Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 25. 21 juni 1955 - Bildäckets inverkan på styrningen, av Einar Bohr
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
588
TEKNISK TIDSKRIFT
Fig. 3.
Styrningsschema; cc > ß
överstyrning, cc < ß
understyrning.
Fig. 4. Sidföringskraft
S vid olika vården på
väg friktionskoefficien-
tens vilovårde /u0; Q
hjultryck, fis sid
friktionskoefficient, [is —
S/Q.
deformering energi, som ingår i rullningsmotståndets
arbete. Även för siddeformeringarna genom krypvinklarna
åtgår energi, som kan läggas till däckets effektkonsumtion,
dvs. rullningsmotståndet ökas med en komponent av den
för styrning använda sidföringskraften. I det följande
behandlas endast kurvkörning och betydelsen av
krypvinklarna för styrningen. Förhållandet på rak väg, då
krypvinklar uppstår genom sidverkande yttre krafter (blåst,
sidlutning av vägbanan), vilka måste motverkas genom
styrning, behöver icke särskilt tas i betraktande.
I samband med styrbetingelserna för bilar kan några
ord om understyrning, neutral styrning och överstyrning
sägas. Det är vanligt att man definierar dessa
förhållanden på följande sätt. Då en bil vid framhjulens
snedställning viker av från sin färdriktning, uppkommer
krypvinklar för samtliga hjuldäck (fig. 3). Om framhjulens
krypvinklar är större än bakhjulens, sägs bilen vara
understyrd, i motsatt fall överstyrd och vid lika vinklar
neutralstyrd. Enligt en exaktare definition bör vid neutral
styrning bilens inställda vändradie icke förändras vid ökad
hastighet och centrifugalkraft. Det betyder, att
styrningskurvan för bilen, sedd från styrcentrum, skall ha
oförändrad konkavitet vid ökad hastighet, om styrningen är
neutral, få mindre konkavitet vid understyrning och större
vid överstyrning. Det kan på geometrisk väg lätt påvisas,
att vid neutral styrning måste den främre krypvinkeln
vara mindre än den bakre — ej lika stor, som det i
allmänhet antas1. Vid ökad hastighet flyttas bilens
styrcentrum framåt på grund av ökade krypvinklar (fig. 3).
När krypvinkeln under inverkan av ökad sidkraft även
ökas, förstoras spänningen mellan de olika
gummipartiklarna i kontaktytan och allt större mängd av dem släpper
taget i vägbanan. Under ca 2° krypvinkel anses dock
deformeringen i gummit kunna ske utan slirning mot vägen2.
Det uppstår partiell slirning, som motsvarar den skenbara
slirningen vid driv- eller bromskraftöverföring. Ju större
vägfriktionskoefficientens vilovärde fx0 är, desto längre
bibehålls väggreppet och desto större sidföringskraft och
krypvinkel tillåter ett givet däck, fig. 4. Vid tillräckligt stor
sidkraft rutschar däcket igenom, dvs. 100 %> sidglidning
(sladdning) uppkommer. I allmänhet är det först då som
sladdspår i hård vägbana uppkommer. I detta ögonblick
passeras gränsen för maximal sidföringskraft S = Q • /us,
där jus < (io-
Beroende bl.a. på däckets konstruktion, lufttryck i däcket
och hjultryck varierar krypvinkeln vid given sidkraft eller
fordras det olika sidkraft för en given krypvinkel. En viss
variation förekommer även för ett och samma fabrikats
standardiserade däckstyp och däckstorlek, beroende på
ofrånkomliga olikheter i gummi- och cordmaterial,
bindeämnen o.d.
I allmänhet har ett mycket elastiskt däck, t.ex. det
moderna lågtrycksdäcket, större kontaktyta och även bättre
väggrepp på en ordinär hård vägbana (större
friktionskoefficient) än ett mindre elastiskt, och detta senare har
större kontaktyta och friktionskoefficient än en oelastisk
hjulring. Sidstyvheten blir i stort sett mindre vid ökad
elasticitet hos däcket och därmed ökas krypvinkeln för
given sidkraft. Men på grund av den större
friktionskoefficienten blir den maximala sidföringskraften även större
för det mer elastiska däcket — åtminstone i regel. Som
en följd av ökad kontaktyta mot vägbanan och för given
sidkraft ökade krypvinklar och återställsmoment får man
för det moderna högelastiska lågtrycksdäcket ökat
styrningsarbete. Förhållandet har även vissa konsekvenser för
bilens över- eller understyrningstendenser, dvs. bilens sätt
att svara mot förarens styrningsarbete i kurvor.
Mätning av sidföringskraft och återställsmoment
Ända sedan det pneumatiska bildäcket kom till har detta
varit till ovärderlig hjälp för bilkonstruktörerna och i
hög grad förenklat konstruktionsarbetet för styrning och
fjädring, bromsning och drivning. I viss mån har
gummidäckets egenskaper försenat den mekaniska
konstruktionsutvecklingen på dessa områden genom att i hög grad
kompensera alla icke alltför framträdande brister.
Däckens speciella egenskaper har dock icke oväsentlig
betydelse för övrig fjädrings- och styrapparat och börjar
numera bli föremål för ökad uppmärksamhet. Självklart
bör detta dock icke resultera i att att en bilkonstruktör
skall anse sig tvungen konstruera bilen för ett visst
däcksfabrikat eller ens en bestämd däckstorlek. Man har på
sina håll befarat en dylik utveckling1. Provningar av däck
i laboratorier och på väg med hänsyn till deras inflytande
på bilens olika egenskaper är dock därför icke mindre
nödvändiga, speciellt med hänsyn till den moderna
utvecklingen mot ökade hastigheter och förbättrade
vägegen-skaper för bilarna.
För provning av bildäck används specialbyggda
maskiner1. En sådan maskin har en elektrisk dynamometer, som
kan såväl lämna som uppta kraft. Den är försedd med
växellåda och kopplad till en ståltrumma med stor
diameter, ca 1,7 m, på vars mantelyta provningsdäcken ställs
upp. De kan antingen driva eller drivas av trumman.
Däckens axel är förenad med ännu en dynamometer över en
kardanknut som möjliggör olika inställningsvinklar och
belastningar för däcket. Med en särskild styrapparat kan
däcket inställas i vinkel mot trumman för att imitera
krypvinklar, vidare kan hjullutning ("camber"),
skränk-ning ("toe-in") och spindelbultsvinklar varieras. Alla
inställningsvinklar kontrolleras med optiska instrument i ett
särskilt kontroll- och manöverrum. Vidare överförs
genom däckets axel även sidverkande krafter, sidföringskraft
och återställsmoment, vilka under proven genom
tryckkapsyler i kombination med Bourdon-rörfjädrar direkt
kan avläsas på skalor. Lufttrycket i däcket ökas eller hålls
konstant genom en specialventil. Hjultrycket varieras på
hydraulisk väg.
Vid prov med denna maskin uppkom vissa differenser
för resultat med däck av samma fabrikat, utförande och
storlek. De uppgick i medeltal till 3,5 °/o för
sidförings-krafter och 6 °/o för återställsmoment. Som förut nämnts
är detta senare produkten av sidföringskraften och
avståndet från dess angreppspunkt till vertikallinjens från
hjulcentrum skärning med kontaktytan. Detta avstånd är
för 6" X 16" däck ungefär 43 mm, då däcket har nominell
belastning. Nämnda avstånd gör att avståndet från bilens
tyngdpunkt till sidföringskraftens angreppspunkt fram
minskas och avståndet från tyngdpunkten till den bakre
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
