bachelor autotechnologie - remsystemen en wielgeleiding

Remsystemen en wielgeleiding docent Hallaert Christophe studiegebied industriële wetenschappen en technologie bachelor in de autotechnologie campus Kortrijk academiejaar 2022-2023

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

1

Inhoud 1 Inleiding .............................................................................................................................. 3 2 Wiel- en fuseehoeken ......................................................................................................... 4 2.1 Spoorbreedte en wielbasis van een voertuig ................................................................ 4 2.1.1 De wielbasis van een voertuig ............................................................................... 4 2.1.2 De spoorbreedte van een voertuig ......................................................................... 5 2.2 De wielvlucht of camber ............................................................................................... 6 2.2.1 Omschrijving.......................................................................................................... 6 2.2.2 Belang van de wielvlucht ....................................................................................... 7 2.2.3 Voorbeelden van wielvlucht ................................................................................... 9 2.2.4 Afstelling wielvlucht ..............................................................................................10 2.3 Sporing (toespoor en uitspoor) ....................................................................................11 2.3.1 Omschrijving, definitie ..........................................................................................11 2.3.2 Belang van de sporing ..........................................................................................13 2.3.3 Voorbeelden van sporing ......................................................................................16 2.3.4 Afstelling sporing ..................................................................................................17 2.4 Fuseedwarshelling ......................................................................................................18 2.4.1 Omschrijving, definitie ..........................................................................................18 2.4.2 Belang van de fuseedwarshelling .........................................................................21 2.4.3 Voorbeelden van fuseedwarshellingen .................................................................27 2.4.4 Afstelling fuseedwarshelling en ingesloten hoek ...................................................28 2.5 Fuseelangshelling, naloop(hoek) of askanteling ..........................................................29 2.5.1 Omschrijving.........................................................................................................29 2.5.2 Belang van de fuseelangshelling (naloop) ............................................................32 2.5.3 Voorbeelden van fuseelangshellingen (naloop) ....................................................34 2.5.4 Afstelling van de fuseelangshelling (naloop) .........................................................35 3 Sporing in de bocht (hoekverschil in de bocht) ..................................................................36 4 Geometrische rijlijn (thrustline), stuwhoek (thrustangle), as-parallelliteit ............................39 4.1 De geometrische rijlijn en stuwhoek ............................................................................39 4.2 Voorbeelden van de maximum toelaatbare stuwhoek .................................................40 4.3 Meting van de stuwhoek .............................................................................................41 5 Specifieke afwijkingen in de wieluitlijning ...........................................................................42 5.1 Wiel- of asverzet .........................................................................................................42 5.2 Dwarsverschuiving ......................................................................................................44 6 De wieluitlijning..................................................................................................................45 6.1 Inleiding ......................................................................................................................45 6.2 De wagen op de meetplaats rijden ..............................................................................46 6.3 Voertuiggegevens opzoeken .......................................................................................46 6.4 De wieluitlijngegevens van het geselecteerde voertuig ...............................................47 6.5 Inspectie van het voertuig ...........................................................................................48 6.6 Metingen .....................................................................................................................50 6.6.1 Reflectoren aanbrengen .......................................................................................50 6.6.2 De metingen starten .............................................................................................50 6.6.3 Meting van spoor en wielvlucht, vooraan en achteraan ........................................51 6.6.4 Meting van de fuseestanden en het hoekverschil in de bocht ...............................52 6.6.5 Voertuigafmetingen ..............................................................................................54 6.6.6 Analyse van het stuurtrapezium van Ackermann ..................................................55 6.7 Meetresultaten ............................................................................................................56 6.7.1 Meetresultaten beoordelen ...................................................................................56 6.7.2 Rapporten afdrukken ............................................................................................58 6.8 Afstellingen .................................................................................................................62

Christophe Hallaert

18/06/2020

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

2

7 Lijst van de figuren ............................................................................................................63 8 Bronvermeldingen .............................................................................................................65

Christophe Hallaert

18/06/2020

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

3

1 Inleiding De wielgeometrie van een voertuig omvat het geheel van de wielstanden en fuseestanden.

Zeer algemeen kan men stellen dat wielgeometrie omvat:  de fuseestanden: fuseedwarshelling of KPI fuseelangshelling of caster of naloop  de wielstanden:

wielvlucht of camber sporing of toe

 de stuurinrichting:

sporing in de bocht

 de as parallelliteit:

geometrische rijlijn

Gevolgen van een afwijkende wielgeometrie  de banden rollen met teveel wrijving over de weg, met ongelijkmatige bandenslijtage en een hoger brandstofverbruik tot gevolg,  grotere krachten werken op de wielgeleiding en stuurinrichting,  slechtere rechtuitrijstabiliteit (het voertuig trekt scheef),  slechtere koersstabiliteit (= richtingsstabiliteit of wegligging),  slechtere baanvastheid (= wegcontact),  slechtere stabiliteit bij het remmen,  fladderen (shimmyen) van de wielen,  stuurwieltrillingen bij bepaalde snelheden,  de veiligheid komt in het gedrang Wanneer een wieluitlijning uitvoeren?  Na het plaatsen van nieuwe banden  Als er aan de ophanging is gewerkt (schokdempers vervangen, ophangingsrubbers …)  Als er aan de stuurinrichting werd gewerkt (stuurkogels vervangen spoorstang vervangen …)  Na een ongeval  Bij klachten van de bestuurder (scheef trekken, slechtere wegligging (meer overstuur of onderstuur) …)  Vroegtijdige of abnormale bandenslijtage  …

Deze cursus behandelt in hoofdzaak de statische wielgeometrie. Dit houdt in dat wiel- en fuseestanden gelden bij een stilstaand voertuig en bij de voorgeschreven belasting (situatie die voorkomt bij de controle van deze hoeken tijdens een wieluitlijning).

Tijdens het rijden veranderen de wiel- en fuseehoeken voortdurend en beïnvloeden in sterke mate de wegligging van het voertuig. Een uitgebreide studie hiervan komt in de cursus ‘Wielgeleiding’ aan bod.

In deze cursus zal de term ‘weggedrag van een voertuig’ af en toe eens voorkomen.

Het weggedrag van een voertuig bestaat uit twee onderdelen, namelijk de koersstabiliteit (of wegligging) van het voertuig en de baanvastheid van het voertuig.  baanvastheid = wegcontact = weerstand tegen slippen = grip van de band met de weg,  wegligging = koersstabiliteit = weerstand tegen afdrijven = richtingsstabiliteit = de wagen volgt de gewenste koers = als er geen drifthoek is.

Christophe Hallaert

18/06/2020

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

4

2 Wiel- en fuseehoeken 2.1 Spoorbreedte en wielbasis van een voertuig 2.1.1 De wielbasis van een voertuig 2.1.1.1 Omschrijving De wielbasis (A) van een voertuig is de afstand tussen de middelpunten van de voor- en de achteras.

Figuur 1: de wielbasis A van een voertuig

De wielbasis wordt gewoonlijk in millimeter opgegeven.

2.1.1.2 Belang van de wielbasis Hoe groter de wielbasis van een auto is, hoe ruimer die is.

Een lange wielbasis geeft ook meer comfort door een mindere duikneiging.

Anderzijds neemt een auto met korte wielbasis gemakkelijker scherpe bochten.

2.1.1.3 Voorbeelden van de wielbasis van een voertuig Citroën C6 2.7 HDi Wielbasis

2900 mm

Volvo S40 T5 AWD Wielbasis

2640 mm

Opel Zafira A 2.0 DTI Wielbasis

2694 mm

BMW 3 Series E90 Wielbasis

2760 mm

Mercedes-Benz W220 S-class Wielbasis

Christophe Hallaert

2964 mm (SWB) 3086 mm (LWB)

18/06/2020

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

5

2.1.2 De spoorbreedte van een voertuig 2.1.2.1 Omschrijving De spoorbreedte B bij een voertuig is de afstand tussen twee wielen van dezelfde as. Deze afstand wordt steeds op de grond gemeten vanuit het midden van iedere band.

Wanneer de wagen met een dubbele montering (2 wielen bij elkaar) is uitgerust, wordt er gemeten vanuit het midden tussen de twee wielen.

