BLOG
Publicerat den
Kategori: Steering
Slutmontering: Framvagn
Framvagnen är också på plats efter att alla prylar kommit hem från ytbehandling.
Ovan; A-armar, styrspindel, pushrods och styrstag är på plats. Där inte Nyloc-muttrar används (tex där skruv är dragen i gängat hål) är skruvarna låsta med Nord-Lock-brickor. Vipparmarna som skymtar i bakgrunden är fortfarande temporära. Material har köpts hem för slutgiltiga versioner, men det blir nog inte förrän efter provkörning och utsortering. Högra bilden visar Caster och Camberjustering som görs med shims. Lite mer tidsödande, men F1 använder ju shims och det var argument nog för Pontiacen…
Camber justeras med aluminiumblocken som håller spindelleden i spindeln. Genom att shimsa här kan man få mer eller mindre Camber. Caster justeras mellan spindelled och länkarm (man kan ana en bricka på varje sida) samt på motsvarande sätt längst in på länkarmen. Förutom att 4° caster är inbyggt i spindeln, så finns det justermån mellan 0-10° på länkarmen (-4 + 6° intervall med andra ord). Camber är satt till 1,5° initialt, men kan ökas ända till 4,5° om det skulle behövas.
Nedan; Laserskurna värmeplåtar i polerat rostfritt. 1mm och spegelblank yta (man ser reflektionerna av lite delar som ligger mot väggen på andra sidan garaget!). Skydd för gummidamasker på spindelleder, samt ett hål för kommande bromskylning (mer om det i senare uppdatering).
Högra bilden visar muttern till undre spindelleden. Ett ganska litet hål där en 26mm nyckel skulle pressas in och dessutom vridas. Det gick faktiskt, på håret. Minns inte att jag har räknat på detta, men det var för tight för att vara tur så det måste tagits i beaktning när spindlarna byggdes.
Nedan; Om du vet vad du ska titta efter, så ser du styrutslagsbegränsarna som har trätts på styrväxeln för att förhindra att bromsoken tar i bärarmarna. Målet var 33° styrutslag åt varje håll men det slutade på 27° vilket få anses vara helt OK. Det är bara något mindre än produktionsbilar – som inte har 295or fram.
Även returledningarna för torrsumpspumpen skymtar på bilden. AN-kopplingar uteblev pga platsbrist…
Nedan; Då åker hjulen på för sista gången då.
Hahahaha! Den var bra!
Ovan och nedan; Push-rod upphängningen har det lagts mååånga timmar på att få rätt. Den är så linjär det går att få, dvs 1:1 mellan kolvstång och hjulrörelse. Fjädringsvägen är ±50mm. Svårt att få bild på grejerna, men ur tre olika vinklar kan man i alla fall ana hur det fungerar. Lagringen i vipparmen är en bronsbussning. Pga höga belastningar och små vinkelrörelser, blir det nog lite utvecklingsarbete när bilen rullar för att få det glappfritt över tid.
Nedan; Värmeplåt, bromsslang och kabeldragning för ABS-givaren. Övre spindelled kommer från SAAB 900, nedre från Mazda Miata och styrleden är Volvo 240. Styrväxeln är Ford Sierra, rattstången är Opel Corsa, hjullagret är Corvette. Hembyggen är alltid en äkta cocktail av prylar. Hopplock eller russinen ur kakan är upp till betraktaren att bestämma.
Värmeskyddet kommer sannolikt skydda spindellederna fullt tillräckligt.
Snabbare styrväxel
Eftersom det är dags för körning snart*, behövdes den temporära manuella rattstången uppgraderas från fyra rattvarv till 2.2 istället. Quaife har uppdateringskit till Sierra-växeln så ett sådant beställdes.
*Snart definieras beroende på situation, synonymer: sen, senare, någon gång, då, om ett tag
Ovan; Styrväxeln i delar tillsammans med befintlig rattstång och hemmatillverkat specialverktyg (höger, i mässing) för att plocka isär den.
Nedan; Innan exakt slutgiltig längd på kuggstången bestämdes, gjordes en sista dubbelkoll av var lederna satt. Enklast att göra detta var att helt enkelt kapa isär en befintlig styrled.
