og deponeres i henhold til gjeldende miljøforskrifter. Undersøk med lokale miljømyndigheter hvor og hvordan oljen og delen skal behandles.

175

FJÆRING

Bladfjæring Forhjulsfjæring

Forhjulsfjcering

■ Forenden på fjæra er festet med en fjærbolt i et fjærfeste. ■ Bakenden er opphengt på et fjærheng, som er et bevegelig feste. Det er nødvendig fordi lengden på fjæra forandrer seg under fjæringsbevegelsene. ■ Fjæra er festet til framakselen med dragbånd. Fjæra tar opp støt fra vegbanen. Men den tar også opp sidekrefter som oppstår i svinger, og kreftene som oppstår ved bremsing. ■ Fjæringsbevegelsene oppover blir begrenset når gummiputene treffer undersiden av ramma. ■ Støtdemperen er montert mellom fjæra og et feste i ramma. Bakhjulsfjæring

Bakfjæra er montert på den samme måten som forfjæra. ■ Hjelpefjæra fungerer når kjøretøyet er så tungt lastet at endene på hjelpefjæra kommer i kontakt med brakettene på ramma. ■ Bakfjærene er utsatt for de samme belastnin­ gene som forfjærene, og dessuten for store krefter som oppstår ved akselerasjon og bremsing. Disse to eksemplene på bladfjæring er hentet fra tyngre kjøretøyer.

Figuren til venstre viser et fjærheng med slette fjærbolter og foringer, som er en vanlig utførelse.

Fjærheng med slette fåringer Dette fremre fjærfestet har gjenget fjærbolt og gjenget fjærboltforing. På den måten blir anleggsflaten større, og opplagringen får lengre levetid.

Fjærfeste med gjenget foring 176

FJÆRING

Fjæring på boggi

Drivaksel

Fjæring på boggi Drivakselen og løpeakselen er avfjæret med en felles fjær. Løpeakselen er opplagret på en svingarm. Boggiaggregatet gjør at tyngden blir fordelt på flere hjul. En ulempe er at friksjonskraften mellom dekk og vegbane blir mindre på grunn av mindre hjulbelastning. Som regel er boggien kon­

struert slik at drivakselen bærer litt større tyngde enn løpeakselen. På mange kjøretøyer kan løpeakselen bli heist opp hydraulisk, og dermed blir hele tyngden flyttet over på drivakselen.

Progressiv fjæring

Progressiv fjæring betyr at fjæra blir stivere med økt belastning, det vil si når kjøretøyet er tyngre lastet. Denne virkningen får vi fordi fjæra er opp­ hengt slik at den virksomme lengden kan variere.

Progressiv forhjulsfjæring

Den bakre enden på fjæra ligger an mot en bueformet (krum) brakett. ■ Ved liten belastning ligger fjæra an mot fjærfestet langt ute på den bueformede braketten. Fjæra har stor aktiv lengde L. ■ Når kjøretøyet blir lastet, øker belastningen på fjæra, og endene på den blir presset nedover. Anleggspunktet på den bakre enden mot den buefor­ mede braketten blir flyttet innover, og den aktive lengden / på fjæra minker. Fjæra blir stivere.

Hovedfjæra og hjelpefjæra er progressiv

Ved progressiv bakhjulsfjæring ligger begge fjær­ endene an mot bueformede braketten Også hjelpefjæra er progressiv. Denne bakakselen kan ikke ta opp kreftene som oppstår ved akselerasjon og bremsing, godt nok. Derfor har bakakselen et reaksjonsstag som tar opp disse kreftene. øverst på neste side ser du en boggi med reak­ sjonsstag. Disse stagene er helt nødvendige for lengdestyring av akslene.

12 - Bilteknikk bm

177

FJÆRING

Reaksjonsstag

Reaksjonsstag

de Dion-oppheng Dette bakhjulsopphenget ble oppfunnet og brukt av det franske firmaet de Dion-Bouton omkring 1900. Femti år seinere ble det brukt i mange racerbiler, og det fins nå på en del standardbiler. Konstruksjonen har stiv aksel som holder hjulene. Hjulene blir drevet med drivaksler med ledd.

Bakhjulsoppheng - de Dion

Konstruksjonen har et par fordeler: ■ Liten uavfjæret vekt. Den nokså tunge bakak­ seloverføringen er festet i chassiset og blir derfor avfjæret. I noen tilfeller sitter bremsene inne ved bakakseloverføringen, og den uavfjærede vekten blir enda mindre. En ulempe er at drivleddene og drivakslene må ta opp bremsekrefter. ■ Uendrede hjulvinkler. Fordi hjulene er festet på en stiv aksel, blir hjulvinklene uavhengig av be­ 178

lastningen (jamfør med pendelaksler, side 72). Det gjør at så stor dekkflate som mulig alltid er i kontakt med vegbanen. En annen fordel er at kon­ struktøren kan velge hjulvinkler som gir kjøre­ tøyet bedre kjøreegenskaper. Det er vanlig at overdelen av hjulet heller innover (negativ camber, se side 163).

FJÆRING

Skruefjæring på forhjul Skruefjæra har ingen sidestabilitet. Den eneste oppgaven fjæra har, er å være et fjærende og bærende ele­ ment. Sidekrefter og kreftene ved bremsing og akselerasjon tar opphengsarmene opp. Øvre opphengsarm Motorfeste Framakselbjelke

Støtdemper

Nedre opphengsarm

Skruefjæring foran

Krengningsstabilisator

Gummiforing

r Gummipute — Feste for krengningsstabilisator Skruefjær

Dempering

Øvre opp­ hengsarm Fjær Nedre opphengsarm\

Gummipute ^Framakselbjelke /\Lagring for opphengsarm

Skruefjær mellom nedre opphengsarm og framakselbjelken

■ Forhjulsfjæra er vanligvis montert mellom nedre opphengsarm og framakselbjelken, men det forekommer andre plasseringer av fjæra. Mellom fjæra og bjelken ligger en gummiring som hindrer lyd fra forhjulene i å forplante seg til karosseriet. ■ Fjæringsbevegelsene blir begrenset av gummiputer som er plassert på opphengsarmene. Gummiputene treffer undersiden av framakselbjelken når en kjører på dårlig veg, og fjæringsbevegel­ sene blir store. Det kaller vi fjæringsgjennomslag. ■ Støtdemperen sitter mellom nedre opphengs­ arm og framakselbjelken eller karosseriet, ofte inne i fjæra.

MacPherson-systemet

Figuren til venstre viser et MacPhersonsystem. Dette har du tidligere sett på side 143. Dette fjæringssystemet er det vanligste i moderne personbiler. ■ Den nederste enden på den lange støt­ demperen er sammenbygd med hjulspin­ delen og opplagret i opphengsarmen. Denne konstruksjonen blir kalt for fjærbein. ■ Fjærbeinet har en støtteplate som er sete for skruefjæra. Fjæra er montert mellom støtteplata og en forsterkning i karosseriet. ■ Den øverste enden på støtdemperen er opplagret eller festet i karosseriet. På side 145 ser du noen måter å feste demperen på. Jamfør med figurene på neste side. 179

FJÆRING

■ Et fjærbein med fastpresset hjulspindel, en opphengsarm og et reaksjonsstag utgjør hjulopphenget på hver side.