Bij onafhankelijk geveerde wielen is de spoorbreedte afhankelijk van de belasting en wordt de breedte gemeten bij de maximaal toelaatbare belasting van het voertuig.

Figuur 2: de spoorbreedte B van een voertuig

2.1.2.2 Belang van de spoorbreedte Een grote spoorbreedte heeft een aantal voordelen:  Hoe verder de wielen uit elkaar staan in de breedte des te stabieler het voertuig zal zijn in bochten, bij zijwind of wanneer een obstakels ontweken moet worden.  Het omkantelgevaar is kleiner bij een grote spoorbreedte. Het spreekt natuurlijk voor zich dat ook het zwaartepunt van het voertuig zo laag mogelijk moet liggen.  Grotere spoorbreedte geeft in de regel meer grip aan een as. Dit omdat de gewichtsverdeling beter gehandhaafd blijft over beide wielen tijdens het nemen van een bocht (kleinere kantelneiging) waardoor de maximale bochtsnelheid voor 'die as' hoger komt te liggen.

Grotere spoorbreedte vooraan geeft minder onderstuur!

Grotere spoorbreedte achteraan geeft minder overstuur!

2.1.2.3 Voorbeelden van de spoorbreedte van een voertuig Citroën C6 2.7 HDi Vooras spoorbreedte

1580 mm

Achteras spoorbreedte

1553 mm

Volvo S40 T5 AWD Voor spoorbreedte

1535 mm

Achter spoorbreedte

Christophe Hallaert

1531 mm

18/06/2020

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

6

Opel Zafira A 2.0 DTI Vooras spoorbreedte

1470 mm

Achteras spoorbreedte

1487 mm

BMW 3 Series E90 Vooras spoorbreedte

1506 mm

Achter spoorbreedte

1535 mm

Mercedes-Benz W220 S-class Vooras spoorbreedte Achteras spoorbreedte

2.2 De wielvlucht of camber (Sturz, camber, carrossage)

2.2.1 Omschrijving De hoek die het wielmiddenvlak maakt met de loodlijn op het wegdek heet de wielvlucht.

De wielvlucht is positief als het wiel naar buiten overhelt, negatief als het naar binnen overhelt.

De wielvlucht wordt uitgedrukt in hoekgraden en minuten.

Wielvlucht komt voor bij de vooras- en de achteraswielen.

Figuur 3: positieve wielvlucht

Christophe Hallaert

Figuur 4: negatieve wielvlucht

18/06/2020

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

7

2.2.2 Belang van de wielvlucht 2.2.2.1 Richtingsstabiliteit verhogen en fladderen (of shimmy) tegengaan Als het wiel schuin staat (een negatieve of positieve wielvlucht heeft), vormt het strookje loopvlak dat op de weg staat een deel van een kegelmantel.

De top van kegel is het snijpunt van de wielas met het wegdek. Het wiel zal met een cirkelboog om de top van de kegel willen afrollen.

Bij een positieve wielvlucht hebben de wielen de neiging naar buiten te rollen, bij negatieve vlucht naar binnen.

Er ontstaan dus krachten die wielen ofwel naar buiten of naar binnen willen duwen.

Figuur 5: invloed van de wielvlucht

Dit effect heeft een dubbele uitwerking.

Deze krachten heffen de speling op in draaipunten van stuurmechanisme en de fusee.

Hierdoor wordt het fladderen (of shimmyen) van het wiel rond de fusee-as voorkomen.

Figuur 7: shimmyen (fladderen) van een wiel (BA) Figuur 6: shimmyen (fladderen) van een wiel (BA)

Deze tegengesteld gerichte krachten zorgen verder ook voor een goede richtingsstabiliteit.

Dit houdt in dat zijdelingse stoorkrachten minder invloed hebben op de gestuurde richting.

Christophe Hallaert

18/06/2020

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

8

In welke richting neigt de wagen in de 2 volgende afzonderlijke gevallen: a. linker voorwiel vlucht +30’ rechtervoorwiel vlucht –1°30' de achteraswielen staan correct

b. linker achterwiel vlucht +30' rechterachterwiel vlucht –1°30' de vooraswielen staan correct

2.2.2.2 Bochtsnelheden, omkantelneiging en stuurkarakter Omdat een zich tegen de buitenzijde van de bocht afzettend wiel (negatieve wielvlucht) een extra zijdelingse kracht oplevert, ontstaat er een extra spoorkracht (dwarskracht) waarmee hogere bochtsnelheden gehaald kunnen worden.

Door het toepassen van een negatieve wielvlucht zal men ook de omkantelneiging van een voertuig verkleinen waardoor opnieuw hogere bochtsnelheden gehaald kunnen worden.

Men kan een verandering van de wielvlucht ook aanwenden tot beïnvloeding van het stuurkarakter:  negatieve wielvlucht voor = minder onderstuur  negatieve wielvlucht achter = minder overstuur

2.2.2.3 Rolweerstand en bandenslijtage Een nadeel van te grote (negatieve of positieve) vlucht is de eenzijdige belasting waardoor een eenzijdige bandenslijtage optreedt en de rolweerstand toeneemt.

Christophe Hallaert

18/06/2020

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

9

2.2.3 Voorbeelden van wielvlucht Citroën C6 2.7 HDi Voorwielafstelling Wielvlucht

-0°24’ ± 0°30’ max. verschil L/R: 0°24’

niet afstelbaar

-1°27’ ± 0°30’ max. verschil L/R: 0°30’

niet afstelbaar

-0°42’ ± 0°42’

afstelbaar

-1°30’ ± 1°

niet afstelbaar

-0°10’ ± 0°45’ max. verschil L/R: 1°

afstelbaar

-1°45’ ± 0°30’ max. verschil L/R: 0°35’

niet afstelbaar

-0°18’ ± 0°20’ max. verschil L/R: 0°30’

afstelbaar

-1°30’ ± 0°15’

afstelbaar

Achterwielafstelling Wielvlucht

Volvo S40 T5 AWD Voorwielafstelling Wielvlucht Achterwielafstelling Wielvlucht Opel Zafira A 2.0 DTI Voorwielafstelling Wielvlucht Achterwielafstelling Wielvlucht

BMW 3 Series E90 Voorwielafstelling Wielvlucht Achterwielafstelling Wielvlucht

Mercedes-Benz W220 S-class Voorwielafstelling Wielvlucht

-0°50’ (min. -1°10’ / max. 0°31’)

afstelbaar

-0°58’ (min. -1°28’ / max. 0°28’)

niet afstelbaar

Achterwielafstelling Wielvlucht

Christophe Hallaert

18/06/2020

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

10

2.2.4 Afstelling wielvlucht De wielvlucht is in sommige gevallen afstelbaar.

2.2.4.1 Onafhankelijke wielgeleiding met dubbele dwarsdraagarmen De bovenste draagarm (3) is met excentrische bouten (1 en 2) bevestigd aan het chassis.

Door deze bouten te verdraaien wordt de bovenste fuseekogel verplaatst. Hiermee wordt de fuseelangshelling en de wielvlucht geregeld.

Figuur 8: afstellen bovenste draagarm

2.2.4.2 Onafhankelijke wielophanging met Mc Person veerpoten In dit voorbeeld is het bovenste steunlager excentrisch. Het kan in verschillende posities geplaatst worden (zie hieronder) zodat wielvlucht en fuseelangshelling kunnen afgesteld worden. Het bolletje geeft de normale stand aan.

Figuur 9: afstelling bovenste steunlager Figuur 10: Mc Pherson wielophanging

stand A B C

Christophe Hallaert

wijziging wielvlucht 0° 30’ 30’

wijziging fuseelangshelling 30’ 30’ 0°

18/06/2020

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

11

2.3 Sporing (toespoor en uitspoor) (Vorspur/Nachspur, toe-in/toe-out, pincement des roues)

2.3.1 Omschrijving, definitie Het totaal spoor is het verschil in afstand tussen de velgranden voor en achter de as, gemeten in rechtuit stand en wordt uitgedrukt in mm.

