Inspektion von Lenkung und Aufhängung: Den Winkel im Einklang halten mit Ackermann

Apr 12, 2023

Die meisten Leute halten die gewöhnliche Reifenstange für Low-Tech. Wenn man jedoch bedenkt, wie sich Vorderradaufhängungen von geraden Achsen zu eigenständigen Designs entwickelt haben, musste sich die Spurstange an neue Winkel und Geometrie anpassen.

Mit der geraden Achse war es einfach, es auf der Straße zu halten. Eine Balkenachse mit zwei Spindeln, die mit Königszapfen befestigt sind, die in einem Winkel angeordnet sind, der als „Königszapfenneigung“ bezeichnet wird. Der Winkel behält den Wenderadius bei und verläuft durch die Mitte der Reifenaufstandsfläche. Eine Schleppstange und eine Spurstange verbinden die Spindeln mit dem Lenkgetriebe. Die Räder werden in zwei verschiedenen Winkeln gedreht, wobei das Innenrad mehr gedreht wird als das Außenrad, um zu verhindern, dass der Innenreifen scheuert und Reifenverschleiß verursacht.

Ein Mann namens Ackermann patentierte 1881 die Geometrie, die es den Innen- und Außenrädern ermöglichte, sich in unterschiedlichen Winkeln zu drehen.

Es gibt viele SUVs mit Allradantrieb sowie leichte und mittelschwere Lkw, die immer noch eine gerade Vorderachse haben. Alles ist gleich, außer dass die Achse über ein Differential und Universal- oder Gleichlaufgelenke verfügt, damit sich die Räder drehen können.

Im Jahr 1934 unternahm GM den ersten Versuch einer Einzelradaufhängung mit der „Knee Action“-Aufhängung für den Chevrolet. Fünf Jahre später versuchte GM es erneut mit der Doppelquerlenker-Einzelradaufhängung vorn. Dies brachte eine Reihe neuer Herausforderungen für die Konstruktion des Lenkgestänges mit sich.

Die Querlenker der Einzelradaufhängung, die heute Querlenker genannt werden, bewegen sich von ihrer Befestigung am Fahrgestell aus in einem Bogen. Die oberen und unteren Querlenker sind unterschiedlich lang, damit die Rad- und Reifenkontaktfläche bei Bewegungen der Aufhängung die gleiche Position behält.

Der Begriff Achsschenkelbolzenneigung wird heute „Steering Axis Inclination“ (SAI) genannt. Eine Federbeinaufhängung bewirkt dasselbe, indem sie sich an der SAI ausrichtet, um den unteren Querlenker auszugleichen. Die Geradeachslenkung wurde für die Einzelradaufhängung modifiziert, indem der Lenkgetriebeabschnitt in eine vertikale Position gebracht und der Lenkstockhebel und die Schleppstange an einem Umlenkhebel befestigt wurden. Die Spurstange wurde durch zwei Spurstangen ersetzt und an der Schleppstange befestigt. Diese Modifikation wurde zu einem sogenannten konventionellen Lenkgetriebe.

Bump Steer: Was für ein Widerstand Die Spurstangen des konventionellen Lenkgetriebes bewegen sich ebenso wie die Querlenker in einem Bogen. Wenn ein Rad auf eine Unebenheit trifft, wird das Rad durch die Bewegung der Spurstange herausgeschleppt. Dies wird als Stoßlenkung bezeichnet. Das Gleiche passiert, wenn das Chassis in einer Kurve rollt. Dies kann als Untersteuern bezeichnet werden. Die Länge und Position der Spurstangen sowie der Bogen, in dem sie sich bewegen, sind so ausgelegt, dass Stoß- und Rollbewegungen minimiert werden.

Konventioneller LenkgetriebebetriebDas Lenkgetriebe kann ein Schneckengetriebe mit Sektor oder ein Kugelumlaufgetriebe mit Mutter und Sektor sein.