Øvre fjær-

Den øverste enden av fjærbeinet er lagret i de bærende delene av karosseriet i hjulhuset, og den nederste enden er knyttet til opphengsarmen med et kuleledd. ■ Opphengsarmen er festet i framakselbjeiken med en gummiforing. Reaksjonsstaget er festet mellom sidebjeiken og opphengsarmen. Begge endene av staget sit­ ter i gummiforinger. Krengningsstabilisatoren (side 183) er festet i sidebjelkene med gummiforede oppheng og koplet til opphengsarmene med korte stag. Stagene har gummiforinger. Med alle disse gummiforingene i forhjulsopphenget blir lyder fra hjulene hindret i å trenge opp i karosseriet. Fjærbein og fjær

Fjærbeinet består av et rør. I den nederste enden er hjul­ spindelen presset fast. Det nedre setet for fjæra er sveist fast på den øvre delen av røret. Støtdemperen er en dobbeltvirkende hydraulisk støtdemper. Den sitter inni røret og blir holdt fast mellom festemutteren øverst og setet i bunnen av røret. Kuleleddet er festet til hjulspin­ delen med en skrueforbindelse og til opphengsarmen med en konisk tapp og låsemutter. Stempelstanga i støtdemperen er også det øvre festet for fjærbeinet. Festet består av et kulelager som er montert i hjulhuset med en gummiforing. Fjæra sitter mellom det nedre fjærsetet på fjærbeinet og det øvre fjærsetet som ligger an mot det øvre festet. Gummiputa skal ta opp eventuelle gjennomslag i fjæringen, og gummibelgen beskytter støtdemperen mot støv og skitt.

Løs arbeidsoppgave 14

180

FJÆRING

Skruefjæring på bakhjul Du har tidligere lest at skruefjæra ikke er sidestabil. Når den blir brukt som bakhjulsfjæring, må det også finnes kraftige bærearmer og stag som kan ta opp sidekrefter og krefter som oppstår ved akselerasjon og bremsing. Bærearmene og stagene skal også holde bakakselen i riktig stilling slik at bilen ikke sporer feil (jamfør side 167). Tverrstag (panhardstag) Støtdemper

Isolerende gummiring

Reaksjonsstag

Skruefjæring bak Bærearm Reaksjonsstag

Bakaksel

Bærearm

Diagonalt reaksjonsstag

På figuren over er fjæra fastspent mellom bærearmen og karosseriet. Fjæra er isolert fra karosseriet med en gummiring. Støtdemperen er montert mellom bakakse­ len og karosseriet. Fjæringsbevegelsen oppover blir ofte begrenset av gummiputer. Bakakselen er lagret i støttestagene og bærearmene med gummiforinger. Foringene må ta opp store krefter og er dimensjonert etter det.

I noen biler sitter støttestagene diagonalt mellom bak­ akselen og karosseriet for å ta opp sidekrefter.

Tverrstag

Mange biler har et tverrstag for å ta opp sidekrefter. Tverrstaget, som også blir kalt panhardstag, er bevege­ lig festet til bakakselen og karosseriet med gummi­ foringer. Du finner panhardstag i et system som blir kalt parallellogramoppheng.

181

FJÆRING

Bakhjulsopphenget på figuren under skiller seg nokså mye fra opphenget på side 181.1 begge tilfeller har vi en stiv bakaksel, og du kjenner igjen stag, fjærer, støtdem­ pere og andre deler.

■ Men måten å overføre drivkrefter og bremsekrefter fra bakakselen til karosseriet på er helt annerledes.

Gummipute

Gummifeste i tverrbjelke

■ Bakakselen er festet med gummilagringer i baken­ den av bærearmen. Bakakselen kan dreie seg i lagrin­ gen, og bærearmen tar derfor ikke opp dreiemoment, bare langsgående krefter. Forenden av bærearmen er festet til sidebjelken med en gummiforing. ■ Den øvre enden av fjæra er festet til sidebjelken med en gummiforing, og den nedre enden er festet i bærear­ men bak bakakselen.

Lagring av bærearmen

182

■ Momentstagene skal ta seg av dreiemoment som oppstår i bakakselen. Kreftene blir overført av stagene til momentstagramma og videre til tverrbjelkene i karosseriet. Ramma reduserer og demper kreftene fra bakakselen. ■ Endene på momentstagene og festepunktet for momentstagramma i karosseriet har gummilagringer som demper støyen fra hjulene og bakakselen. ■ Hjulopphenget har et tverrstag som sitter mellom bakakselen og tverrbjelken bakerst. Endene på staget er festet i gummilagringer. Det sitter også en krengningsstabilisator mellom de to bærearmene. ■ Støtdemperne er montert til bærearmene og sidebjelkene med gummiforede øyefester. Eventuelle gjen­ nomslag i bakfjæringen blir tatt opp av gummiputer som sitter på undersiden av sidebjelkene.

FJÆRING

Bakhjulsfjæring på forhjulsdrevet bil Bakhjulsfjæringen på et forhjulsdrevet kjøretøy kan være nokså enkel, for eksempel med begge hjulene på en stiv aksel og avfjæring med bladfjærer eller skruefjærer. I mer påkostede biler har bakhjulene ofte separat avfjæring, det vil si at hjulene kan fjære uavhengig av hverandre. Dette gir bedre kjøreegenskaper.

Bakhjulsfjæring, MacPherson Skruefjær

Gummi­ pute

Støtdemper

Figurene viser en uavhengig fjæring. ■ Hvert hjul er festet på en V-formet bærearm som er bevegelig festet i karosseriet. ■ Hjulene er avfjæret etter MacPherson-systemet, altså lange støtdempere med skruefjærer. Kraftige gummiputer ved karosserifestet hindrer støy i å nå karosseriet. (De gule detaljene på figuren har med driftsbremsene å gjøre. Denne bilen har lastavhengige ventiler som regu­ lerer bremsekraften på bakhjulene. Jamfør side 105.)

Bærearm

Krengningsstabilisator Lastavhengig ventil

Krengningsstabilisator

Fjæringssystemene har ofte en krengningsstabilisator som motvirker at karosseriet krenger ved kjøring i svin­ ger. Det er krengningsstabilisator på flere av de syste­ mene som er beskrevet her. Krengningsstabilisatoren er en stålstang som er bevege­ lig festet til karosseriet og til de nedre opphengsarmene med gummiforinger. Ved kjøring i sving blir karosseriet «presset utover» i forhold til hjulenes bane, det ytre hjulet fjærer da opp­ over, mens det indre fjærer nedover. Krengningen blir motvirket av motstandsmomentet i stanga når ytteren­ den på den blir presset oppover og innerenden nedover. 183

FJÆRING

Torsjonsfj æring Torsjonsfjæra er en massiv stålstav eller en bunt tynne fjærblad som ligger på langs eller på tvers.