Dit is echter een verouderde uitdrukking omdat tegenwoordig de sporing op moderne wieluitlijnbanken in hoekgraden en minuten wordt gemeten.

Figuur 11: het totaal spoor, links: toespoor (+), rechts: uitspoor (-)

Het totaal spoor = B – A en wordt aangegeven in millimeter of hoekgraden en minuten.  A<B: toespoor of positieve sporing (vb. + 0°05’)  A>B: uitspoor of negatieve sporing (vb. – 0°05’)  A=B: sporing = nul (vb. 0°00’) Tegenwoordig wordt het spoor aangegeven voor ieder wiel apart. Men spreekt dan van ‘individueel spoor’.

Het individueel spoor is de hoek gevormd tussen de wielmiddenvlaklijn en de lengteas van een voertuig dit bekeken vanaf de bovenzijde en in de rijrichting van het voertuig.

Het individueel spoor wordt aangegeven in hoekgraden en minuten.

Het ‘totaal spoor’ van een as is dan gelijk aan de som van het ‘individueel spoor’ van het linker wiel (α) en het rechter wiel (β).

Hierbij is toespoor = + en uitspoor = -!

Figuur 12: individueel spoor α en β

Christophe Hallaert

18/06/2020

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

12

Figuur 13: individueel en totaal spoor

Voorbeeld Bij een wagen worden de volgende individuele sporen opgemeten: LV: 0°07’ RV: 0°05’ Het totaal spoor aan de vooras = 0°07’ + 0°05’ = 0°12’ → + = toespoor LA: -0°02’ RA: 0°12’ Het totaal spoor aan de achteras = -0°02’ + 0°12’ = 0°10’ → + = toespoor Sporing komt voor bij de vooras- en de achteraswielen!

Verband tussen sporing in mm en sporing in graden/minuten

totaal spoor = B - A spoor per wiel = B - A 2 tg  = B - A 2.D

Figuur 14: verband spoor in mm en in graden en minuten

Merk op: De aanduiding van de sporing in mm wordt tegenwoordig niet meer toegepast omdat deze waarde afhankelijk is van de diameter van de velg.

Christophe Hallaert

18/06/2020

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

13

2.3.2 Belang van de sporing 2.3.2.1 Toespoor of uitspoor op de vooras?

In de wielophanging en spoorstangkogels is steeds een zekere (kleine) speling aanwezig en zijn elastische vervormingen in de componenten van de ophanging (draagarmrubbers, spoorstangen, ...) mogelijk.

De tijdens het rijden optredende krachten duwen deze speling weg.

Aangezien het de bedoeling is dat de wielen zo evenwijdig mogelijk rollen bij het rechtuitrijden past men bij sommige voertuigen toespoor, bij andere uitspoor toe bij stilstand.

Bij een voorwiel aangedreven voertuig past men op de vooras, in rust, soms uitspoor toe.

Tijdens het rijden zullen aandrijfkrachten de wielen (aan de voorzijde) naar elkaar drukken (naar neutraal spoor of toespoor).

Figuur 15: uitspoor op de vooras bij voorwiel aangedreven voertuig (BA)

Doch hebben de meeste voorwiel aangedreven voertuigen op de vooras toespoor omdat toespoor bijdraagt tot een alert stuurgedrag.

Door de continu opgewekte laterale (dwarse) krachten (het linkse wiel wil naar rechts rollen en het rechtse wiel naar links) worden er bij het insturen van een bocht sneller voldoende dwarskrachten opgewekt om het voertuig effectief een bocht te laten beschrijven.

Teveel toespoor echter veroorzaakt meer rolweerstand, een hoge bandenslijtage, de temperatuur van de band stijgt en het verbruik neemt toe.

Christophe Hallaert

18/06/2020

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

14

Bij achterwiel aangedreven voertuigen past men op de vooras, in rust, meestal toespoor toe.

Rolweerstandskrachten proberen tijdens het rijden de wielen aan de voorkant uit elkaar te duwen (naar neutraal spoor of uitspoor).

Verder weten we al dat toespoor bijdraagt tot een alert stuurgedrag.

Figuur 16: toespoor op de vooras bij achterwiel aangedreven voertuig (BA

Merk op: Bij het nemen van een bocht gaan de gestuurde wielen altijd in uitspoor om ervoor te zorgen dat de banden zo weinig mogelijk wrijven en zoveel mogelijk rollen over de weg. Dit omdat bij het nemen van een bocht het binnenwiel en het buitenwiel een andere bochtenstraal hebben.

2.3.2.2 Toespoor of uitspoor op de achteras?

Achteraan wordt meestal toespoor voorgeschreven. Door de continu opgewekte laterale krachten (het linkse wiel wil naar rechts rollen en het rechtse wiel naar links) worden er bij het insturen van een bocht sneller voldoende dwarskrachten opgewekt om het voertuig effectief een bocht te laten beschrijven. Zo wordt overstuur karakter onderdrukt!

Ook hier geldt weer: teveel toespoor veroorzaakt meer rolweerstand, een hoge bandenslijtage, de temperatuur van de band stijgt en het verbruik neemt toe.

Christophe Hallaert

18/06/2020

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

15

2.3.2.3 Spoorafwijking en bandenslijtage Bij een te grote positieve of negatieve vlucht vertoont de band een éénzijdige gladde slijtage.

Bij een te groot toe- of uitspoor vertoont de band ook een éénzijdige slijtage, echter braamvormig in dit geval.

Men kan zelfs aan de richting van de braamvorming uitmaken of het wiel teveel uit- of toespoor heeft.

Bijvoorbeeld het linkse wiel heeft teveel uitspoor bramen voelbaar als men de hand uitsteekt

het rechtse wiel heeft teveel toespoor bramen voelbaar als men de hand naar zich toetrekt

Figuur 17: zaagtandvormige slijtage bij een verkeerde sporing

Christophe Hallaert

18/06/2020

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

16

2.3.3 Voorbeelden van sporing Citroën C6 2.7 HDi Voorwielafstelling Sporing

-0°09’ ± 0°09’

afstelbaar

0°34’ ± 0°09’

niet afstelbaar

0°12’ ± 0°06’

afstelbaar

0°18’ ± 0°06’

niet afstelbaar

0° ± 0°10’

afstelbaar

0°10’ (min. -0°10’ / max. +0°40’)

niet afstelbaar

0°14’ ± 0°10’

afstelbaar

0°18’ ± 0°06’

niet afstelbaar

Achterwielafstelling Sporing Volvo S40 T5 AWD Voorwielafstelling Sporing Achterwielafstelling Sporing Opel Zafira A 2.0 DTI Voorwielafstelling Sporing Achterwielafstelling Sporing

BMW 3 series E90 Voorwielafstelling Sporing Achterwielafstelling Sporing

Mercedes-Benz W220 S-class Voorwielafstelling Sporing

0°14’ (min. 0°04’ / max.

0°25’)

afstelbaar

0°44’ (min. 0°29’ / max.

0°59’)

afstelbaar

Achterwielafstelling Sporing

Christophe Hallaert

18/06/2020

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

17

2.3.4 Afstelling sporing De sporing op de vooras is altijd afstelbaar. Op de achteras soms.

Figuur 18: afstellen van de sporing op de vooras

Christophe Hallaert

18/06/2020

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

18

2.4 Fuseedwarshelling (Spreizung, king pin inclination KPI, inclination de pivot de fusee)

2.4.1 Omschrijving, definitie De fuseedwarshelling is de hoek gevormd door de fuseehartlijn met de loodrechte op het wegdek in een dwarsvlak van het voertuig.

Er is enkel sprake van fuseedwarshelling bij de sturende wielen (dus meestal enkel de vooras).

De fuseedwarshelling wordt uitgedrukt in hoekgraden en minuten.

2.4.1.1 Fuseedwarshelling bij een starre as De fuseedwarshelling is de hoek tussen de aslijn van de fuseepen (stuurgewricht) en de verticale.