Der Sektor ist ein Abschnitt eines Zahnrads, der eine Welle dreht. An der Sektorwelle ist ein Lenkstockhebel befestigt. Der Lenkstockhebel ist mit einem festen Gelenk verbunden, das sich in der Schleppstange befindet. Die Schleppstange ist mit dem Umlenkarm verbunden, der über zwei feste Gelenke verfügt. Ein festes Gelenk hat einen konischen oder geraden Sitz, der dafür sorgt, dass sich der Umlenkarm und der Lenkstockhebel in derselben Ebene bewegen. Die Schleppstange bewegt sich in einer parallelen Ebene zum Lenkstockhebel und Umlenkhebel. Die Spurstangenköpfe sind über Kugelgelenke mit dem Achsschenkel verbunden. Die Spurstange ist über ein festes Gelenk, das sogenannte Mittellenkergelenk, mit dem Schlepplenker verbunden. Die Mittellenker halten die Position der Spurstange zum Schlepplenker aufrecht.

Es gibt Variationen zum herkömmlichen Aufbau. Am bemerkenswertesten sind die Minivans Chevrolet Astro und GMC Safari, bei denen es zwei Umlenkarme gibt, die die Schleppstange tragen. Der Lenkstockhebel des Lenkgetriebes ist in vertikaler Position montiert und an einer zweiten Lenkstange befestigt.

Konventionelle LenkgetriebeinspektionDas Lenksystem lässt sich am besten prüfen, wenn das Fahrzeug auf dem Boden steht oder auf den Drehplatten eines Ausrichtungsgestells.

Richtig prüfen Die Inspektion sollte mit dem Lenkstockhebel und den Umlenkrollen beginnen. Sie sollten in der gleichen Ebene bleiben, wenn die Räder von Anschlag zu Anschlag gedreht werden. Beim Mini-Van gilt das Gleiche auch für die zweite Schleppstange. Einige Spannarme haben ein bestimmtes Endspiel, das mit einem Federspannungsmessgerät gemessen wird.

Als nächstes kommt das Lenkgetriebe. Überprüfen Sie die Sektorwelle auf Undichtigkeiten. Wenn diese Komponenten in Ordnung sind, prüfen Sie das Spiel im Lenkrad. Sowohl die Schnecke als auch der Sektor und die Umlaufkugel verfügen über eine Schubeinstellschraube. Eine Faustregel besagt, dass das Lenkrad ein bis zwei Zoll Spiel haben sollte und nicht klemmen sollte, wenn das Lenkrad von Anschlag zu Anschlag gedreht wird. Über dem Sektor befindet sich eine Schubeinstellschraube. Durch Einstellen der Schraube kann sich das Spiel im Lenkgetriebe ändern. Es ist wichtig, die empfohlenen Einstellverfahren zu befolgen, da einige Gänge im Fahrzeug nicht eingestellt werden können.

Zahnstangenbetrieb Der hydraulische Hilfskolben ist Teil der Zahnstange und die Zugstangen sind direkt an der Zahnstange befestigt und dienen zur Aufnahme der Kugel in einem Gewindegehäuse. Bei diesen Anwendungen werden die Zugstangen mit der Zahnstange verbunden. Um das Kugelgelenk von der Zahnstange zu entfernen, ist ein Spezialwerkzeug erforderlich, ohne dass eine Dichtung am Antriebszylinder beschädigt wird. Eine Variante des Zahnstangenlenkgetriebes ist der Mittelabtrieb. Die Zugstangen werden in der Mitte der Zahnstange befestigt und der Servozylinder wird an das Ende der Zahnstange bewegt. Die verlängerte Spurstangenlänge des Mittelabtriebs soll das Ausmaß von Stößen und Rollbewegungen reduzieren. Die Zahnstange verfügt über eine Einstellmöglichkeit für das Schubspiel zwischen Ritzel und Zahnstange. Der Einsteller besteht aus einem Schuh und einem Einstellmechanismus, der sich unterhalb des Ritzels befindet. Sie hat die gleiche Funktion wie die Druckschraube für eine Schnecke und einen Sektor oder eine Kugelmutter und einen Sektor.