Forhjulsfjæring

I forhjulsfjæringen ovenfor er nedre opphengsarm lag­ ret på vanlig måte og torsjonsfjæra montert på langs av bilen. Fremre enden av fjæra er festet i opphengsarmens indre ende, og bakre enden er festet i karosseriet. Festet av torsjonsfjæra er ofte ordnet slik at fjærkraften kan justeres. Det er nødvendig for at bilen skal få samme høyde på begge sider. I konstruksjonen på figuren justerer en fjærkraften ved at en dreier en eksenter som påvirker en hevarm. Bakhjulsfjæring

Bakhjulsfjæringen har ofte tversgående torsjonsfjærer som avfjærer langsgående svingarmer. Torsjonsfjæra har ingen bærende funksjon, og svingarmen er alltid opplagret i ramma eller i bakakselhylsa. Fjæringen har alltid støtdempere i tillegg. På den øverste figuren er de montert mellom den nedre opphengsarmen og karos­ seriet. Et annet eksempel på torsjonsfjæring er vist på side 147.

Når du arbeider med fjæringen i bilen, må du være oppmerksom på faren for at en fjær kan bli frigjort ukontrollert. Bruk sikkerhetsutstyret til sikring av fjærer. 184

FJÆRING

Gasshydraulisk (hydropneumatisk) fjæring Gassklokke Membran

GASS

OLJE

Støtdemperventil Til høyderegulatoren

OLJE

Sylinder Stempel Stempel­ stang

Lekkasjeolje- c;— drenering Utlufting ved fjæringsbevegelser

I systemet blir det brukt nitrogengass som fjærende medium og et hydraulisk system som regulerer bakkeklaringen. ■ Fjæringen består av en gassklokke og en sylinder. ■ Stemplet glir i sylinderen, og rommet mellom stemp­ let og membranen i gassklokka er fylt med hydraulisk olje. Over membranen fins den fjærende gassen. Stempelstanga og stemplet overfører fjæringsbeveg­ elsene gjennom oljen og membranen til gassen, som blir sammenpresset når stemplet går oppover, og utvider seg når stemplet går nedover. Gassen har ingen egendemping, og det er nødvendig med støtdempere. Støtdempingen er ordnet med en dobbeltvirkende støtdemperventil som er montert mel­ lom sylinderen og gassklokka. Ventilen gir motstand mot oljestrømmen mellom en sylinder og gassklokka. Fjæringen er montert mellom opphengsarmen og karosseriet.

Gasshydraulisk fjær

Plassering av fjæra i forstillingen 185

FJÆRING

Regulering av bakkeklaringen

Bakkeklaringen blir regulert automatisk fordi oljemengden i fjærelementet forandrer seg. ■ Olje under trykk kommer fra en oljepumpe som blir drevet av motoren. Pumpa får oljen fra en beholder. ■ En rørledning forbinder pumpa med innløpet på høyderegulatoren, og en annen rørledning for­ binder regulatoren med fjærelementet. ■ Det er en høyderegulator for forhjulene og en for bakhjulene. Regulatorene blir påvirket av be­ vegelsene til krengningsstabilisatorene ved hjelp av en giverstang.

Prinsipp for høyderegulering

Innløp for væske

Øking av lasten

Når belastningen på bilen øker, senkes karos­ seriet.

■ Krengningsstabilisatoren påvirker sleideventilen i høyderegulatoren slik at forbindelsen mellom innløpet på regulatoren og fjæringen blir åpnet (A). ■ Olje fra pumpa blir presset inn i fjærelementet, og karosseriet blir hevet inntil høyderegulatoren igjen stenger forbindelsen. Bakkeklaringen er igjen den samme som før bilen ble belastet (B).

Minsking av lasten

Når belastningen minker, hever karosseriet seg. ■ Da flytter sleideventilen seg i høyderegulatoren slik at forbindelsen mellom fjæringen og oljebe­ holderen blir åpen (A). ■ Olje strømmer fra fjærelementet til beholde­ ren, og karosseriet blir senket. ■ Når bilen har fått igjen den opprinnelige bak­ keklaringen, stenger høyderegulatoren forbindel­ sen (B). En strupeventil hindrer at høyderegulatoren juste­ rer bakkeklaringen ved normale fjæringsbevegelser på hjulene.

Manuell regulering

Bakkeklaringen kan vi også regulere manuelt med et håndtak ved førerplassen. Håndtaket påvirker en ventil som gir større eller mindre oljemengde til alle fjærene samtidig. 186

FELG OG DEKK

Felg og dekk Felg Hjulet (felgen og dekket) er utsatt for store krefter. Det gjelder sidekrefter og dreiekrefter fra bilens bevegelse, og det gjelder tyngdekraften fra selve bilen. Det er ikke nok å ha gode dekk, felgene må også være riktige og feilfrie. Og det er først når dekket og felgen holder på lufta at vi har et godt hjul. STRO (Scandinavian Tire & Rim Organization) har standardisert tekniske data for dekk, felger og ventiler, og den har også anbefalt at dekkene blir merket på en spesiell måte, slik at en lett kan skille de forskjellige dekktypene fra hverandre. Oppbygning av felgen

Brønnfelg

Felgen er et mer presisjonstilvirket produkt enn den ser ut til å være. Materialet til en vanlig felg er en flat stålplate. I en maskin blir felgprofilen formet først, deretter blir profilen formet til en sirkel, og de frie endene blir sveist sammen. Tykke plater gir stor styrke, men de er vanskeligere å forme slik at de tilfredsstiller toleranse­ grensene. Til felgene hører vanligvis en felgplate som enten blir sveist eller naglet fast til felgbanen. Utformingen av felgplata og leiet der felgbanen blir festet, bestemmer hvordan sentret av dekket og sentret av felgbanen blir plassert i forhold til utsiden av navet. Målet som angir avstanden mellom disse to linjene, kalles innpressing («offset»), og det påvirker sporbredden. Når vi bytter felg, må vi passe på at den nye felgen har samme inn­ pressing, ellers vil sporbredden forandre seg. Dette pro­ blemet unngår vi dersom vi holder oss til originalfelger. Felgplaten på en personbilfelg har vanligvis hull (utsparinger). Hullene kan ha to funksjoner: ■ Å minske vekten på hjulet (mindre uavfjæret vekt) ■ Å bedre kjølingen av bremseskiva eller bremsetrom­ melen bak felgplata På biler med skivebremser kan det derfor være galt å montere tette hjulsider for å pynte på bilen. Resultatet av dårlig kjøling er unormalt slitte bremser og nedsatt bremseeffekt. Felgbetegnelser (symboler)

En felgbetegnelse inneholder som regel bare opplysnin­ ger om felgprofilen og sier sjelden noe om utførelsen av felgplata. Vi skiller mellom ■ brønnfelg («drop center rim») - for personbil, vare­ vogn, lett lastevogn, forhjul til traktor o.l. ■ halv brønnfelg («semi drop center rim») - for lett lastebil, veihøvel o.l. ■ spesielt dyp brønnfelg («deep well rim») - for bak­ hjul til traktor ■ flat felg («flat base rim») - for lastebiler, anleggs­ maskiner o.l.