Figuur 19; fuseedwarshelling bij een starre as

1 2 3 4 5 6 7 8 9

O-ring fuseepen lagerbus afdichting aslichaam druklager smeernippel borgring astap

Figuur 20: fuseepen

Christophe Hallaert

18/06/2020

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

19

2.4.1.2 Fuseedwarshelling bij dubbele dwarsgeleiding Tegenwoordig is de fuseepen vervangen door twee ophangpunten.

Bijvoorbeeld bij een ophanging met dubbele dwarsgeleiding (twee driehoeken) zijn dit twee fuseekogels.

De verbinding tussen de middelpunten van de twee kogelgewrichten vormt de as waarrond het wiel zwenkt bij het sturen en wordt fuseehartlijn genoemd.

De hoek tussen fuseehartlijn en de verticale is de fuseedwarshelling.

Figuur 21: fuseedwarshelling bij dubbele dwarsgeleiding

Figuur 23: dubbele dwarsgeleiding

Figuur 22: dubbele dwarsgeleiding

Christophe Hallaert

18/06/2020

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

20

2.4.1.3 Fuseedwarshelling bij een Mc-Pherson ophanging De fuseehartlijn is de verbinding tussen het middelpunt van het druklager bovenaan de veerpoot en de fuseekogel van de onderste schommelarm.

Figuur 24: fuseedwarshelling bij Mc Pherson wielophanging

Christophe Hallaert

18/06/2020

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

21

2.4.2 Belang van de fuseedwarshelling 2.4.2.1 Stuurwiel terugdraaiing (na het nemen van een bocht) en rechtuitrijstabiliteit bevorderen Wanneer men de vooras optilt en aan het stuurwiel draait, dan merkt men dat het wiel vanuit middenpositie zowel bij het naar links als rechts verdraaien een weinig naar beneden toe beweegt.

Figuur 25: beweging wiel naar beneden toe bij verdraaiing

Als de wagen op de grond staat kan het wiel natuurlijk niet naar beneden bewegen, maar het omgekeerde doet zich voor, de bovenbouw wordt een beetje opgetild.

Het zwaartepunt van de wagen wordt hierbij naar boven verplaatst en zoekt na het nemen van de bocht zijn laagste punt op en duwt de wielen daarbij weer in rechtuit positie.

Hoe groter de fuseedwarshelling, hoe groter het terugstelmoment na de bocht en dus ook de rechtuitrijstabiliteit.

Let wel, dit effect van omhoogtillen van de bovenbouw is er niet als de schuurstraal (zie verder) nul is.

Zoals verder aan bod komt zorgt ook de fuseelangshelling voor een terugsteleffect en rechtuitrijstabiliteit.

Christophe Hallaert

18/06/2020

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

22

2.4.2.2 Schuurstraal (stuurrolradius of rolstraal of scrub radius) De fuseedwarshelling bepaalt samen met de wielvlucht de grootte van de stuurrolradius (schuurstraal of rolstraal).

De schuurstraal is de afstand tussen de snijlijn van het wielmiddenvlak met het wegdek en het snijpunt van het verlengde van de fuseehartlijn met het wegdek.

De schuurstraal kan positief, negatief of nul zijn.

Figuur 26: positieve schuurstraal

Figuur 27: negatieve schuurstraal

Figuur 28: schuurstraal nul (centerpoint steering)

De schuurstraal heeft volgende positieve effecten:  fladderen van de wielen tegengaan  de koersstabiliteit verbeteren en terug stelling van de wielen na een bocht (in combinatie met fuseedwarshelling) Wanneer de fuseedwarshelling niet bestaande zou zijn dan zou de rolstraal r te groot zijn:  de rolstraal is liefst zo klein mogelijk om de belasting op de fuseekogels zo laag mogelijk te houden (moment N x r, waarbij N de verticale belasting is onder het wiel).  de belasting op de spoorstangen zo laag mogelijk te houden ( moment L, R of B x r waarbij L de aandrijfkracht, R de rolweerstandskracht, B de remkracht).

Christophe Hallaert

18/06/2020

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

23

Figuur 29: noodzaak van een schuurstraal

Bovendien hebben stoorkrachten aan de wielen (vb. rijden op slecht wegdek) bij een grote rolstraal een lange 'hefboomarm' (rolstraal) waardoor de wielen sterk onderhevig zijn aan dergelijke stoorkrachten.

Een negatieve stuurrolradius heeft voordelen in situaties waarbij ongelijke remkrachten optreden.

Op de onderstaande figuren is de afstand |AB| gelijk aan de schuurstraal r.

A is het raakpunt tussen het midden van het loopvlak van de band en het wegdek.

B is het snijpunt van de fuseehartlijn met het wegdek. B is dus het scharnierpunt van de band op het wegdek.

Figuur 30: de schuurstraal r = afstand AB

Christophe Hallaert

18/06/2020

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

24

T is de totale vertragingskracht bij het remmen.

RL en RR zijn de remkrachten aan de vooras.

Stel nu dat de remkrachten vooraan verschillend zijn (ongelijke grip of verschillende hydraulische drukken door een defect in het remcircuit).

Door de ongelijke remkrachten heeft de wagen de neiging om (in dit voorbeeld) naar links af te wijken. Bij een negatieve schuurstraal ontstaat een koppel dat de wielen naar binnen wil bewegen. Links is dit effect het grootst. Dit wiel zal dus de neiging hebben tegen te sturen en neutraliseert hierdoor enigszins het schuintrekken van de wagen. positieve schuurstraal

negatieve schuurstraal

Figuur 31: invloed ‘+’ schuurstraal bij het remmen met ongelijke remkrachten op de vooras

Figuur 32: invloed ‘-‘ schuurstraal bij het remmen met ongelijke remkrachten op de vooras

De negatieve schuurstraal werd voornamelijk gerealiseerd op het moment dat personenwagens werden uitgerust met diagonaal gescheiden remsystemen.

Meer dan 70% van de moderne wagens hebben een negatieve schuurstraal.

De schuurstraal wordt tijdens de uitlijning niet gemeten (er wordt trouwens geen waarde voor opgegeven).

De stuurrolstraal ligt constructief vast maar kan onder andere gewijzigd worden door bredere velgen te monteren (zie verder).

Christophe Hallaert

18/06/2020

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

25

Opgepast met het monteren van brede velgen: de stuurrolradius kan veranderen zodat het gedrag van de wagen (bijvoorbeeld bij eenzijdige remwerking) gevaarlijk kan wijzigen.

De bovenste figuur toont een originele montage.

Hiernaast, een montage van een bredere velg.

Met hoofdzakelijk twee gevolgen:  de normaalkracht (verticale belasting ten gevolge van wagengewicht) gaat niet meer door het grootste lager.  de schuurstraal verandert (een negatieve wordt een positieve).

Figuur 33: schuurstraal verandert door montage van een te brede veld

Op de volgende bladzijde wordt dit aspect verder uitgediept en wordt de invloed van velgbreedte en bolling bekeken.

Christophe Hallaert

18/06/2020

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

26

Originele montage (bijvoorbeeld, negatieve schuurstraal, bolling B)

Bredere velg, zelfde bolling.

Zelfde schuurstraal, zelfde spoorbreedte, bredere buitenmaten

Bredere velg, grotere bolling.

Grotere schuurstraal, kleinere spoorbreedte, zelfde buitenmaten

Bredere velg, kleinere bolling.

Schuurstraal kleiner of zelfs positief, grotere spoorbreedte, bredere buitenmaten Figuur 34: invloed velgbreedte en bolling op de rolstraal, spoorbreedte en buitenmaten

Christophe Hallaert

18/06/2020

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

27

2.4.3 Voorbeelden van fuseedwarshellingen Voor de fuseedwarshelling geven de fabrikanten zelden een waarde op.

Meestal bedraagt de grootte van de fuseedwarshelling een 7° à 15°.

Onderstaande figuur toont de meetresultaten van de wieluitlijning van een Opel Zafira A 2.0 DTI. De gemeten grootte van de fuseedwarshelling is hier voor het linker wiel: 14°33’ en voor het rechter wiel: 14°29’.

Ook de grootte van de ingesloten hoek (= wielvlucht + fuseedwarshelling) is weergegeven: Ingesloten hoek links = 14°08’ = 14°33’ – 0°26’ (fout = 0°01’) Ingesloten hoek rechts = 14°15’ = 14°29’ – 0°14’ (geen fout)

Figuur 35: meetresultaten Opel Zafira A 2.0 DTI

Citroën C6 2.7 HDi Voorwielafstelling Fuseedwarshelling

Christophe Hallaert

8°07’ (min. 7°37’ / max.