Nedan; Kulan sattes upp i svarven för att hitta centrum (repor där centrum är syns på bilden om man tittar noga). Därefter var det enkelt att måtta ut centrum och det visade sig att måttet var 1.2mm fel jämfört med tidigare. Kanske lite, men 2.4mm längd är principiellt fel när hela framvagnsgeometrin är byggd på tiondels millimetern…
Nedan; Det gamla lagret hade bestämt sig för att stanna kvar på axeln, så nytt SKF-lager köptes till den nya axeln. Man kommer väldigt långt med skruvstäd och vanliga hylsor för att pressa saker.
Notera förresten att den nya axeln har förresten blivit elförzinkad – Den syns ungefär en centimeter och då är det tråkigt att den rostar med tiden. Överdrivet? Äsch…
Nedan; Quaife visade sig förresten ha mindre spår för låsringen än Ford original och någon låsring var inte medskickad. Befintlig gick dock att slipa ner, även om det visade sig vara lite pilligt.
Nedan; Styrväxeln färdigmonterad (notera den elförzinkade axeln. Fint som snus). Styrleder är spända och körnslag gjorda för att förhindra att den skruvar upp sig. Direkt efter körnslagen gjordes, kom insikten att det kunde väntat tills längden på styrstopparna hade bestämts… Det man inte har i huvudet får man ha i vinkelslipen med andra ord.
Styrstag 2.0
Vänster: gammalt styrstag. Höger: Ny version med betydligt större ytterdiameter.
Vissa saker ser bra ut i CADen, men i verkligheten inser man att det känns lite klent. De undre bärarmarna, som styrväxeln sitter i nivå med, är 550mm långa. Så långa styrstag hade inte styrväxeln original, såklart, så dessa har fått skarvas. Vänstra bilden visar stag som är i samma diameter som original stag på inre spindelled. Men väl på plats flaxade det lite väl mycket när man började slita i sakerna. Nya stag tillverkades och nu är det betydligt mer stabilt.
Styrning pt. 2
Alla har känt känslan. Först tänker man ”ja, men det här var visst lite krångligare än jag trodde”, fortfarande entuisastisk. ”Men det ska nog gå bra”. Delar fortsätter trilskas – kanske en felkapning som gör att man måste kasta detaljen och börja om, kanske hade man gjort fel redan i ritunderlaget. Irritationen stiger något och plötsligt är det mindre kul. Plötsligt råkar man ha sönder något som man inte ens planerade att röra vid. Dra en skruv snett i en gänga, råka repa en lackerad detalj, tappa något på golvet så att det går sönder etc.
Vid det här laget lägger den vettige och resonlige människan ner arbetet, rycker på axlarna och konstaterar att det är bättre att fortsätta imorgon. Bilentusiaster tillhör knappast den kategorin. Istället höjs irritationsribban och ett hat mot det man håller på med börjar utvecklas. Inget är kul, skiten ska bara bli klar. Radiojäveln är plötsligt irriterande hög (vem fan slog på den egentligen??!!!), verktygshelvetet som man höll i handfanskapet alldeles nyss är borta och vägrar visa sig. Såklart har man inget ersättningsverktyg heller och plötsligt finner man sig själv planlöst irra runt i garaget, letandes efter verktygshelvetet. ”Var i jävla helvete har jag lagt skiten!?” Det är nu man är nära bristningsgränsen. Nya svordomar skapas – svordomar som mänskligheten aldrig ens hört och som knappast får spridas utanför garaget. Ett oväntat besök från någon i garaget kan få sig en rejäl utskällning, ett klämt finger under något meck kan få liknande konsekvenser massakern på Himmelska Fridens Torg. Motgångarna fortsätter och man skriker svordomar omkring sig – en till motgång och projektethelvetesjävlaskitbilen kapas ner och åker till återvinningen. fy FAN!
Men sen plötsligt faller sista biten på plats, och det man trodde var en felkapning visade sig inte alls vara en felkapning utan blev istället riktigt bra. Slutresultatet fungerar som det ska, ja kanske till och med lite bättre. Genast är den där repan i den lackerade detaljen inte särskilt farlig längre, den skadade gängan kunde visst räddas med gängtappen och blåmärket är ju inte hela världen – sånt som händer.
Det är då man känner den. Segerns sötma. Pundarruset. Kicken av att delarna sitter på plats som de ska och att resultatet blev precis så som man fantiserade om. Genast är ryggen rakare, språket vårdat och egot växer till nya oanade höjder…
…tills nästa gång det är dags att platsbygga något i ett trångt utrymme.