187

FELG OG DEKK

Navnet på felgen angir hvordan felgbasen, det vil si de­ len mellom felghornene, ser ut. Felles for halv brønnfelg og flat felg er at de har minst ett felghorn som kan tas av. Felghornet er festet med en låsering. Uten denne delingen ville det ikke være mulig å montere et dekk på en flat felg. ■ Eksempel på betegnelse for brønnfelg: 4 1/2 J X 15

Flat felg

4 1/2 = bredden mellom felghornene i tommer J = felghornsbetegnelse X = mellomtegn (i Tyskland angir X at felgen er forsenket) 15= nominell felgdiameter i tommer Felgene har ofte en sikkerhetskant, med tanke på slangeløse dekk. Lufttrykket i dekket presser dekket mot felghornene.

A = felgbredde (måles i hele og halve tommer) B = felgdiameter (måles i radius der dekket ligger an mot felgen) C = felghornhøyde (måles fra det samme punktet som diameteren og opp til toppen av felghor­ net). Høyden blir oppgitt med bokstaver: J = 17,5 mm JK = 18 mm K = 19,6 mm

Symmetrisk felg: A eller S Usymmetrisk felg: B (eller ingen merking) Eksempel 4/2 J x 13 A (S)

Normal felg

Sikkerhetsfelg

188

CH = kombinasjon av hump og flat hump

FELG OG DEKK

Felginnpressing

Innpressing (C) = B - y C=

B-?

C = 120 -

C = 120 - 90 C = 30 mm Eksempel på fullstendig betegnelse innstemplet på felgen: 5 JK x 13 A - 3 C Fabrikantens navn eller nummer Andre felger

Ståleikefelger og støpte lettmetallfelger er vanlige på en del sportsvogner. Hjulene blir lettere, og den uavfjærede vekten blir mindre. Mange bileiere skifter til lett­ metallfelger fordi det ser tøft ut. Riktignok gir en støpt felg minimal sidefjæring, men noen større praktisk betydning har det ikke for vanlige bilister. Ellers blir det arbeidet med å lage felger til personbiler av glassfiberforsterket plast. De veier bare det halve av en tilsvarende stålfelg. Hjulene er fastskrudd på hjulnavet med bolter eller mutrer som har konisk anleggsflate mot hullene i fel­ gen. På den måten blir hjulet sentrert på navet.

Kontroll og vedlikehold Baksiden av felgene bør gjøres rein ofte. Da unngår vi ubalanse som gir slitasje på dekk og hjulfester og på deler i hjulopphenget. Et bulkete felghorn kan føre til skader på dekkfoten eller medvirke til skader i dekkstammen. En skadet felg bør vi reparere eller skifte ut snarest. For hard tiltrekking av hjulbolter eller felgmuttere kan gi mekaniske spenninger i felgplata og føre til at hjulet ikke sitter sentrert på navet. For løs tiltrekking kan føre til at hjulet glipper på navet slik at boltene og bolthullene blir skadet. Hjulene kan også løsne. All tiltrekking bør derfor skje med momentnøkkel, da blir tiltrekkingsmomentet riktig.

Husk at du aldri må sveise på en felg som det sitter et dekk på. Det er stor fare for at dekket vil eksplodere, og det kan føre til alvorlige personskader. Felgkast

Fem hjulmutrer

Dersom felgen kaster i sideretning, kan det skyldes at tiltrekkingen av hjulmutrene er ujamn. En kan ikke kontrollere felgens kast i sideretningen før hjulet sitter på plass. Kontrollen er enkel å utføre og er den første undersøkelsen en gjør når en har vibrasjoner i bilen. Ved kontrollen løfter en hjulet slik at det kan dreies rundt. Figurene til venstre viser riktig tiltrekning av hjulmutrene. En måler felgens kast ved å sette en indikatorklokke aksialt an mot felghornet. 189

FELG OG DEKK

Dekk Dekkene kan være utført på forskjellig måte, men i prinsippet er de bygd opp av gummi, tekstilmaterialer og metall, slik figuren til venstre viser. Dekkonstruksjon

■ Dekkfoten («bead-wire») sørger for festet til felgen. Den består av tynne ståltråder som er belagt med et sink/kopperlag. Trådene får et overtrekk av gummi og spinnes deretter opp på et stålhjul. Diameteren på stålhjulet er avhengig av hvilken dekkdimensjon trådene skal brukes til.

Et bildekk består av tre hoveddeler: dekkstamme, dekkfot og slitebane

■ Dekkstammen er oppbygd av kord med tråder som ligger i bare én retning. Korden blir belagt med gummi, slik at hver tråd blir emballert i gummien. Dette hindrer at trådene gnisser mot hverandre. ■ Slitebanen, som danner kontakten med vegbanen, skal ha stor slitestyrke og sikre et godt veggrep. Materia­ let i slitebanen og skulderpartiet må være en gummiblanding som tåler slitasje, men som ikke utvikler for mye varme. I radialdekk blir det også lagt et stabiliseringsbelte av stål- eller tekstilkord under slitebanen. Sli­ tebanen og skulderpartiet opp til sidegummien blir skiftet ut ved regummiering av dekket. ■ Sideveggen (sidegummien) fungerer som beskyttelse for sidene på stammen. En smidig gummiblanding blir brukt til sideveggen. ■ Det er nødvendig med tetningsgummi på innsiden av stammen dersom dekket er slangeløst.

Diagonaldekk og radialdekk

Forskjellen på de to dekktypene ser du på figurene til venstre. ■ Diagonaldekket har en stamme som består av to eller flere kordlag. Det innerste laget blir lagt slik at trå­ dene løper skrått over dekket med en bestemt vinkel mot senterlinjen i slitebanen, vanligvis cirka 32°-36°. De neste lagene blir lagt slik at trådene krysser det fore­ gående laget og danner samme kordvinkel mot senter­ linjen.

■ Radialdekket har en stamme der kordtrådene går på tvers, og altså danner en vinkel på cirka 90° med senter­ linjen i slitebanen. Dekket blir oppbygd med ett eller to lag i stammen.

Diagonaldekk

190

Radialdekk

Mellom slitebanen og stammen legger en et stivt belte som består av 2-4 kordlag, avhengig av materialet (stål eller tekstil). Her er de enkelte kordlagene lagt slik at trådene danner en vinkel på cirka 15°-20°.

FELG OG DEKK

Slangeløse dekk

Fordi dekksidene er mykere på radialdekk, er slangene utsatt for større påkjenninger. Derfor blir det stort sett brukt dekk uten slanger, slangeløse radialdekk. Trykket i dekket blir holdt på plass av et innvendig gummilag i dekket. Gummilaget gir god tetteevne. Luftventilen i et slangeløst dekk er festet direkte i felgen. Hvis det for eksempel kommer en spiker eller en skarp gjenstand gjennom dekket, vil det slangeløse dekket miste lufta saktere enn et dekk med slange, fordi det har en god selvtettende evne. Selv om dekket skulle punkte­ re under kjøring, forsvinner ikke lufta fra dekket så hurtig at det blir vanskelig for sjåføren å styre bilen. Det kan til og med være vanskelig å oppdage at dekket punkterer under kjøring. Det er farlig - og kostbart - å kjøre med punktert dekk. Når hastigheten øker, kan for eksempel spikeren bli slynget ut fra dekket, eller dekket kan bli så ødelagt at det ikke kan repareres. Du bør kontrollere slangeløse dekk før du setter deg i bilen. Sjekk trykket og se etter om det er spiker o.l. i dekket, før du kjører.