8°37’)

18/06/2020

niet afstelbaar

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

28

2.4.4 Afstelling fuseedwarshelling en ingesloten hoek De fuseedwarshelling op zich is niet afstelbaar.

De wielvlucht en fuseedwarshelling vormen samen een vaste hoek (ingesloten hoek).

Figuur 36: de ingesloten hoek

Als de wielvlucht wordt bijgesteld, verandert ook de ingesloten hoek.

De ingesloten hoek moet links en rechts gelijk zijn (op circa 1° na), anders is er sprake van een vervorming in de wielgeleiding.

Voorbeeld: vlucht

fuseedwarshelling

gegeven

+45’

13°30'

gemeten links

-30’

13°10'

gemeten rechts

-30’

14°45'

som = ingesloten hoek

Besluit?

Christophe Hallaert

18/06/2020

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

29

2.5 Fuseelangshelling, naloop(hoek) of askanteling (Nachlaufwinkel, (positive) caster, angle de chasse)

2.5.1 Omschrijving 2.5.1.1 Inleiding De fuseelangshelling is de hoek gevormd door de fuseehartlijn met de loodrechte op het wegdek in een langsvlak van het voertuig.

Er is enkel sprake van fuseelangshelling bij sturende wielen.

De fuseelangshelling wordt uitgedrukt in hoekgraden en minuten.

De naloopafstand wordt opgegeven in mm. De naloopafstand is de afstand op het wegdek tussen het snijpunt van de fuseehartlijn met het wegdek en het snijpunt van de wielmiddellijn met het wegdek.

De fuseelangshelling kan positief of negatief zijn. Men spreekt van naloop (positief) of voorloop (negatief).

Figuur 37: naloop(hoek) en naloop afstand

Christophe Hallaert

18/06/2020

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

30

2.5.1.2 Welke combinatie naloopafstand en fuseelangshelling is te verkiezen?

Beoordeel daarvoor de onderstaande drie situaties.

Figuur 38: Welke combinatie naloopafstand en fuseelangshelling is te verkiezen?

Links De naloopafstand is in orde, maar door het ontbreken van een fuseelangshelling sturen de wielen niet mee in de bocht (geen wielvluchtverandering in de bocht).

Een dergelijke constructie komt niet voor bij wagens.

Midden Te grote naloopafstand (zwaar sturen en zijwindgevoelig).

Gunstige fuseelangshelling om de wielen bij het nemen van een bocht een gunstige vluchtverandering mee te geven.

Rechts Beste oplossing, want een niet al te grote naloopafstand en toch de positieve effecten van een fuseelangshelling.

2.5.1.3 Naloop bij een starre as De fuseelangshelling is gelijk aan de hellingshoek van de fuseepen.

In onderstaande figuur is de naloopafstand gelijk aan de afstand tussen de punten S en P.

Figuur 39: naloop bij een starre as

Christophe Hallaert

18/06/2020

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

31

2.5.1.4 Naloop bij een Mc Pherson wielgeleiding Onderstaande figuur toont de fuseelangshelling bij een Mc Pherson wielgeleiding. Op het wegdek vinden we de naloopafstand terug.

Figuur 40: naloop bij een Mc Pherson Wielgeleiding

2.5.1.5 Naloop bij dubbele dwarsgeleiding

Figuur 41: fuseelangshelling bij dubbele dwarsgeleiding

Christophe Hallaert

18/06/2020

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

32

2.5.2 Belang van de fuseelangshelling (naloop) 2.5.2.1 Rechtuitrijstabiliteit en stuurwielterugstelling na het nemen van een bocht De naloopafstand zorgt voor rechtuitrijstabiliteit en stuurwielterugstelling na het nemen van een bocht. Het wielcontact op het wegdek loopt achter op het draaipunt, hierdoor wordt een koppel gecreëerd dat het wiel naar de rechtuitstand duwt. Denk aan de wieltjes van een grootwarenhuiskarretje.

Hoe groter de naloop, hoe sterker het terugstelmoment wordt en hoe groter de rechtuitrijstabiliteit. Een keerzijde van een grote rechtuitrijstabiliteit is een zwaarder stuur.

Een te grote naloopafstand maakt de wagen gevoeliger voor zijwind.

De fuseelangshelling is bij fietsen en motorfietsen duidelijk zichtbaar. Er wordt dan over de balhoofdhoek gesproken.

Een grote balhoofdhoek resulteert in een grote stabiliteit (tourmodellen, ±27°). Een kleine hoek zorgt voor een goede wendbaarheid (racemoto’s, ±20°).

Figuur 42: De balhoofdhoek ‘D’ en naloopafstand ‘E’ bij een motorfiets

Christophe Hallaert

18/06/2020

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

33

2.5.2.2 Wielvluchtverandering bij het nemen van een bocht De fuseelangshelling (naloop) zorgt ervoor dat de voorwielen beter meesturen in de bocht.

Dit is als volgt te verklaren.

Door het toepassen van een fuseelangshelling verandert de wielvlucht als de wielen verdraaid worden: het buitenwiel krijgt negatieve vlucht en het binnenwiel krijgt positieve vlucht.

Op onderstaande afbeeldingen kun je duidelijk zien dat de wielvlucht verandert ten gevolge van de naloophoek wanneer aan het stuur wordt gedraaid.

Figuur 43: verandering wielvlucht door naloop, als er aan het stuur wordt gedraaid

Christophe Hallaert

18/06/2020

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

34

2.5.3 Voorbeelden van fuseelangshellingen (naloop) Citroën C6 2.7 HDi Voorwielafstelling Naloop

5°30’ ± 0°30’ max. verschil L/R: 30’

niet afstelbaar

3°42’ ± 1°30’

niet afstelbaar

3° ± 1° max. verschil L/R: 1°

niet afstelbaar

7°05’ ± 0°30’

niet afstelbaar

Volvo S40 T5 AWD Voorwielafstelling Naloop

Opel Zafira A 2.0 DTI Voorwielafstelling Naloop

BMW 3 series E90 Voorwielafstelling Naloop

Mercedes-Benz W220 S-class Voorwielafstelling Naloop

Christophe Hallaert

9°00’ ± 0°30’

18/06/2020

afstelbaar

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

35

2.5.4 Afstelling van de fuseelangshelling (naloop) De fuseelangshelling kan in sommige gevallen bijgesteld worden.

2.5.4.1 Onafhankelijke wielgeleiding met dubbele dwarsdraagarmen De bovenste draagarm (3) is met excentrische bouten (1 en 2) bevestigd aan het chassis.

Door deze bouten te verdraaien wordt de bovenste fuseekogel verplaatst. Hiermee wordt de fuseelangshelling en de wielvlucht geregeld.

Figuur 44: afstellen bovenste draagarm

2.5.4.2 Onafhankelijke wielophanging met Mc Pherson veerpoten In dit voorbeeld is het bovenste steunlager excentrisch. Het kan in verschillende posities geplaatst worden (zie hieronder) zodat wielvlucht en fuseelangshelling kunnen afgesteld worden. Het bolletje geeft de normale stand aan.

Figuur 45: afstelling bovenste steunlager Figuur 46: Mc Pherson wielophanging

stand A B C

Christophe Hallaert

wijziging wielvlucht 0° 30’ 30’

wijziging fuseelangshelling 30’ 30’ 0°

18/06/2020

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

36

3 Sporing in de bocht (hoekverschil in de bocht) Om bij het nemen van een bocht de wielen ook zo wrijvingsarm mogelijk te laten rollen moeten de wielen een gemeenschappelijk draaipunt hebben. Om dit te bereiken is een aangepast spoorstangenstelsel of stuurtrapezium nodig.

Motorvoertuigen hebben daarom: fuseesturing (Ackermann sturing).

