Stuurgedrag en ophanging van de off-roader

Custom Offroad heeft weer enkele items aan haar website toegevoegd. Eigenaar en techneut Ard van Meer wijdt ‘ter begeleiding’ uit over wellicht het meest belangrijke op onze off-roader: het stuurgedrag en de ophanging.

Camber. Voor een goed, voorspelbaar en daarmee veilig stuur gedrag zijn flink wat verschillende zaken in een ophanging belangrijk. Allereerst dienen natuurlijk alle bushings, kogels en lagers (zoals wiellagers, kingpen lagers, stuurkogels, fuseekogels, bladveer bushings, radius arm/A-arm bushings) in goede staat te zijn. Zo niet, dan wordt een correct en voorspelbaar stuurgedrag een heel stuk moeilijker. Als dat allemaal in orde is, dan zijn uiteraard ook de wiel uitlijnstanden zeer belangrijk. Er zijn meer uitlijnstanden die goed moeten staan dan enkel uit- of toespoor. Dat stukje van de ophanging kent eigenlijk iedereen wel en is vaak het enige dat makkelijk te verstellen is. Maar verder heb je ook nog het Camber (wielvlucht) en het Castor (naloop). Camber is de stand van het wiel van vooraf gezien. Deze kunnen boven en onder gelijk zijn, in een A-vorm staan of in een V-vorm. Dus wielen/banden boven dichter bij elkaar dan onder of andersom. Dit is doorgaans bij starre assen niet af te stellen, maar dat verandert ook niet met het monteren van een verhoging set (liftkit). Echter bij (4×4) wagens met McPherson veerpoten verandert dit wel degelijk na montage van een liftkit. Toch is ook dit af te stellen door bijvoorbeeld camber correctie bouten toe te passen daar waar de veerpoot op de fusee vastgezet wordt. Hiermee kun je de stand van de veerpoot ten opzichte van de fusee iets verzetten zodat je het wiel na zo’n verhoging weer terug rechtop kunt zetten.

Castor. Daarnaast heb je Castor (naloop). Castor is de mate dat je as achterover gekanteld staat. Het idee hiervan is dat de denkbeeldige lijn door je bovenste- en onderste fuseekogels (of kingpenlagers) de grond raakt op een plek die iets voor de plek ligt waar de band daadwerkelijk de grond raakt. Hierdoor willen de voorwielen vanzelf in de rechtuit stand blijven en komen je wielen na een bocht ook makkelijk vanzelf terug richting de middenstand. Het beste voorbeeld zijn wellicht de zwenkwielen van de winkelwagentjes waarvoor hetzelfde principe geldt. De juiste afstelling van het Castor zorgt voor een voorspelbaar en koersvast stuurgedrag. En juist dit is wat bij de meeste 4×4’s met starre vooras na een verhoging helemaal verkeerd staat. Een goede, uitgelijnde vooras/fusee staat enkele graden (3 tot 5) achterover, zodat de denkbeeldige lijn door de kingpen lagers of fusee kogels de grond raakt op een x aantal cm voordat de band de grond raakt. Maar doordat je as met de banden op de grond blijft staan en je chassis omhoog gaat bij een verhoging, bewegen de radius arms de vooras wat voorover. Afhankelijk van de hoeveelheid lift blijft de askanteling nog binnen de fabriekswaarden of komt deze te ver voorover en moet ze terug gezet worden. Nu komt er echter een probleem om de hoek kijken, want de meeste vooras ophangingen hebben geen stel mogelijkheid. Nu kun je bij wagens met radius arms (de bekende ‘hockey sticks’) dit aanpassen door het toepassen van de zogeheten ‘Castor correction bushings’. Hiermee kantel je de vooras terug achterover in de bushings, mits deze juist gemonteerd zijn.

Onder: Castor correction bushings.

Dit Castor wordt vaak vergeten en door velen zwaar onderschat wat dit met je stuurgedrag doet. Het is zowat de belangrijkste uitlijnstand die voor een voorspelbaar en koersvast (en daarmee veilig) stuurgedrag zorgt. Sommige auto’s staan echter ook bekent om hun zogenoemde ‘death wobble’ reputatie waarmee ze kampen. Niet alleen veel Suzuki Jimny’s hebben daar last van, maar ook Jeep Wranglers met schroefveren en enkele andere automodellen krijgen er mee te maken.

