Framhjulsdrivna bilars egenskaper

Överföring pågår...

Bilen är ett mångsidigt redskap, som användes under de mest skiftande förhållanden. Den körs i tjänsten eller för trevnad, i hemlandet eller utlandet, i dagsljus eller mörker, vindstilla eller storm, sommar som vinter, på fast körbana eller i tungt väglag, på horisontell väg och i backar, på Öppen väg och i trånga passager, med endast föraren i bilen eller med tung och ibland övertung last. Under alla dessa och flera andra förhållanden kräver man säkerhet, god ekonomi samt komfort och trevnad.

Säkerheten innebär främst säkerhet mot olyckor, i hög eller låg fart, vid kurvtagning och bromsning samt mot skador vid kollisioner.

Men den skall också avse frihet från driftavbrott på grund av mekaniska fel samt olika klimatiska förhållanden, is och snö, regn, kyla och värme. I säkerhetskraven kan även inrymmas fordringar på sittkomfort samt på god ventilation och temperaturkontroll.

Ekonomin inrymmer, utom ett lågt inköpspris, också låga underhållskostnader, liten bränsleförbrukning, hög körhastighet och därmed förenad tidsekonomi, låg vikt samt små yttre dimensioner, dvs. billigare garagering.

Ur komfort och trevnadssynvinkel skall bilen erbjuda god sittkomfort och behagliga rörelser (god fjädring) samt vidare goda utrymmen, god sikt, god ventilation och god temperaturkontroll.

Valet av fram eller bakhjulsdrivning inverkar på sittkomfort, bilens rörelser (låg tyngdpunkt), säkerhet vid hög fart genom väggrepp och styregenskaper och vid låg fart genom manöverbarhet i trånga passager, säkerhet vid bromsning, framkomlighet och säkerhet vid körning vintertid, uppträdande i sidvind vid körning i storm samt baktunghet och styregenskaper vid körning med olika tung och olika fördelad last.

Sittkomfort Sittkomforten antar vi främjas av att alla åkande sitter med ansiktet vänt framåt. Invändigt stor volym är önskvärd för fuktkontroll,

trevnad och säkerhet vid olyckor. Utvecklingen har gått mot att man för passagerarna utnyttjar bästa platserna
ur komfortsynpunkt,
nämligen mellan fram- och bakhjulen och att man förskjuter Övriga organ till de för passagerarna mindre

tilltalande områdena i närheten av fram- och bakaxlar, fig. 1. De mekaniska anordningarna, framför allt motor och transmission, placeras nu i bilens fram- eller bakände.

Generellt kan sägas, att ett modernt arrangemang fordrar, att motorn är placerad framför framaxeln eller bakom bakaxeln, fig. 2. Denna viktfördelning ger ett stort tröghetsmoment kring tväraxeln, vilket ger lugna rörelser.

Bilens rörelser

När hjulet på en sida på en bakhjulsdriven bil med en konventionell bakaxel höjes över en ojämnhet i vägen, förskjutes karossens bakdel i sidled åt motsatt sida. Ju högre krängningscentrum ligger, desto större blir denna förskjutning. Den kan studera s för olika bakaxelarrangemang, fig. 3. En väsentlig nackdel hos en konventionell bakaxel ä r den stora ofjädrade vikten (differentialen och bladfjädrarna) . Vid en pendelaxel, som är vanlig på svansmotorbilar tvingas hjulen göra stora sidorörelser vid passerandet av vägojämnheter.

För god åkkomfort fordras att hjulen rör sig så noga som möjligt i rörelseplan parallella med bilens mittplan, alltså utan sidorörelser. Detta åstadkommes endast av system med individuell fjädring, fig. 3 överst och nederst. Krängningscentrum ligger då vid markytan. Fjädringen för framhjulen är i så gott som alla nu marknadsfördabilar utförd i princip p å de t ta sätt.

Enligt modern uppfattning bör krängningscentrum bak vara beläget på måttlig höjd, medan krängningscentrum fram bör ligga vid eller nära marken. Krängningsaxeln får då ett läge enligt fig. 4 näst nedersta raden, varvid tyngdpunkten kommer ett stycke ovanför krängningsaxeln.