Stuurtrapezium (in rechtuitstand) De naam volgt uit de geometrische figuur gevormd door de beide fusee-armen (3), de spoorstang(4) en de vooras(1) De wielas (2) en de fusee-arm zijn vast met elkaar verbonden. De fusees zijn draaibaar gelagerd op de fuseepennen of met fuseekogels. De spoorstangen en de fuseearmen zijn verbonden via spoorstangkogels.

Figuur 47: stuurtrapezium in rechtuitstand

Stuurtrapezium in de bocht

Figuur 48: stuurtrapezium in de bocht

Christophe Hallaert

18/06/2020

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

37

In rechtuitstand zullen de verlengden van de fusee-armen elkaar snijden op de achteras (of toch in de buurt ervan).

In de bocht hebben de wielen een gemeenschappelijk draaipunt.

Bemerk: De voorwielen gaan in de bocht in uitspoor, er is dus een hoekverschil tussen beide voorwielen = uitspoor in de bocht.

Figuur 49: uitspoor in de bocht (Δ)

De correcte geometrie van het stuurtrapezium controleren gebeurt door het uitspoor (hoekverschil) in de bocht te meten.

Het uitspoorl in de bocht = het verschil tussen het uitspoor in de bocht met de wielen naar links gedraaid en het uitspoor in de bocht met de wielen naar rechts gedraaid!

Figuur 50: meetresultaat van het uitspoor in de bocht

Als het hoekverschil meer dan 50' bedraagt kan men stellen dat het stuurtrapezium een afwijking vertoont.

Christophe Hallaert

18/06/2020

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

38

Het hoekverschil opmeten gebeurt bij het uitlijnen door het spoor te meten bij een wieluitslag van (meestal) 20°.

Sommige wieluitlijnapparaten hebben een speciaal programma onderdeel om het stuurtrapezium van Ackermann uit te meten. Zie onderstaande figuur.

Figuur 51: Ackermann analyse: onderzoek van het stuurtrapezium van Ackermann

Beoordeling van het stuurtrapezium door het hoekverschil te meten Door het sporing hoekverschil bij linkse en rechtse inslag te vergelijken kan men de instelling en de toestand van het stuurtrapezium beoordelen.

Bij een vervorming van het stuurtrapezium (meerbepaald een verbuiging van een fuseearm of een verbuiging van een spoorstang na een ongeval) zal het hoekverschil aan linker- en rechterzijde eveneens verschillen.

Bovenste figuur: in de rechtuit positie merkt men bijvoorbeeld dat het linker wiel teveel uitspoor heeft.

Onderste figuur: (na het uitlijnen) men heeft de linker spoorstang moeten verlengen om te corrigeren.

Bijgevolg: in de rechtuit positie heeft het stuurtrapezium niet de correcte vorm. Deze fout wordt duidelijk als men het hoekverschil in de bocht gaat meten.

Christophe Hallaert

18/06/2020

Figuur 52: vervorming in stuurtrapezium vaststellen

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

39

4 Geometrische rijlijn (thrustline), stuwhoek (thrustangle), as-parallelliteit 4.1 De geometrische rijlijn en stuwhoek Een starre achteras kan in zijn geheel schuin staan ten opzichte van de bovenbouw (figuur links).

Bij onafhankelijke wielgeleiding kan bijvoorbeeld één wiel schuin staan (ten gevolge van een aanrijding), zie rechtse figuur.

In beide gevallen is de as-parallelliteit verstoord. Of met andere woorden de geometrische rijlijn komt schuin onder de wagen te liggen waardoor de wagen afwijkt van de rechte baan.

Figuur 53: verstoorde geometrische rijlijn

Figuur 54: thrustline

Christophe Hallaert

18/06/2020

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

40

De hoek tussen de hartlijn en de geometrische rijlijn wordt de stuwhoek genoemd.

De grootte van de stuwhoek kan berekend worden: individueel spoor LA - individueel spoor RA stuwhoek = ————————————————————— 2 Bevindt de geometrische rijlijn zich links van de hartlijn dan is de stuwhoek negatief, bevindt ze zich rechts van de hartlijn dan is de stuwhoek positief.

Algemeen mag men stellen dat de geometrische rijlijn meestal niet meer dan 15' mag afwijken van de hartlijn (met andere woorden: de gemiddelde sporing van de achterwielen mag niet meer dan 15' bedragen).

Voorbeelden (gegeven zijn de spoorwaarden aan de achterwielen)  Gegeven: spoor links: - 21' spoor rechts: - 25'  Besluit:  Gegeven: spoor links: +30' spoor rechts: -20'  Besluit:  Gegeven: spoor links: 0° spoor rechts: + 20'  Besluit:

4.2 Voorbeelden van de maximum toelaatbare stuwhoek BMW 3 series E90 Maximum stuwhoek

± 0°12’

Mercedes-Benz W220 S-class Maximum stuwhoek

Christophe Hallaert

± 0°15’

18/06/2020

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

41

4.3 Meting van de stuwhoek Onderstaande figuur toont het meetresultaat van de stuwhoek van een BMW 3 serie E30.

- 0° 05’ - (- 0°34’) + 0°29’ stuwhoek = ————————— = ———— = 0°14’ 2 2

Figuur 55: meting van de stuwhoek van een BMW 3 serie E30

Christophe Hallaert

18/06/2020

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

42

5 Specifieke afwijkingen in de wieluitlijning Afwijkingen in de wieluitlijning kunnen voorkomen ten gevolge van aanrijdingen en naar aanleiding van vervanging van onderdelen van de wielgeleiding, vering/demping, stuurinrichting.

Naast afwijkingen van wielstanden (vlucht en spoor) en fuseestanden (fuseelangs- en dwarshelling), as-parallelliteit (geometrische rijlijn) en uitspoor in de bocht, kunnen verder nog volgende zeer specifieke fouten voorkomen: wielverzet en dwarsverschuiving.

5.1 Wiel- of asverzet Zowel aan de voor- als achteras kan een wiel (ten gevolge van een ongeval bijvoorbeeld) in lengterichting verschoven zijn.

Dit noemt men wielverzet of asverzet of set-back.

Figuur 56: wiel- of asverzet

Neem het voorbeeld van een voorwiel. Als dit in lengterichting verplaatst is dan zal meestal het spoor afwijken. Als men de sporing kan bijstellen tot de juiste waarde, dan zal men nadien bij het opmeten van het uitspoor in de bocht (hoekverschil in de bocht) een afwijking vaststellen.

Christophe Hallaert

18/06/2020

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

43

Een wielverzet kan men opsporen door de wielbasis links en rechts te meten.

Figuur 57: links op het meetscherm: meting wielbasis links en recht

Figuur 58: asverzet aan de voorzijde en aan de achterzijde

Christophe Hallaert

18/06/2020

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

44

Let wel, bepaalde wagens hebben een wielverzet aan de achteras ten gevolge van het toepassen van torsievering.

Figuur 59: asverzet t.g.v. de constructie van de achteras

5.2 Dwarsverschuiving Een starre as of een wiel kan dwars verschoven staan.

De hartlijn van de wagen staat in dit geval schuin.

Figuur 60: dwarsverschuiving

Christophe Hallaert

18/06/2020

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

45

6 De wieluitlijning 6.1 Inleiding De wieluitlijning in deze cursus wordt uitgelegd aan de hand van het 3D wieluitlijnapparaat John Bean Visualiner Pro 32 waarover VIVES beschikt.

Wanneer je de computer opstart van de John Bean Visualiner Pro 32 wieluitlijner ga je onderstaand scherm krijgen.

Figuur 61: opstartscherm John Bean Visualiner Pro 32

Voor de wieluitlijning zal je volgende stappen moeten uitvoeren: 1 Voertuiggegevens opzoeken.

2 Overzicht bekijken van de wieluitlijngegevens van het geselecteerde voertuig.

3 Voorafgaande inspectie uitvoeren.

4 Metingen uitvoeren.

5 Afstellingen uitvoeren.

Christophe Hallaert

18/06/2020

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

46

6.2 De wagen op de meetplaats rijden Rijd de wagen zo recht mogelijk tot op de meetplaats, stop net voor je op de draaiplaten rijdt.

Doe het raam aan de bestuurderszijde helemaal open.

Zet de versnellingsbak in neutraal.