Death wobble. Voor degenen die niet weten wat death wobble is; het is een heel ander fenomeen dan trillingen in het stuur door onbalans in de banden. Death wobble (Nederlandse vertaling is shimmy of wiebel des doods) is een zeer heftige slingering in het stuursysteem dat op een bepaalde snelheid begint en vervolgens zichzelf kan gaan versterken waardoor het stuur zelfs uit je handen kan slaan. Je kunt je voorstellen dat dit een zeer onveilig gevoel geeft en dat het daadwerkelijk onveilig kan zijn. De enige mogelijkheid om deze slingering te stoppen is om zachter te gaan rijden, totdat het heftige slingeren gestopt is. Daarna kun je weer sneller gaan rijden waarbij het slingeren zomaar over kan zijn. Waarschijnlijker is het dat het bij die bepaalde snelheid opnieuw gebeurt.

‘Vele kleintjes maken één grote’… Veel mensen willen dit euvel uiteraard opgelost hebben en beginnen met de stuurdemper. Dat is radicaal fout, want hoewel een stuurdemper zeker nut heeft voor het perfectioneren van je stuursysteem, het doet niets in je zoektocht naar de oplossing voor je death wobble probleem. Een stuurdemper dempt (en verhult) bewegingen die er in een goed stuursysteem niet behoren te zijn. De belangrijkste oorzaken van death wobble zijn verkeerde as uitlijnstanden en deels ook een te negatieve ET waarde (Duits voor Einpress Tiefe ofwel Offset) van de velgen of het gebruik van wielspacers (spoor verbreders). Uiteraard zorgen verschillende kleine probleempjes samen opgeteld één groot probleem. Het houdt tevens in dat je echt alle versleten bushings, kogels en lagers eerst 100% in order moet hebben. Verder moet ook je vooras in alle standen perfect uitgelijnd zijn en mogelijke speling op je stuurhuis moet juist zijn afgesteld. Pas daarna is zeer vermoedelijk ook je death wobble over. Mochten er dan nog lichte trillingen in het stuur voelbaar zijn, bijvoorbeeld door grotere banden of onbalans in je banden of wielen, pas dan is het tijd om dit eventueel te verminderen door montage van een stuurdemper. Maar dat helpt alleen tegen dingen die niet op te lossen zijn met nieuwe onderdelen. Een stuurdemper is geen oplossing voor versleten kogels, lagers, bushings en/of verkeerde uitlijning van de vooras.

Dubbele werking. Bij starre voorassen met radius arms kun je deze, als hierboven geschreven, middels castor correction bushings wat terug achterover plaatsen. Maar hoe zit het dan met voorassen met bladvering? Die hebben immers deze mogelijkheid niet en ook daar is een juiste Castor afstelling belangrijk. De oplossing daarvoor bestaat uit dunne, massieve aluminium wiggen, oftewel ‘degree shims’ genoemd (graden pasringen/platen). Deze plaats je tussen de bladveer en de as en hierdoor kun je de vooras iets terug achterover zetten mocht deze na een lift te veel voorover staan. Echter, een vooras met bladveren wordt vaak minder voorover gekanteld door het monteren van een liftkit dan een vooras met schroefveren. In ieder geval bestaat de mogelijkheid om die vooras met bladveren achterover te plaatsen. Bovendien kun je deze degree shims zelfs op de achteras gebruiken om bijvoorbeeld de hoeken van je aandrijfas wat te verbeteren (om trillingen in de aandrijving tegen te gaan). Of om bij een flinke lift het pignon iets richting de tussenbak te kantelen zodat de kruiskoppelingen de hoeken nog kunnen maken. Maar dat is eigenlijk weer vragen om andere problemen als de wagen nog daadwerkelijk op snelheid moet kunnen rijden zonder trillingen. De hoeken van een aandrijfas moeten beiden nagenoeg gelijk zijn om vrij van trillingen te kunnen draaien. Ga je de voorzijde van de achteras door de flinke verhoging omhoog richten, zodat de aandrijfas bij de tussenbak de hoek nog kan maken, dan moet je goed opletten wat je doet om geen andere problemen te veroorzaken. Maar oké, dat is een ander verhaal; het gaat nu over de uitlijnstanden van de vooras.

Boven en onder: Degree shims (pasplaten) voor het kantelen van assen.

Verlaging? Een ander belangrijk item voor een juist stuurgedrag is een aangepaste (verlaagde) pitman arm. Je hebt verschillende soorten ophanging voor de starre vooras. De meest voorkomende voorassen zijn met bladveren of schroefveren. Bladveren zorgen niet alleen voor de vering, maar houden de as ook (relatief simpel) op zijn plek onder de wagen. Ze vangen de zogeheten langskrachten (aandrijf- en remkrachten) op alsmede de dwarskrachten (denk aan bochten). De vooras met schroefveren is voorzien van radius arms (geleide armen die de as op zijn plek houden door de langskrachten op te vangen) en een panhard stang (is een stang die de positie van een starre as onder een voertuig in dwarsrichting fixeert). Bij dit systeem dienen de schroefveren enkel voor de vering en zorgen de radius arms en de panhard stang samen dat de as perfect op zijn plek gefixeerd blijft onder de wagen. Als je de auto gaat verhogen, dan blijft je spoorstang of de fusee op dezelfde plek en je chassis en de rest gaat omhoog. Hierdoor wordt de afstand tussen stuurhuis aan het chassis en de spoorstang of de fusee groter. Meestal kun je de stuurstang die daar tussen zit wel iets langer afstellen zodat je stuur in de auto weer recht staat na een verhoging. Voor je stuurgedrag is het echter erg belangrijk dat de stuurstang zo horizontaal mogelijk staat in rust. En in het geval van een ophanging met panhardstang is het allerbelangrijkste dat de stuurstang parallel staat aan de panhardstang. Dit is nog belangrijker dan dat de stuurstang horizontaal staat.