Ovan; Länkage mellan rattstång och styrväxel är på plats. Det var betydligt pilligare än jag trodde, men fasiken vad bra det blev.
Nedan; Grundtanken var först att sätta kullagret (på bilden) direkt i torpeden. Men vinkeln på stången visade sig vara förstor, varför en infästning fick konstrueras. Även på ramen skruvades ett fäste istället för att tex vrida länkhuvudet 90 grader och sätta det rakt in i ramen. Det blir svårt att komma åt med så stora nyckelvidder som länkhuvudet har när väl motorn sitter på plats.
Nedan; Dragningen har gjorts så tight som möjligt mot ramen för att maximera platsen för grenrör senare.
Styrning pt.1
Pilligt det här med styrningen… Först skall styrväxeln specialbyggas. Sen specialfästen för rattstången. Därefter special-elstyrsystem för rattstången och nu är det dags för länkaget mellan rattstången och styrväxeln. Special, så klart.
Eftersom torpedvägg och subframe redan är målade, tog det ”lite” längre tid än det hade behövt.
Ovan: Originalled från styrväxeln (för att få korrekta splines). DD-stång visade sig passa perfekt i andra änden av originalleden (ibland ska man ha tur!). Genomföring till torpedväggen, länkhuvud och totalt två vinklar till. En till styrväxeln och en mitt på stången.
Nedan: Lite tråkigt att börja med sånt här när delarna är lackade, men det går om man är försiktig. Mycket tejp blir det. Riktningen på axeln uppskattades med hjälp av ett bågfilsblad. Högra bilden visar originalaxeln. Karossen är som gjord för denna – det blir helt perfekt med denna länken på insidan då rattstången plötsligt blir oberoende av hur rattaxeln skall sitta.
Nedan; För att vinna plats till grenrör och motor, dras styraxeln så nära ramen som möjligt.
En del kvar med andra ord. Blir fortsättning följer på detta…
Styrväxel
Med subframen på plats finns det inga ursäkter – dags att börja montera komponenter!
Först ut blev att få styrväxeln på plats. Den har figurerat tidigare på sidan, men sedan senaste update har den lackats i samma RAL7015 som resten av underredet. Dessutom har kuggstången hålborrats i den runda delen av stången för att spara vikt. Långhålsborrningen gav 185 gram viktbesparing. Kan låta lite, men varenda detalj vägs på grammet för att hitta onödiga kilon. Fem liknande operationer och 1kg har sparats. 1kg som aldrig hade sparats från en färdigbyggd bil (eftersom man inte bemödat sig att demontera styrväxeln för 0,2kg viktbesparing)…
Ovan vänster: Ingående komponenter är inte särskilt många. Bemödade mig aldrig att demontera rullagret som sitter i botten för ingående axel, så självklart kommer det vara det första som havererar när bilen är färdigbyggd.
Ovan höger: Styrväxel monterad och på plats. Sitter med totalt 5st M8. Även en Flaming River-knut har hittat dit. Tråkigt att någon idiot har satt ett motorfäste rakt i vägen för styraxeln till torpedväggen. Ingenjörjäveln skyller på att styraxeln inte var med på ritningen när motorfästena konstruerades.
Rattstång och elservo
Infästningen för Elservot är äntligen klar. Varken laserskuret eller CADat, utan skapat på fri hand. Vedbobygge med andra ord. Trots det blev det rätt bra.
Ovan: Vänstra bilden visar kontrollenheten för servomotorn. Eftersom den är CAN-styrd beroende på hastigheten, får man köpa en liten styrning till kontrollenheten (svarta lilla plastlådan på kontrollenheten). Potentiometern på bild ger justerbar servoverkan (från 0-100%), vilket är en trevlig option. I regn kan man tex ställa ner servot och framför kiosken kan man vrida upp det för att inte få mjölksyra när det skall fickparkeras.
Nedan; Kändes smidigt att kunna plocka med blinkers- och helljusspak. Inte säkert att de kommer användas i dagsläget, men som sagt skadar det inte att ha liggandes på hyllan.
Nedan; Och så här blev det. Pga de ökade krafterna som blir när servoverkan flyttas från styrväxeln till rattstången, sitter det infäst i originalinfästning (samma som pedalstället) och även klämd runt buren. Tack vare att det är fäst i buren, styvar det inte bara upp rattstången, utan även pedalstället. Torpedväggen kommer flexa radikalt mindre, vilket resulterar i en stum och fin bromspedal. Win-win med andra ord.