Laat de sleutel op het contact zitten zodat je later aan het stuur kan draaien.

Verschuif de draaiplaten zodat de wielen straks gecentreerd op de draaiplaten komen te staan.

Duw de wagen nu tot op de draaiplaten.

De reflectoren moeten nu nog niet aangebracht worden, dit komt later!

Let op: Nooit met de wagen rijden als de reflectoren op de wielen zitten!!

6.3 Voertuiggegevens opzoeken Klik op het onderstaand omcirkeld icoon.

Figuur 62: voertuiggegevens opzoeken

Kies nu het juiste voertuig uit de lijsten. Druk dan op ‘OK’.

Figuur 63: juiste voertuig kiezen

Christophe Hallaert

18/06/2020

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

47

6.4 De wieluitlijngegevens van het geselecteerde voertuig Klik op het onderstaand omcirkeld icoon.

Figuur 64: wieluitlijngegevens geselecteerde voertuig opvragen

Nu kan je het overzicht bekijken van de wieluitlijngegevens van het geselecteerde voertuig.

Figuur 65: wieluitlijngegevens geselecteerde voertuig

De uitlijngegevens waar een ‘steeksleuteltje’ achter staat zijn afstelbaar!

Klikken op het steeksleuteltje toont een animatie van de afstelling.

Als je op de blauwe knop (rechts onderaan) drukt bekom je meer gegevens.

Christophe Hallaert

18/06/2020

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

48

6.5 Inspectie van het voertuig Het spreekt voor zich dat een wieluitlijning slecht zin heeft wanneer de chassisgeometrie van het voertuig correct is. Wanneer een voertuig hersteld is na een ongeval moet eerst de chassisgeometrie gecontroleerd worden. Als de chassisgeometrie in orde is kan overgegaan worden naar een meting van de wielgeometrie.

Vooraleer een wieluitlijning aan te vatten moeten eerst een aantal zaken gecontroleerd worden:  Bandenspanning correct?  Geen speling in de wiellagers?  Geen speling bij de wielophanging (draagarmrubbers, fuseekogels, ...)?  Geen speling in de stuurinrichting, spoorstangkogels?  Wagenhoogte correct?  Wagenbelasting correct?  ...

As opkrikken en de band links en rechts vastpakken met de handen en dwarskrachten heen en weer uitoefenen volgens de pijltjes. Ga na of er speling voelbaar is. (Voor de vooras, houdt er iemand het stuurwiel stevig vast, zo controleer je de speling in de spoorstangkogels)

Nu de banden bovenaan en onderaan vastpakken en eveneens dwarskrachten uitoefenen.

Ga na of er speling voelbaar is

Klik op het onderstaand omcirkeld icoon voor de inspectie.

Figuur 66: de voertuiginspectie aanvatten

Christophe Hallaert

18/06/2020

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

49

Klik op het onderstaand omcirkeld icoon om de inspectielijst te bekomen.

Figuur 67: de inspectielijst opvragen

De inspectielijst kan nu aangevuld worden.

Figuur 68: de inspectielijst

Christophe Hallaert

18/06/2020

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

50

6.6 Metingen 6.6.1 Reflectoren aanbrengen Breng de kleine reflectoren vooraan aan en de grote reflectoren achteraan.

Figuur 69: de reflectoren aanbrengen

6.6.2 De metingen starten Onderstaand omcirkeld icoon moet aangeklikt worden om de metingen te starten.

Figuur 70: de metingen starten

Christophe Hallaert

18/06/2020

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

51

6.6.3 Meting van spoor en wielvlucht, vooraan en achteraan Voor de meting van het spoor en de wielvlucht moeten onderstaande acties uitgevoerd worden.

De wagen achteruit duwen (er verschijnt een groene pijl) tot er een ‘stop’ teken verschijnt.

De wagen vooruit duwen (er verschijnt een groene pijl) tot er een ‘stop’ teken verschijnt.

Wanneer dit teken verschijnt, is er wielslag opgetreden bij het achteruit en vooruit rijden.

Deze wielslag kan veroorzaakt worden door speling in de wielophanging.

Herneem echter eerst nog eens de procedure. Het gebeurt wel eens dat er de tweede keer geen melding komt van wielslag.

Christophe Hallaert

18/06/2020

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

52

6.6.4 Meting van de fuseestanden en het hoekverschil in de bocht Druk achtereenvolgens op de onderstaande in het rood omcirkelde iconen.

Voor deze metingen moet het stuurwiel naar links en naar rechts verdraaid worden.

Bedien de rem met de stang.

Haal de pennen uit de draaiplaten.

Verdraai nu het stuur door het openstaande raam.

Fuseelangshelling en fuseedwarshelling.

Meting van het hoekverschil (uitspoor) in de bocht.

Maximale stuuruitslag.

Christophe Hallaert

18/06/2020

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

53

Draai voorzichtig het stuur naar links en stop bij het eerste icoontje (groene kader): hier worden fuseedwarshelling en fuseelangshelling gemeten.

Als het belsignaal klinkt, draai vervolgens verder naar links naar het volgende icoon.

Hier wordt het hoekverschil in de bocht gemeten.

Draai verder tot het derde icoon: maximale wieluitslag.

Merk op: rond het stuurwiel staan pijltjes in beide richtingen. Dit wil zeggen dat men na de meting van het hoekverschil in de bocht, kan kiezen: ofwel verder naar links om het maximale stuuruitslag te meten, of indien men dit niet wenst te doen, terug naar rechts draaien voor de metingen aan het andere wiel.

Zelfde procedure als hierboven: stuur naar rechts draaien.

Christophe Hallaert

18/06/2020

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

54

Stuurwiel terug in het midden plaatsen.

6.6.5 Voertuigafmetingen Druk achtereenvolgens op de onderstaande in het rood omcirkelde iconen.

Figuur 71: resultatenscherm voertuigafmetingen

Christophe Hallaert

18/06/2020

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

55

6.6.6 Analyse van het stuurtrapezium van Ackermann Druk achtereenvolgens op de onderstaande in het rood omcirkelde iconen.

Je zal het stuur nu in stappen van 5 graden rechtsom en daarna linksom moeten verdraaien.

Als meetresultaat bekom je onderstaand scherm.

Figuur 72: resultatenscherm Ackermann analyse

De groene lijn (voor de rechtse wieluitslag) en rode lijn (voor de linkse wieluitslag) in de bovenstaande 3 figuren (Ackermann fout, Totaal toespoor en Gemeten Ackermann) moeten zo veel als mogelijk op elkaar liggen, dan is uw stuurtrapezium in orde.

Is dit niet zo dan zit je met een vervorming van uw stuurtrapezium.

Christophe Hallaert

18/06/2020

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

56

6.7 Meetresultaten 6.7.1 Meetresultaten beoordelen Druk op onderstaand omcirkeld icoon om de meetresultaten te bekomen.

U bekomt onderstaand scherm.

Figuur 73: scherm meetresultaten

Indien u nu verder op ‘OK’ drukt bekomt u de hierna volgende schermen.

Christophe Hallaert

18/06/2020

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

57

WIELHOEK GEGEVENS ACHTERAS WIELVLUCHT

SPOOR

WIELHOEK GEGEVENS VOORAS FUSEELANGSHELLING

WIELVLUCHT SPOOR

Figuur 74: meetresultaten in tabelvorm

Christophe Hallaert

18/06/2020

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

58

6.7.2 Rapporten afdrukken Druk op onderstaand omcirkeld icoon om ‘rapporten afdrukken’ te bekomen.

Figuur 75: scherm ‘rapporten afdrukken’

Er kunnen drie rapporten afgedrukt worden:  Voertuig uitlijn rapport  voertuiginspectie rapport  grafische uitlijnwaarden

Christophe Hallaert

18/06/2020

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

59

Figuur 76: voertuig uitlijn rapport

Christophe Hallaert

18/06/2020

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

60

Figuur 77: voertuiginspectie rapport

Christophe Hallaert

18/06/2020

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

61

Figuur 78: uitlijnwaarden grafisch voorgesteld

Christophe Hallaert

18/06/2020

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

62

6.8 Afstellingen Voer nu de mogelijke afstellingen uit.

Het is best om het stuurwiel in de rechtuitstand en waterpas te fixeren!