191

FELG OG DEKK

Dekkstandarder

Figuren viser moderne dekktyper og dekkstandarder. Den viktigste forskjellen på dem er forholdet mellom høyde og bredde (H/B). Målene refererer seg til dekket når det er ferdig montert på riktig felg. Figuren viser at utviklingen går i retning av bredere og lavere dekk. Det gir større sidestabilitet og bedre kjøre­ egenskaper.

Merking av dekk

Det er utarbeidet nye internasjonale regler for merking av bildekk (ECE Regulation No. 30). Etter hvert som disse reglene blir ratifisert (godkjent) av de enkelte lan­ dene, får hvert land sitt eget nummer. Norge har fått nummer 16.

Belastningsindeksen («load index») er standardisert og har fått et eget kodetall. Fartssymbolet er en kodebokstav som angir hastighet. Begge disse kodene skal stå i nærheten av dimensjonsbetegnelsen. 175R14 88Q Tubeless M + S RADIAL 424 E16 02 1007

175 R 14 88

Q Tubeless M+S 424

E16 02 1007

192

= Seksjonsbredde (dekkbredde i millimeter) = Radialkonstruksjon = Felgdiameter = Belastningsindeks (her: største belast­ ning 560 kg) = Fartssymbol (her: 160 km/h) = Slangeløst = (Mud + Snow) = Vinterdekk = Datokode (her: produsert uke 42, år 1984) = Godkjent i Norge = Revisjon 02 = Godkjenningsnummer

FELG OG DEKK

Dekkmål

■ Seksjonsbredden (A) er den totale bredden på dek­ ket når det er montert på riktig felg og oppumpet til rik­ tig lufttrykk. Ribber eller dekorasjoner på sidene er ikke med i dette målet. Seksjonsbredden kan variere med felgbredden. ■ Seksjonshøyden (B) er avstanden fra felgsetet ved felghornet til høyeste punktet på slitebanen på et mon­ tert og oppumpet dekk. ■ Belastet radius (statisk) (C) er avstanden fra akseltappens sentrum ned til vegbanen. Målet gjelder ved maksimal belastning og med riktig lufttrykk. ■ Diameteren er dekkets største utvendige mål når det er montert på riktig felg og oppumpet, men ikke be­ lastet. ■ Rulleomkretsen er omkretsen til dekket under be­ lastning og i rotasjon. Mer informasjon om felger, dekk og dekkbetegnelser finner du i produktkataloger. Sørg for å skaffe deg noen, for de er gode å ha.

Tetningen mellom dekket og felgen

Tetningsriller mot felgen

Ventil i felgen til et slangeløst dekk

Dekkene kan være laget slik at vi må bruke slange, men de fleste er slangeløse. De slangeløse dekkene stiller store krav til tetningen mellom felgen og dekket. Tetningen består ofte av tet­ ningsriller på dekkfoten. Ventilen sitter i felgen. Den er laget av gummi for at tet­ ningen skal bli sikker.

Lufttrykket i dekk

Riktig trykk

13 - Bilteknikk bm

Lor høyt trykk

For lavt trykk

Det er viktig at dekkene har riktig lufttrykk. Både for høyt og for lavt lufttrykk gjør at dekkene blir slitt unor­ malt fort. Dessuten får bilen dårligere kjøreegenskaper hvis lufttrykket er feil. ■ For høyt lufttrykk fører til for stor slitasje midt på slitebanen. ■ For lavt lufttrykk fører til for stor slitasje på skulderpartiene. 193

FELG OG DEKK

Hjulene må være i balanse Ubalanse i hjulene fører til ekstra slitasje på delene i styringen og hjulopphenget og i dekket. Dessuten blir kjøreegenskapene dårligere. Ubalansen oppstår ofte på grunn av kraftige nedbremsinger som gjør at dekket blir slitt ujamnt, men ubalan­ sen kan også sitte i felgen. Det fins to slags ubalanse.

Statisk ubalanse

Statisk ubalanse

For statisk ubalanse ligger de tyngre partiene på et plan gjennom midten av dekket. Se det røde partiet på figuren. Når hjulet er i statisk ubalanse, vibrerer det parallelt med sin egen akse, det vil si at det hopper opp og ned. Bilen kan begynne å gynge, og dekkene blir slitt ujevnt. Kontakten mellom hjulene og vegbanen blir dårlig. Dynamisk ubalanse

Dynamisk ubalanse betyr at de tyngre partiene ligger utenfor et plan gjennom midten av hjulet og dekket. Dynamisk ubalanse kan vi bare kjenne når hjulet rote­ rer. Ubalansen gir kraftige svingninger i hjulopphenget og vibrasjoner i hele bilen. Det kommer av at de tyngre punktene på hjulet strever etter å flytte seg inn mot pla­ net gjennom midten av hjulet (vinkelrett på rotasjons­ aksen).

Dynamisk ubalanse fører til at hjulene helst vil rulle i en sikksakkbane på vegen. Det er denne sikksakkbevegelsen du kjenner som svingninger i rattet.

Kreftene som ubalansen gir, øker med rotasjonsfarten til hjulet, det vil si med farten til bilen. Diagrammet viser ubalansekraften for et hjul med dimensjon 10.00-20 (lastebilhjul). Radien er r = 20 • 25,4/1000 = 0,508 m. En ubalanse på 300 gram (m — 0,3 kg), som ikke er mye når hele hjulet veier cirka 100 kg, gir en ubalansekraft på 145,5 N ved 80 km/h (v = 22,2 m/s).

1 0’30°-^?rs^ 22 2•22 2 = 145,5 n - r Ved denne hastigheten roterer hjulet omtrent 6 omdrei­ ninger per sekund. Hjulopphenget og styringen blir utsatt for en intens hamring på mer enn 6 slag i sekundet, med 145,5 N i hvert slag. Vi kan finne ubalansen i en hjulbalanseringsmaskin og korrigere den med balanseringsvekter.

Ubalansekrefter

194

FELG OG DEKK

Montering Montering og demontering av hjul

Ved montering og demontering av hjul bruker verkste­ det felgmuttertrekker. En stiller inn tiltrekkingsmomentet etter fabrikantens anbefalinger. Hjul som er feilmontert, kan løsne under kjøring og føre til ulykker. Montering og demontering av dekk

Pass på at dekkfoten ligger godt an mot felghornet. Bruk dekkfett slik at dekket glir lett på plass. Montering og demontering av lastebildekk krever at vi er spesielt oppmerksomme. Når dekket skal fylles med luft, skal det skje i et vernebur. Låseringen kan løsne, og dekket kan eksplodere. Pump dekket opp forsiktig, og kontroller jevnlig at dekket sitter riktig på felgen.

Dekkene bør kryssbyttes regelmessig slik at de blir jamt slitt. Å kryssbytte vil si å flytte dekket fra én plass til en annen plass. Diagonaldekk kan flyttes fra den ene siden av bilen til den andre. Hvis et radialdekk derimot blir flyttet fra den ene si­ den av bilen til den andre, øker støyen fra dekket, og bi­ len vil stikke mer når vi skifter kjørefil. Det skjer der­ som dekket må rotere motsatt vei av rotasjonsretningen. Kontroller derfor at dekket er montert med riktig rotasjonsretning. Det er viktig å justere dekktrykket når dekkene har byttet plass. Kontroller samtidig at det ikke er sprekker i dekket, og at dekket er ujamt slitt.