Styrning
Elservot är monterat. Broms och kopplingspedal sitter på plats. Gaspedal och ratt kvar, sen blir det torrgasning för hela slanten!
Framvagnsupphängning
Man kan såklart inte bygga ramen till framvagnen utan att ha gjort klart hjulupphängningarna. Efter att geometrin spikades ritades spindel, länkarmar och andra tillhörande komponenter. När dessa var färdiga, var det enkelt att se var infästningspunkterna skulle hamna på ramen.
Några saker i konstruktionen förtjänar ett extra omnämnande;
Push-rods: Då nedre länkarm är 530mm lång och en stötdämpare skall placeras så nära spindeln som möjligt var det svårt att montera coil overn utan att vinkeln skulle bli väldigt flack (vilket gör att fjäderkonstanten minskar med ökat fjädringsväg). För att komma tillrätta med detta, och ha möjligheten till en linjär fjädringsrörelse över hela hjulrörelsen (coil over och hjul rör sig 1:1) beslutades det om att sätta coil overn via någon form av länkage.
Många försök med att få plats med ett pull-rod system gjordes då detta kan göras lättare än ett push-rod länkage. I båda fallen satt det en motor i vägen, vilket gjorde att de fick monteras i längsled istället för tvärs över framvagnen. Möjliga placeringar blev då ovanpå (bilden nedan) samt under rambenet. Pull-rod hade placerat coil overn under rambenet. Tyvärr föll det på att coil overn inkräktade på nedre länkarmens utrymme vid fjädring, samt att den helt enkelt hamnade för nära grenröret. Synd eftersom det hade blivit en väldigt tilltalande lösning.
Istället valdes push-rods. Resultatet skäms inte för sig då det, efter mycket trixande och justerande, som sagt blev linjärt förhållande mellan hjulrörelse och dämpare.
Styrväxel: originalets styrsnäcka är ett minne blott. Istället blir det kuggstång! För att undvika att bygga in överstyrning skapat av flex i konstruktionen gäller det att ha koll på hur spindeln belastas. Genom att placera styrväxeln i den nedre kvadranten framför hjulaxeln, eller den övre kvadranten bakom hjulaxeln skapas gynnsamma styregenskaper även under belastning. Pga motorn fanns det bara en enda naturlig placering som lyckligtvis sammanföll med tesen ovan – nämligen framför och i höjd med nedre länkarmen. Infästningen blir justerbar för att kunna finjustera bumpsteer och ackerman senare.
Krängningshämmare: Egentligen inte så mycket och skriva kring detta, mer än att det blir kniv-baserad krängningshämmare för att enkelt kunna finjustera chassiet. Kniven tillverkas specifikt efter chassiet, dvs fjäderkonstanterna som max och min är anpassade för att få ett stort justerspann.
Ovan; Det var svårt att hitta vyer där konstruktionen framgår klart och tydligt, men på ovanstående bild och vänstra nedre kan man i alla fall ana styrväxelplacering. På bilden skymtar även huvudbromscylindrarna och bromsservot. Mer om detta senare…
Ovan; Pushrods och längsmonterade dämpare användes för att skapa ett 1:1 rörelseförhållande (linjärt över hela rörelsen) mellan hjul och kolvstång i dämparen. Det ser ju enkelt ut på bilden, men det var väldigt mycket pusslande och passande innan det gick att få till. Det är rätt ont om plats, och den behövde planeras väl för att dämparen inte skulle krocka med tex övre länkarmen vid infjädring.
Nedan; En bild på bakvagnen på Porsche GT1 – även om den inte fungerat som inspiration för projektet kan man ju konstatera att placeringen av komponenterna (krängningshämmare, push-rods och dämpare är ungefär samma. Högra bilden visar nedre kvadranten framför hjulaxeln (grön), respektive övre kvadranten bakom hjulaxeln (blå) vilka lämpar sig bra för styrväxelplacering då belastningarna på spindeln skapar understyrning istället för överstyrning vid flex. Pga bojsänket till motor, blev den naturliga placeringen i den gröna fyrkanten. Motorn är visserligen tillbakaflyttad, men inte tillräckligt för att remhjul ska sitta bakom bakaxen. Något som gjorde att styrväxeln var tvungen att placeras under motorn, i höjd med nedre länkarm.