Links, rechts, links, rechts, etc. In geval je bijvoorbeeld een vooras met bladveren zonder panhardstang (flink) gaat verhogen, dan komt je stuurstang een X aantal graden steiler te staan onder de wagen. Je vooras veert door het ontbreken van een panhardstang recht omhoog en omlaag, maar de stuurstang zit met de stuurkogel ‘vast’ aan de pitmanarm op het stuurhuis. En de andere kogel beweegt in een cirkel om die ‘vaste’ kogel heen. Als je stuurstang vlak staat, dan is de zijdelingse beweging van de kogel bij de fusee minimaal. Maar als je stuurstang steil neerwaarts staat, dan zal bij in veren de stuurstang de fusee (en daarmee beide wielen) naar rechts duwen en bij uitveren naar links trekken (bij een links gestuurde wagen). Dus rijd je dan over hobbels en drempels, dan voel je dat continue als slingeren van het stuur of als je het stuur perfect stil zou kunnen houden, dan zullen de voorwielen hierdoor slingeren. Dit noemen ze ‘bumpsteer’ en het is niet zo gevaarlijk als de ‘death wobble’, maar echt fijn is het ook niet. Dit kun je verhelpen door een verlaagde pitmanarm op je stuurhuis te monteren. Hierdoor komt de stuurkogel bij het stuurhuis een X aantal cm. omlaag zodat je stuurstang weer vlakker komt te staan (waarmee de zijdelingse beweging van de kogel bij de fusee minimaal wordt bij in- en uitveren).

Trekken en duwen. Bij wagens met een panhardstang is het belangrijk dat de stuurstang nagenoeg perfect parallel loopt met die panhardstang. In dit geval beweegt de vooras namelijk niet recht omhoog en omlaag tijdens het in- en uitveren. Bij het uitveren trekt de panhardstang de as als het ware naar links en bij het in veren wordt deze naar rechts geduwd. Hoe vlakker de panhardstang staat, des te fijner rijdt de auto. Maar goed, mocht de panhardstang door een verhoging wat steiler komen te staan, zorg er dan voor dat je stuurstang parallel loopt met de panhardstang. Dan beweegt je complete vooras gelijk aan je onderste stuurkogel van de stuurstang en blijven je voorwielen bij in- en uitveren ook gewoon in de rechtuit stand staan. Op die manier slingeren je wielen en/of je stuur niet bij het rijden over hobbels en drempels.

Beiden aanpassen. Heb je een liftkit met een verlaagde panhardstang steun, zodat die weer terug vlakker komt te staan, gebruik dan ook een verlaagde pitmanarm die ervoor zorgt dat je stuurstang aan de chassis zijde eveneens omlaag komt en ze hierdoor beiden weer parallel aan elkaar lopen. Hoeven niet perfect horizontaal te komen, als ze maar parallel aan elkaar lopen. Dat is het allerbelangrijkste.

Uitzondering. Er zijn voor diverse wagens ook verlaagde pitmanarmen leverbaar, waarvan er enkele op onze website staan. Bij wagens met onafhankelijke wielophanging heb je vaak een rack & pignon stuurhuis. Die hebben geen pitmanarm, dus daar geldt dit verhaaltje niet voor. Neemt niet weg dat ook daarvoor geldt dat de spoorstangen zo parallel mogelijk moeten lopen met de onderste A-frames/draagarmen zodat de fusee dezelfde beweging maakt als de buitenste spoorstangkogel om de wielen zo recht mogelijk te houden tijdens in- en uitveren.

Linkpagina met diverse items: https://www.customoffroad.eu/product-categorie/suspension-parts/several-suspension-items/

Linkpagina met verlaagde pitman armen: https://www.customoffroad.eu/product-categorie/builder-parts/steering/

Linkpagina met wiel uitlijnplaten: https://www.customoffroad.eu/product-categorie/tools/

Liever persoonlijk contact? Bel Ard van Meer van Custom Offroad op: +31 (0)619208230.

www.customoffroad.eu

info@customoffroad.eu

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.