Merke for rotasjons­ retning

Balansering av hjul

Dersom hjulene er i ubalanse, blir dekkene slitt ujevnt og kjøreegenskapene blir dårligere. Vi balanserer hju­ lene ved å feste vekter på felgen. Størrelsen på vektene og plasseringen av dem blir bestemt av en balanseringsmaskin.

Løs arbeidsoppgave 15

195

ARBEIDSOPPGAVER

14 - Bilteknikk bm

Arbeidsoppgave 1 1 Nevn noen faktorer som påvirker konstruksjonen av kraftoverføringen.

2 Hvor store (omtrent) er friksjonstapene i kraftoverføringen?

3 Hvorfor har utvekslingen i kraftoverføringen så mye å bety for brennstofforbruket?

4 Hvilke typer motstand skal drivkraften på drivhjulene overvinne?

5 Hvilken forskjell blir det i drivkraft på drivhjulene dersom bilen er koplet i lavgir, jamført med innkopling i høygir?

6 Vi får endringer i omdreiningstallet og i drivkraften gjennom noen av komponentene i kraftoverførin­ gen. Hvilke?

7 Hvor stor må middelradien være i en enkelt tørrlamellkopling som har en fjærkraft på 8000 N og en friksjonskoeffisient på 0,4? Dreiemomentet til motoren er maksimalt 175 Nm. (Husk sikkerhets­ faktor!)

Vend 199

8 Hvilke deler i koplingen blir utsatt for varme når koplingen slurer?

9 Koplingsplata er sammensatt av flere deler. Skriv navnene på figuren.

10 Hvilke faktorer bestemmer hvor stort dreiemoment koplingen kan overføre?

11 Hvilken oppgave har dempefjærene og friksjonselementene i koplingsplata?

12 Hvorfor er lamellplata oppdelt i bueformede segmenter?

13 Hvilke typer fjærer blir brukt for å presse trykkplata mot koplingsplata?

14 Hvordan blir kraften overført fra svinghjulet til mellomtrykkplata i en dobbeltlamellkopling?

Navn:____________________________________________________ _____________________________

200

Arbeidsoppgave 2 1 Hvilken kraft må vi overvinne når vi trykker ned koplingspedalen?

2 Fortell hvordan overføringen fra koplingspedal til kopling er ordnet for å gjøre manøvreringen av pedalen lettere?

3 Forklar to måter som bevegelsen fra koplingspedalen til utløserlageret kan bli overført på?

4 Skriv navn på delene.

5 Hvordan kan utløserlageret være utført?

Vend

201

6 Hvilke hoveddeler har den hydrauliske koplingen?

7 Hvilken oppgave har ledeskinnene i koplingshalvdelene?

8 Hva skjer med oljestrømmen i koplingen når bilen blir tauet?

9 Fortell kort hvordan en elektromagnetisk kopling virker ved innkopling.

10 Skriv navn på delene.

Navn:______________________________________________________________________________

202

Arbeidsoppgave 3 1 Et planetgir har

□ fast lagrede sideaksler

□ svingbart lagrede sideaksler 2 Gi eksempler på tilsatsgirkasser.

3 a Hvilket gir er innkoplet på figuren?

□ Første

□ Andre □ Tredje

□ Fjerde b Hva er utvekslingsforholdet?

4 Skriv navn på delene.

5 Hva kaller vi synkroniseringsinnretningen i oppgaven ovenfor?

Vend 203

6 Skriv navn på delene. 1

13

5

14

6

16

7

17

8

18

9

19

10

11

22 23

23

Navn:--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------204

Arbeidsoppgave 4 1 Hvilket gir er innkoplet på figuren?

Viser figuren en girkasse med fire eller fem trinn?

2 Hvilken oppgave har låsetappen?

3 Skriv navn på delene.

4 Skriv navn på delene.

Hva kaller vi denne konstruksjonen?

Vend 15

Bilteknikk bm

205

5 Hvordan er utvekslingsforholdet med giret innkoplet slik figuren viser?

6 Overgiret gir bilen samme fart ved et lavere omdreiningstall.

□ Riktig □ Feil

7 Hvordan blir kraften overført i overgiret på figuren?

8 Hvilken del sørger for å låse solhjulet i det elektrohydrauliske overgiret?

9 Fortell med egne ord hva som skjer fram til hevarmen når føreren kopler inn overgiret.

Navn:_________________________________________ 206

Arbeidsoppgave 5 1 Hvordan blir dreiemomentet overført fra girkassa til bakakselen når bilen har motoren foran?

2 Drivkraften blir overført fra drivhjulene til chassiset gjennom bakfjærene ved: □ åpen mellomaksel □ lukket mellomaksel

3 Hvorfor må mellomakselen være utstyrt med mellomakselledd?

4 Skriv navn på delene.

5 Støttelageret (opphengslageret) er montert slik at det kan forskyves litt i lengderetningen av bilen. Hvorfor?

Vend 207

6 Ved lukket mellomaksel blir kreftene overført fra momentrøret til girkassa gjennom en spesiell del. Hva heter denne delen, og hvordan er den utformet?

7 Hva heter den delen som pinjongen driver?

8 Hvordan blir bevegelsen overført fra differensialhuset til drivhjulene? Forklar kort.

9 Hvilke oppgaver har differensialen?

10 Hva er det i plasseringen av tannhjulene som kjennetegner en hypoid bakakseloverføring?

11 Differensialer i tyngre kjøretøyer har ofte fire små differensialdrev (planethjul). Hva er fordelen med det? 4

12 Beskriv kort hvordan automatiske differensialsperrer arbeider.

13 I hvilke kjøretøyer forekommer henholdsvis halvt avlastet og helt avlastet drivaksel?

Navn:--- ------------------------------

208

Arbeidsoppgave 6 1 Nevn noen fordeler ved drivaggregat.

2 Hvilke komponenter er sammenbygd i drivaggregatet på figuren?

3 Hvordan blir lyd fra drivaggregatet hindret i å trenge opp i karosseriet?

4 Hvordan blir sporvidden påvirket når bilen har pendelaksler?

5 Skriv navn på delene.

4

Vend 209

6 Hva er det som gjør at vi må stille spesielt store krav til drivakslene i forhjulsdrevne biler?

7 Hva kaller vi det leddet som kan overføre konstant rotasjonshastighet?

8 En type drivledd har tre glidespor som gjør at leddet kan ta opp lenedeforandringer Hva heter dette drivleddet?

9 Hvordan blir kraften overført fra drivakselen til akseltappen gjennom et rzeppaledd?

10 Hva tror du skjer dersom gummimansjetten rundt drivleddet går i stykker?

11 Noen eldre drivakseltyper har et kuleledd i skjøten mellom drivakselen og hjulakselen Hvilken opp­ gave har kuleleddet?

12 Enkelte fartsmålere er elektroniske og har altså ikke mekanisk drift. Hvordan får en slik fartsmåler opplysninger om farten?