Bij het overgrote deel van de voertuigen kan enkel de sporing op de vooras afgesteld worden.

Voorbeelden van afstellingen werden in deze cursus gegeven bij de betreffende hoofdstukken van de wielhoeken en fuseehoeken.

Nadat de afstellingen uitgevoerd zijn, kun je best een korte rit maken met het voertuig en de wieluitlijning opnieuw uitvoeren.

Christophe Hallaert

18/06/2020

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

63

7 Lijst van de figuren Figuur 1: de wielbasis A van een voertuig ............................................................................. 4 Figuur 2: de spoorbreedte B van een voertuig ....................................................................... 5 Figuur 3: positieve wielvlucht ................................................................................................. 6 Figuur 4: negatieve wielvlucht ............................................................................................... 6 Figuur 5: invloed van de wielvlucht ........................................................................................ 7 Figuur 6: shimmyen (fladderen) van een wiel (BA) ................................................................ 7 Figuur 7: shimmyen (fladderen) van een wiel (BA) ................................................................ 7 Figuur 8: afstellen bovenste draagarm .................................................................................10 Figuur 9: afstelling bovenste steunlager ...............................................................................10 Figuur 10: Mc Pherson wielophanging ..................................................................................10 Figuur 11: het totaal spoor, links: toespoor (+), rechts: uitspoor (-) .......................................11 Figuur 12: individueel spoor α en β.......................................................................................11 Figuur 13: individueel en totaal spoor ...................................................................................12 Figuur 14: verband spoor in mm en in graden en minuten ....................................................12 Figuur 15: uitspoor op de vooras bij voorwiel aangedreven voertuig (BA).............................13 Figuur 16: toespoor op de vooras bij achterwiel aangedreven voertuig (BA..........................14 Figuur 17: zaagtandvormige slijtage bij een verkeerde sporing ............................................15 Figuur 18: afstellen van de sporing op de vooras .................................................................17 Figuur 19; fuseedwarshelling bij een starre as ......................................................................18 Figuur 20: fuseepen .............................................................................................................18 Figuur 21: fuseedwarshelling bij dubbele dwarsgeleiding .....................................................19 Figuur 22: dubbele dwarsgeleiding .......................................................................................19 Figuur 23: dubbele dwarsgeleiding .......................................................................................19 Figuur 24: fuseedwarshelling bij Mc Pherson wielophanging ................................................20 Figuur 25: beweging wiel naar beneden toe bij verdraaiing ..................................................21 Figuur 26: positieve schuurstraal ..........................................................................................22 Figuur 27: negatieve schuurstraal ........................................................................................22 Figuur 28: schuurstraal nul (centerpoint steering) .................................................................22 Figuur 29: noodzaak van een schuurstraal ...........................................................................23 Figuur 30: de schuurstraal r = afstand AB ............................................................................23 Figuur 31: invloed ‘+’ schuurstraal bij het remmen met ongelijke remkrachten op de vooras 24 Figuur 32: invloed ‘-‘ schuurstraal bij het remmen met ongelijke remkrachten op de vooras .24 Figuur 33: schuurstraal verandert door montage van een te brede veld ...............................25 Figuur 34: invloed velgbreedte en bolling op de rolstraal, spoorbreedte en buitenmaten ......26 Figuur 35: meetresultaten Opel Zafira A 2.0 DTI ..................................................................27 Figuur 36: de ingesloten hoek ..............................................................................................28 Figuur 37: naloop(hoek) en naloop afstand ..........................................................................29 Figuur 38: Welke combinatie naloopafstand en fuseelangshelling is te verkiezen? ..............30 Figuur 39: naloop bij een starre as .......................................................................................30 Figuur 40: naloop bij een Mc Pherson Wielgeleiding ............................................................31 Figuur 41: fuseelangshelling bij dubbele dwarsgeleiding ......................................................31 Figuur 42: De balhoofdhoek ‘D’ en naloopafstand ‘E’ bij een motorfiets ...............................32 Figuur 43: verandering wielvlucht door naloop, als er aan het stuur wordt gedraaid .............33 Figuur 44: afstellen bovenste draagarm ...............................................................................35 Figuur 45: afstelling bovenste steunlager .............................................................................35 Figuur 46: Mc Pherson wielophanging ..................................................................................35 Figuur 47: stuurtrapezium in rechtuitstand ............................................................................36 Figuur 48: stuurtrapezium in de bocht ..................................................................................36 Figuur 49: uitspoor in de bocht (Δ)........................................................................................37 Figuur 50: meetresultaat van het uitspoor in de bocht ..........................................................37 Figuur 51: Ackermann analyse: onderzoek van het stuurtrapezium van Ackermann ............38 Figuur 52: vervorming in stuurtrapezium vaststellen .............................................................38

Christophe Hallaert

18/06/2020

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

64

Figuur 53: verstoorde geometrische rijlijn .............................................................................39 Figuur 54: thrustline ..............................................................................................................39 Figuur 55: meting van de stuwhoek van een BMW 3 serie E30 ............................................41 Figuur 56: wiel- of asverzet...................................................................................................42 Figuur 57: links op het meetscherm: meting wielbasis links en recht ....................................43 Figuur 58: asverzet aan de voorzijde en aan de achterzijde .................................................43 Figuur 59: asverzet t.g.v. de constructie van de achteras .....................................................44 Figuur 60: dwarsverschuiving ...............................................................................................44 Figuur 61: opstartscherm John Bean Visualiner Pro 32 ........................................................45 Figuur 62: voertuiggegevens opzoeken ................................................................................46 Figuur 63: juiste voertuig kiezen ...........................................................................................46 Figuur 64: wieluitlijngegevens geselecteerde voertuig opvragen ..........................................47 Figuur 65: wieluitlijngegevens geselecteerde voertuig ..........................................................47 Figuur 66: de voertuiginspectie aanvatten ............................................................................48 Figuur 67: de inspectielijst opvragen ....................................................................................49 Figuur 68: de inspectielijst ....................................................................................................49 Figuur 69: de reflectoren aanbrengen...................................................................................50 Figuur 70: de metingen starten .............................................................................................50 Figuur 71: resultatenscherm voertuigafmetingen ..................................................................54 Figuur 72: resultatenscherm Ackermann analyse .................................................................55 Figuur 73: scherm meetresultaten ........................................................................................56 Figuur 74: meetresultaten in tabelvorm ................................................................................57 Figuur 75: scherm ‘rapporten afdrukken’ ..............................................................................58 Figuur 76: voertuig uitlijn rapport ..........................................................................................59 Figuur 77: voertuiginspectie rapport .....................................................................................60 Figuur 78: uitlijnwaarden grafisch voorgesteld ......................................................................61

Christophe Hallaert

18/06/2020

VIVES

Voertuigtechnologie

Wielgeometrie en uitlijning

65

8 Bronvermeldingen  CURSUS Deze cursus is gebaseerd op de oorspronkelijke cursus van Frans Devolder.  BOEKEN J. REIMPELL, H. STOLL. The automotive chassis: engineering principles SAE Warrendale USA THOMAS GILLESPIE. Fundamentals of vehicle dynamics SAE Warrendale USA JAMES D. HALDERMAN. Automotive chassis systems Pearson, 2010 ISBN-13: 978-0-13-508503-5 DEMOOR L. Voertuigtechniek - krachtoverbrengingen, De Sikkel n.v., Malle, 1982.

DE NIEUWE STEINBUCH. De Automobiel, Het Rijdend Gedeelte Band A en B Kluwer Technische Boeken, Deventer, 1989.

ISBN 90 201 1972 9 JAN TROMMELMANS. Het moderne auto ABC Kluwer Technische Boeken, Deventer, 1993.

ISBN 90 201 2757 8 H. GRATER. Autobanden en autowielen, balanceren, uitlijnen Kluwer Technische Boeken, Deventer, 1989 ISBN 90 201 2085 9  BEDRIJFSDOCUMENTATIE FORD Technische Service Training: Stuurinrichting en wielophanging

Christophe Hallaert

18/06/2020

VIVES