Nedan; Ytterligare en bild på hjulupphängningen utan ramen. Det är rätt många komponenter… jobbigt läge när man inser att nästan inget på bilden går att köpa utan allt måste tillverkas… Aja, gick bakvagnen att tillverka så ska nog det här också vara görbart.
Nedan; Gamla F1 bilar är alltid intressanta att studera, främst pga de tekniska lösningarna idag kan klassas som möjliga att härma för gemene man. Nedan finns några exempel på pull-rod länkage. Försök gjordes att göra liknande lösning på Pontiacens framvagn, men tyvärr erhölls aldrig någon riktigt bra fjädringskarakteristik.
Styrväxel… Ford Sierra
Till Opel Corsa C-servot/rattstången kopplas sedan en manuell styrväxel. Eftersom det nu för tiden är ganska ovanligt med manuella styrväxlar får man gå ett par år tillbaka för att hitta något vettigt. För att ha tillgång till ett stort antal eftermarknadsprylar, valdes en Ford Sierra-styrväxel. En ganska populär variant, som dessutom har många delar gemensamt med den ännu populärare Escort II-växeln. På sikt kommer sannolikt en kuggstång som ger färre rattvarv införskaffas, men den typen av uppgraderingar kommer först bli verkliga när bilen rullar.
Ovan; Detta var alltså utgångsmaterialet. Talmetern visar hur långt det är meningen att huset ska bli. Skulle det bli fel är det inte hela världen – de går att hitta på skroten för några hundralappar.
Nedan; Hepp! Friskt kapat hälften vunnet. Högra bilden visar geometrin uppifrån. Pga den låga scrubradien hamnar bromsskivan väldigt nära och det är svårt att få styrleden längre ut än spindelleden. Det innebär i sin tur att det inte blir jättemycket Ackermann, men det känns inte särskilt viktigt. För gatbilar som mest rullar på parkeringar i promenadhastigheter är det väl kanske viktigt, men för bilar som används känns det inte så högt prioriterat. SFRO delar kanske inte riktigt mina värderingar här, så byggbesiktningen blir… intressant.
Ovan och nedan; Styrväxeln blästrades och kapades ner till korrekta dimensioner. Tittar man på referensbilden med en iPhone 4 får man ganska enkelt en uppfattning om hur kort den faktiskt är!
Rattstång, el-servo
Traditionell servostyrning har frångåtts till förmån för elektriskt servo. Tidigare kördes både styrning och bromsar på hydraulik, men det fanns stora problem med skumning i oljetanken (och medföljande luftbubblor i systemet) samt överhettning. Eftersom så mycket ändå byggs om, kändes det logiskt att göra ett försök med ett nytt system. Därför plockades servopumpen bort, vilket även frigjorde välbehövlig plats kring motorn. GM-rattstången byttes ut mot ett Opel Corsa C elservo istället.
Corsa-stången är CAN-buskontrollerad, så bytet kräver lite tilläggselektronik för att fungera. Fördelen är att servoverkan kan regleras med en potentiometer vilket gör att vid krypkörning kan servot vara max och i högre hastigheter kan man enkelt sänka servoverkan. Smidigt.
Ovan; Elservot var inte riktigt som klippt och skuren för Pontiacen utan det krävdes en adapterplåt mellan kaross och rattstång. För att styva upp infästningen, monterades rattstången i bursträva samt originalinfästningen (som även delar plats med pedalstället). Infästningen i bursträvan lär göra susen för rattstången, samt även bidra till att styva upp pedalstället.
Nedan; Originalhålet för rattstången lades igen. Blir till att ta upp nytt hål när det är klart var axeln kommer hamna. Keep it inside the family säger de som vet. Opel är ju GM – kul med GM dekaler på lösa komponenter till bilen. Förstärker originalkänslan, haha!
Nedan; En bild på kontrollelektroniken till stången också. Original-ECU till vänster får sin CAN-signal från den lilla svarta plastlådan.
Ovan; ytterligare en bild på positioneringen. Det hade känts tryggt att testa den mot instrumentbrädan också för och se att den inte hamnade för högt. Men eftersom instrumentbrädan inte passar i bilen längre pga buren och det är tänkt den skall gjutas av (och avgjutningen justeras så att den passar i bilen…) handlar det alltså om ett skott från höften. Galet… Men å andra sidan sitter rattstången skruvad i en adapter av plåt som enkelt kan modifieras om det skulle behövas lite finjustering i framtiden.