13 Regn ut utvekslingsforholdet for alle girene i den kombinerte girkassa.

Navn:_____________________ ________ 210

Arbeidsoppgave 7 1 Skriv noe om fordeler og ulemper ved firehjulsdrift.

2 Vi kan skille mellom to typer firehjulsdrift. Hvilke?

3 Hvilken oppgave har fordelingsgirkassa?

4 Hva skjer dersom vi sperrer differensialene i både framakselen og bakakselen?

5 Drivkraftfordelingen mellom forhjul og bakhjul er ofte 50 % på hver. Hvilken annen fordeling vet du om?

6 Hva betyr 4WD og 2WD?

7 Hva heter det du ser på figuren?

211

8 Fortell hvordan komponenten i oppgave 7 virker.

9 Når arbeider komponenten i oppgave 7?

10 I en av beskrivelsene av firehjulsdrift forekommer et frihjul i bakakselen. Hvorfor?

11 Hvilken type overføring (gir) kan vi bruke som mellomdifferensial dersom vi ønsker en annen drivkraftfordeling enn 50% på hver?

12 I en bakaksel for firehjulsdrift sitter en viskokopling. Hvilken oppgave har den?

Navn:________________________ 212

Arbeidsoppgave 8 1 Du kjører en bil med fart 80 km/h på en landeveg. Plutselig skjærer en syklist ut i vegen og velter 70 meter foran bilen. Rekker du å stoppe bilen ved å bremse når reaksjonstiden din er 1 sekund, og bilen akkurat fyller kravet til største stopplengde i «Forskrift om krav til kjøretøy»?

2a Hva er de to vanligste typene friksjonsutstyr for bremser?

2b Nevn tre kraftoverføringssystemer for driftsbremser:

1 _________________________________________________________________

2__________________________________________________________________________________ *

3 ________________________________________________________________________ 3 Hvordan kan bremsetrommelen være laget for å øke flaten som avgir varme?

4 På hvilken måte blir fast opplagrede bremsesko sentrert?

5 Hva er forskjellen på enkeltvirkende og dobbeltvirkende hjulsylindrer?

6 Hvilke materialer blir bremseskiva laget av?

7 Hvordan er bremsekloa festet?

Vend 16 - Bilteknikk bm

213

8 Forklar hva figuren viser (system, skivebremser, trommelbremser).

9 Skriv navn på delene i hovedsylinderen.

214

5

Arbeidsoppgave 9

2 På hvilken måte blir stemplene i hjulsylindrene trukket tilbake når vi slipper opp bremsepedalen?

3 Nevn tre ulike utføringer av tokretssystem.

4 Fortell hva som skjer i systemet når det er lekkasje i primærkretsen.

Vend 215

5 Hva kaller vi de to stemplene i hovedsylinderen?

6 Hvilken oppgave har bremseventilene (trykkbegrensningsventilene)?

7 Hva mener vi med fadingl

8 Bremsevæsken er hyproskopisk. Hva kan det føre til?

9 Skriv navn på delene.

216

10 Hvordan virker en påløpsbrems på en tilhenger når trekkbilen bremser?

11 Finn bremsekraften F2 for et hydraulisk bremsesystem der hovedsylinderens diameter er 26 mm og hjulenes bremsesylindrer er 51 mm i diameter. Bremsepedalen blir påvirket av en kraft lik 400 N og utvekslingsforholdet i = 5.

12 Finn F1 og F2 til bremsesystemet i oppgave 11 når det forutsettes at i = 1.

13 Hovedsylinderens tverrsnitt er 400 mm2 og bremsesylinderens 2000 mm2. Hvilken bremsekraft virker i bremsesylinderen når p = 12,0 MPa (120 bar)?

Navn:_ ________________________________ — 217

Arbeidsoppgave 10 1 Sett farge på kretsene på figuren. Matekretsen = brun, forhjulskretsen = grønn, bakhjulskretsen = rød, parkeringskretsen = gul, kretsen for tilhengerbrems = blå.

Vend 219

2 De enkelte kretsene i et trykkluftmekanisk bremsesystem er delt i to deler. Hva heter de?

3 Hvilken oppgave har avlastningsmekanismen på kompressoren?

4 Når arbeider lavtrykksindikatorene sammen med summeren i førerhuset?

5 Hva kaller vi den komponenten som regulerer lufttilførselen fra luftbeholderen til bremsesylindrene?

6 Hvilken oppgave har hurtigløseventilen?

7 Hvor sitter justeringsinnretningen for bremseskoene i trykkluftbremsene?

8 Hvordan er parkeringsbremsene ordnet når bilen har skivebremser?

9 På hvilken måte får vi bremsevirkning med motorbrems?

Navn:________________________ _________________

220

Arbeidsoppgave 11 1 a Hvordan er hjulspindelen lagret på en stiv foraksel?

b Hvilken oppgave har de forskjellige lagrene?

2 Hvorfor er det indre hjullageret kraftigere enn det ytre?

3 Nevn tre systemer for uavhengig hjuloppheng.

4 Hvorfor er framakselbjelken opphengt med gummiputer?

5 Skriv navn på delene.

Vend 17 - Bilteknikk bm

221

6 Hvilken oppgave har reaksjonsstaget på figuren på side 237?

7 Reaksjonsstaget kan justeres. Hvilken vinkel i forstillingen blir forandret da?

8 Hva er et fjærbein?

9 Hvordan er hjulspindelen lagret nederst?

222

Arbeidsoppgave 12 1 Til hvilken type framaksel kan vi bruke denne styreirmretningen?

Skriv navn på delene.

2 Hvordan er parallellstaget utført ved uavhengig hjuloppheng?

3 Skriv navn på delene.

4 Nevn tre vanlige typer styresnekker. 1

2 3

5 Skriv navn på delene i tannstangoverføringen.

Vend

223

6 Hva er forskjellen på de to vanlige typene servostyringer?

7 Skriv navn på delene.

8 En elektronisk kontrollert servostyring tilpasser servokraften etter kjøreforholdene. På hvilken måte?

9 Nevn de fire hoveddelene i det elektroniske systemet.

10 Hva er en sikkerhetsrattaksel? Gi noen eksempler.

Navn: 224

Arbeidsoppgave 13

1 Hva betyr positiv og negativ hjulhelling?

2 a Hva kaller vi den vinkelen som figuren viser?

b Hvilken innvirkning har den?

c Hva kaller vi avstanden merket x?

3 Hvordan virker kingbolthellingen (eller hellingen av senterlinjen gjennom opphengskulene) inn på styreegenskapene?

4 Hvordan virker kingbolthellingen bakover/framover inn på styreegenskapene?

Vend 225

5 Hva kaller vi innoverstillingen til forhjulene?

Hvordan blir innoverstillingen forandret når vi kjører?

6 Tegn en skisse som viser hvorfor hjulene må ha ulike dreiningsvinkler når vi kjører i svinger.

7 Hvilke hjulvinkler inngår i den kombinerte vinkelen? Hvordan kan forstillingen være dersom den kombinerte vinkelen ikke er konstant?

Navn: 226

Arbeidsoppgave 14 Nevn fire fjærtyper.