Har man ej en transmissionsaxel från bilens ena ände till den andra är det lättare att placera de åkande lågt, samtidigt som alla tyngre, i bilen ingående, delar också kan placeras lågt. Man får sålunda med både framljulsdrivning och svansmotoranordning en låg tyngdpunkt. Enlitg tyngdpunkt medger ett relativt lågt krängningsaxelläge, med åtföljande små sidrörelser och sålunda god åkkomfort.

Det bästa läget för bagage är mellan bakhjulen, där man ej behöver ta hänsyn till någon styrmekanism och där höjden kan väljas större än fram med hän syn till sikt och till aerodynamiska faktorer. I detta hänseende ger framhjulsdrivning bästa åkkomfort med bästa utrymmesekonomi.

Säkerhet vid hög fart

Olyckor kan inträffa vid alla körhastigheter. De största trafikriskerna uppstår emellertid vid körning med relativt hög hastighet, varmed menas storleksordningen över 30- 40 km/h. Den viktigaste egenskapen är här kursstabiliteten.

Med kursstabilitet menas, att förekommande oundvikliga störningar ej skall resultera i att svängkrafter uppkommer, som växer med ökade avvikelser från den raka kursen. Ett andra krav för kursstabilitet är, att en störning ej skall förorsaka sådana periodiska krafter, att ett svängningsförlopp kan tendera att uppstå under medverkan av den mänskliga faktorn ( förarens åtgärder, passagerarnas ofrivilliga rörelser i bilen). En dämpning fordras.

Kursstabiliteten sammanhänger bl.a. med hjulens egenskaper. De ganska tjocka lågtrycksringar, som numera används, har en rad förnämliga egenskaper och torde vara en teknisk grund för bilismens enorma omfattning. I detta sammanhang inskränker vi oss till vissa för diskussionen fram- eller bakhjulsdrivning väsentliga faktorer.

När ett bilhjul rulla r mot marken, har det - kontakt icke på en punkt utan på en yta av avsevärd storlek (Tekn. T. 1955 s. 587; 1959 s. 437). Kontaktytans längd är kanske 20 cm och dess bredd omkring 10 cm. Alla bilförare vet det är svårt att på en stillastående bil vrida hjulet kring en vertikallinje genom anliggningsytans mittpunkt. I detta avseende kan hjulet schematiskt jämföras med ett brett kugghjul, vars kuggar gräver sig ner i asfalten eller i mjuk mark. När ett sådant hjul rullar framåt, har det ingen tendens att än dra sin orientering i planet och sålunda ej heller sin rullningsriktning. Det åstadkommer själv sin kuggbana genom intryckning i vägbanan.

Låt oss nu placera ett par sådana hjul i framändan på en bil, vars bakhjul på konventionellt sätt ej är styrbara. Låt oss anta, att framhjulen har ett styrutslag av ca 15* och att ingen håller i ratten och vidare att styrningen ej är självhämmande.

Bild

När nu bilen rullar framåt kommer framhjulen genom väggreppet att röra sig rätlinjigt, men bakhjulen kommer efter en kort sträcka att närma sig och ansluta sig till framhjulens spår, fig. 5. Ratten har gått tillbaka till normalläge och stannar där.

Om vi i stället hade rullat bilen åt andra hållet så skulle efter en kort sträcka de styrbara hjulen ha ställt sig nästan på tvären i förhållande till bilen och manöverförmågan skulle ha gått helt förlorad. Detta är orsaken till att framhjulen måste väljas som styrhjul.

Vid körning på horisontal väg i kurva fordras sidokrafter på både fram- och bakhjulen för att bilen skall kunna avvika ifrån den rätlinjiga rörelsen och även för att hålla den kvar i kurvan. Sidokraftens resultant går genom tyngdpunkten. Den drar hela tiden bilen mot kurvbanans centrum. Bilringar kan ge en sido- kraft först om de beskriver en rörelse i sidled i förhållande till hjulens huvudplan. Ringen måste ”krypa” i sidled.

xx