Inspektion von Zahnstangen und Ritzel Die meisten der heute hergestellten Racks sind kraftunterstützt. Die Spurstangen sind direkt mit der Zahnstangenanordnung verbunden.

Ein Kugelgelenk verbindet die Spurstange mit der Zahnstange und einem Spurstangenkopf, der ebenfalls ein Kugelgelenk ist und am Achsschenkel befestigt wird. Das Mittelabtriebslenkgetriebe verwendet Gummibuchsen, um die Spurstangen in der Mitte des Zahnstangengehäuses zu befestigen.

Zugstangen Zwischen 45 und 60 Meilen pro Stunde kommt und geht ein Vibrieren und Flattern. Sind es die Spurstangen oder das Lenkgestänge? Das Shimmy sind höchstwahrscheinlich die Spurstangen. Schlendert das Fahrzeug und erfordert ständige Lenkkorrekturen, dürfte das Gestänge bzw. Lenkgetriebe die Ursache sein. Beginnen wir mit einem herkömmlichen Lenkgetriebe. Die Spurstangenköpfe sind über Kugelgelenke mit dem Achsschenkel verbunden. Es darf kein Klemm- oder Endspiel vorhanden sein. Die Mittelglieder sollten parallel zum Schleppglied bleiben. Der beste Weg ist eine Zwei-Personen-Operation. Eine Person sollte das Lenkrad von Anschlag zu Anschlag drehen, während die zweite Person das Spurstangenkopf und den Mittellenker beobachtet. Der beste Ausgangspunkt ist die Beifahrerseite, da dort Spritzwasser und Bordsteinkanten am nächsten sind. Wenn es sich um ein Zahnstangenlenkgetriebe handelt, sind es die Spurstangen.

Es gibt zwei verschiedene Arten von Gelenken. Der innere Spurstangenkopf ist ein Kugelgelenk, das direkt mit der Zahnstange verbunden ist. Um ein Innengelenk auszutauschen, sind Spezialwerkzeuge zum Entfernen der Mutter und der Buchse von der Zahnstange erforderlich. Das Werkzeug verhindert Schäden an den Dichtungen des Kraftkolbens. Der äußere Spurstangenkopf entspricht einem herkömmlichen Lenkgetriebe und ist mit dem Achsschenkel verbunden. Die Zahnstange und das Ritzel der Mittelabnahme erfordern die Verwendung eines Spezialwerkzeugs und Schmiermittels, um neue OE-Buchsen zu installieren. Die richtige Sicherungsplatte und die Abdeckscheiben müssen ordnungsgemäß installiert werden, um Schäden am Rackgehäuse zu vermeiden.

Richtiges Werkzeug Für Arbeiten am Lenkgestänge gibt es viele Werkzeuge. Die älteste ist die Pickelgabel, mit der das Gelenk vom Gestänge getrennt wird. Es funktioniert, kann aber eine Dichtungsmanschette beschädigen. Es gibt Abzieher, die weniger Schaden anrichten können, dafür aber mehr kosten. Wenn Sie kein Spezialwerkzeug sind, drehen Sie die Mutter um und üben Sie keine Gewalt aus. Besorge dir einen größeren Hammer.

Es gibt immer mehr Fahrzeuge mit Allrad-Einzelradaufhängung, bei denen die Hinterradaufhängung aus den gleichen Komponenten besteht wie die Vorderradaufhängung. Der einzige Unterschied besteht darin, dass die meisten kein Lenkgetriebe haben. Mit zunehmendem Alter dieser Fahrzeuge steigt der Bedarf an Wartung und Reparatur dieser Aufhängungen.