1

1

2 _______________________________________________________________________ -_________ 3 __________________________________________________________________________________ 4 __________________________________________________________________ _ _____________

2 Skriv navnene på delene til støtdemperen.

3 Forklar hvordan oljen går når støtdemperen blir presset sammen.

4 Hvordan fungerer hjelpefjæra?

Vend 227

5 Figuren viser et fjæroppheng med slette fjærbolter. Skriv navn på delene. 1___________________________________________ 2___________________________________________

3___________________________________________ 4___________________________________________

5___________________________________________ 6

6 a Hva betyr progressiv fjæring?

b Hvordan kan progressiv fjæring være ordnet?

7 Skriv navn på delene.

228

Arbeidsoppgave 15 1 Hvilken oppgave har krengningsstabilisatoren?

2 Et bakakseloppheng med skruefjærer er utstyrt med reaksjonsstag. Hvilke oppgaver har de?

3 Skriv navn på delene.

4 Hvilken oppgave har et panhardstag?

Staget har også et annet navn. Hvilket?

Vend 18 - Bilteknikk bm

229

5 Fortell hvordan bakkeklaringen blir regulert når vi øker lasten.

6 Hvordan virker dynamisk ubalanse på hjulopphenget og styringen?

7 Hvordan fjerner vi ubalanse i et hjul?

230

8 Hva betyr denne merkingen: 185/70 R 14 88 Q 462 ?

9 Hva betyr denne merkingen: 4!4 J x 13 H2 ?

N avn: _________________________________________________________________________________ 231

Stikkord air-bag 162 asbest 9, 20 asbestfritt bremsebelegg 107 automatisk differensialbrems 67 avfjæret vekt 170

bakaksel 63 bakakseloverføring 64 bakhjulsfjæring 176, 184 bakhjulsinnstilling 167 bakhjulsoppheng 148 bladfjær 148 bladfjæring 176 blokkeringsventil 131 bremsebelegg 92, 107 bremseeffekt 89 bremseklo 100 bremsekraftforsterker 112 ^remser 87 mremserør 108 bremseservo 113 bremsesko 92 bremsesylinder 128 bremsesystem 91 bremsetrommel 92 bremseventil 105 bremsevæske 26, 108 brennstofforbruk, spesifikt 16 camber 163 caster 164 de Dion-oppheng 178 dekk 187, 190 dekkfot 190 dekkmontering 195 dekkmål 193 dekkstamme 190 dekkstandard 192 Kiagonaldekk 190 ifferensial 17, 63, 65 dobbelt lamellkopling 24 dreiemoment 15 drivaggregat 12, 72 drivaksel 69, 75 duoservobremser 93 dynamisk ubalanse 194 eksos 7 elastisk mellomakselledd 60 elektrohydraulisk overgir 55 enrørsstøtdemper 173 EP-tilsetning felg 187 felgbetegnelser 187 felginnpressing 189 felgkast 189 felgprofil 187 firehjulsdrift 78, 81 fjærbein 143, 180 fjærbremssylinder 128 fjæring 170 - boggi 177

fjærtyper 170, 171 fordelingsgirkasse 33, 35 forhjulsdrift 12, 73, 80 forhjulsfjæring 176, 184 forhjulsopplagring 144 forstilling 136 fotbremsventil 126 frihjul 50 frihjulssperre 50 frostvern 125 frostverninjektor 117

gasshydraulisk fjæring 171, 185 girkasse 32 girkassedifferensial 77 girolje 47 golvgir 48 halvt avlastet drivaksel 69 hekkmotordrift 12, 72 helsefaremerking 8 helt avlastet drivaksel 69 helt bærende drivaksel 69 hovedgirkasse 32, 34 hovedsylinder 98 hjulbalanse 194 hjulhelling 163 hjulsylinder 98 hurtigløseventil 129 hydraulisk kopling 30 hydraulisk momentomformer 30 hydraulisk styresnekke 156 hydraulisk tannstangstyring 158 hydraulisk teleskopstøtdemper 172 hygroskopisk væske 109 hypoid vinkelveksel 64

karbonmonoksid 8 kingbolthelling 163, 164 kjededrift 62 kombinert vinkel 163, 166 kontakt for stoppsignallys 132 kopling 17, 18 koplingsfjær 21 koplingsmanøvrering 25 - tunge kjøretøy 27 kopiingspiate 20 kraftforsterker 110 kryssbytting 195 kuleledd 140, 150

langsgående opphengsarm 147 lastavhengig ventil 105 lavtrykksindikator 132 lufttrykk, dekk 193 lufttørker 118, 125 lukket mellomaksel 58, 61 løsemidler, organiske 8

MacPhersonoppheng 143, 179 manøvreringsutstyr 48 mekanisk mellomakselledd 59 mellomaksel 58

mellomakselledd 59 membranfjærkopling 22 merking av dekk 192 midtmotor 12 momentrørsdrift 61 montering, hjul 195 motorbrems 133 motordrivstoff 8 motoreffekt 13

navreduksjon 70 negativ skrubberadius 164 olje 8, 31, 64, 71, 157 opplagring 144 overgir 34, 52, 56 parallellogramoppheng 138 parkeringsbrems 95, 120 pedalklaring 26 personlig verneutstyr 7 planetgir 51 planethjul 65 positiv skrubberadius 163 progressiv fjæring 177 påløpsbrems 115

radialdekk 190 rangegir 34, 35 rattaksel 161 rattpute 162 reaksjonsstag 141 reduksjonsgir 34 rzeppaledd 75 sankeydiagram 13, 14 servokraft 160 servostyring 155 sidevegg, dekk 190 sikkerhetsventil 132 sikkerhetsfelg 188 sikkerhetsrattaksel 161 skivebrems 94 skrubberadius 163 skruefjær 148 skruefjæring, forhjul 179 skruefjæring, bakhjul 181 skruefjærkopling 21 skrueveksel 64 slangeløse dekk 191 slitebane 190 solhjul 65 sperre 48 spissing 165 splitgir 34 sporing 167 spredning i sving 165 statisk ubalanse 194 stiv bakaksel 148 stiv framaksel 136, 150 styregeometri 163 styreinnretning 150 styresnekke 152

233

styringsdemper 151 støtdemper 172 støttelager 60 støv 8 støy 8 sveiserøyk 8 symmetrisk vinkelveksel 64 synkronisere 40 synkroniseringsring 42 tannhjul i konstant inngrep 40 tannhjulsoverføring 38 tannstangstyring 154 tilbakeslagsventil 132 tilhengerbrems 122

234

toe-in 165 toe-out 165 tokretssystem 103 torsjonsfjæring 184 tovegsventil 130 trevegsventil 130 triangeldelt tokretssystem 104 triangelstag 138 trinngirkasse 16 tripodkopling 75 trommelbrems 92 trykkluftmekanisk brems 117 tørrlamellkopling 19 uavfjæret vekt 170

uavhengig hjuloppheng 136, 138 uavhengig bakhjulsoppheng 149, 150 utløserlager 23 utvekslingsforhold 16, 38 vakuumhydraulisk system 110 varslingsventil 106 virkningsgrad 14 viskokoplin 81 væskelamellkopling 81 våt lamellkopling 19, 28

YL-merking 9 åpen mellomaksel 58