Sporforandring ved ut- og innfjæring er en sporingsforandring, altså en tendens av at et kjøretøy påvirker styringen på egenhånd under vektoverføring under kjøring, når hjulopphengetfjærer inn eller ut. Det er et kjent problem på biler generelt, samt på motorsykler og lastesykler med navstyring, som fører til at rattet «drar» i hendene.
Det ansees som optimalt å ha ingen sporingsforandring med ut- og innfjæring, men dersom det ikke er mulig å unngå ansees det som best å få til mer spissing ved innfjæring. (Man ønsker med andre ord helst å unngå spredning ved utfjæring.)
Sporforandringen kan forsøkes redusert ved korrekt kjøretøyoppsett. På senkede og hevede biler kan tannstangen sitte feil i forhold til svingarmene ute på spindelen. På noen biler er det mulig å flytte tannstangen slik at den flukter bedre svingarmene.
Beskrivelse
Det får et kjøretøy til å svinge av seg selv når ett hjul treffer en hump, faller ned i et hull eller kjører langs et hjulspor. Stor sporforandring øker dekkslitasjen, og gjør kjøretøyet vanskeligere å håndtere på ujevne veier. Hvis for eksempel venstre forhjul ruller over en hump vil det komprimere fjæringen i det hjørnet, og automatisk rotere til venstre (spredning, tå ut) hvilket får bilen til å svinge til venstre et øyeblikk uten noen innvirkning fra rattet. Et annet eksempel er at når de fleste kjøretøy kommer i luften vil forhjulene merkbart spisses (tå inn).[trenger referanse]
Bakhjulsoppheng kan utformes på flere måter. Mange moderne kjøretøy har bakhjulsoppheng som er motsatt av forhjulsopphenget, altså slik at man får tå inn under støt og tå ut når hjulene henger under bilen. Hjulopphenget kan også utformes slik at det har svært lite eller ingen sporingsforandring i det hele tatt. Biler med stiv aksling har ikke sporforandring ved ut- og innfjæring (bump steer) i det hele tatt, men kan fortsatt ha sporforandring på grunn av rulling (roll steer) ved støt på ett hjul. Hvis begge hjulene på en stiv aksling beveger seg like mye oppover har de en tendens til å ikke styre.
Lineariteten til kurven av sporforandring ved ut- og innfjæring er viktig og avhenger av forholdet mellom lenkearmene og styrestagets oppsamlingspunkter, samt lengden på hver del. Når fjæringen går gjennom går inn eller ut følger hver komponent en bue som resulterer i endring av effektive lengder. De delene som er lengst har en tendens til å ha mindre endring i effektiv lengde, fordi bueradiusen deres er lengre. Dette er den mest avgjørende faktoren i designet som påvirker sporforandring ved ut- og innfjæring. En annen faktor som påvirker bump steering er foringenes ettergivenhet (bushing compliance), avbøyning og armbøying. Hvis noen eller alle foringene bøyer mens man svinger betyr det at oppsamlingspunktene deres har endret seg. Hvis noen av lenkearmene og styrestagene bøyer seg vil deres effektive lengde endres, hvilket resulterer i endring av spissingen.
Sammenheng med bilens kjørehøyde
Sporforandring ved ut- og innfjæring kan bli et problem når biler modifiseres ved å senkes eller heves, eller når en fjær er slitt eller ødelagt og forårsaker lavere kjørehøyde, eller hvis kjøretøyet er tungt lastet. Når en bil senkes eller løftes vil hjulenes spissing endres.
Når en bil senkes eller løftes må hjulopphenget derfor justeres på nytt for å unngå overdreven dekkslitasje. Dette oppnås oftest ved å justere lengden på styrestaget. Etter at lengden på styrestaget er endret vil også verdiene for sporforandring ved ut- og innfjæring endres. I noen tilfeller vil bilen få mindre endring av spissing (som kan gjøre at bilen utviser mindre krenging og derfor føles mer nervøs i svinger). Andre kjøretøy vil etter senking vise en økt endring av spissing sammenlignet med standardbiler (dette resulterer i at bilen føles veldig nervøs på rette, humpete veier, og samtidig føler seg mindre villig til å svinge, noe som krever mer innsats fra sjåføren enn normalt på grunn av økt understyring på grunn av krenging.
Når et kjøretøy er tungt lastet senkes kjørehøyden. Vanligvis lastes biler ved å ha tung last i bagasjerommet, ha mange passasjerer eller taue en tilhenger, som alle vanligvis belaster bakhjulene mest. Når en bil har vært tungt lastet (hvis den ikke har stiv bakaksel) vil fjæringen komprimeres kraftig for å bære lasten, hvilket resulterer i ekstremt mye spissing på bakhjulene. Dette forårsaker rask dekkslitasje, kan føre til at bilen følger ujevnheter i veien og kan føre til at dekktemperaturene stiger høyere enn normalt på grunn av økt friksjon. Negativ cambervinkel vil ofte også økes kraftig. Dette resulterer i svært kraftig innvendig dekkslitasje på bakhjulene på en bil som er tungt lastet eller tauer tungt. En grunn til at de fleste lastebiler har bakhjulsoppheng med stiv aksling er at dette fullstendig hindrer endringer i spissing og cambervinkel på grunn av last. Biler med uavhengig bakhjulsoppheng bør derimot justeres mens de er lastet hvis de skal brukes med tung last over lengre tid.
Sammenlignet med sporforandring på grunn av rulling (roll steer)
Ved sporforandring grunnet ut- og innfjæring (bump steer) hever begge hjulene seg samtidig. Til sammenligning skjer sporforandring på grunn av rulling (roll steer) når bilen krenger (ruller) når den lener seg i en sving, strekker den indre fjæringen seg ut og den ytre fjæringen komprimeres. Vanligvis fører dette til spissing (tå inn) på det ene hjulet og spredning (tå ut) på det andre, og dermed gir det en styreeffekt.
Biler med stiv bakaksling har en tendens til å ikke ha ekte sporforandring grunnet ut- og innfjæring (bump steer). Siden begge hjulene er koblet til ett enkelt stivt element er de ikke i stand til å få noen spissing under normale forhold. Bakre hjuloppheng med stiv aksling er derfor konstruerte for å krenge. I en sving vil hele akselen dreie seg litt mot innsiden av svingen slik at bilen ikke svinger skarpere enn føreren forventer, som kalles understyring på grunn av rulling (roll understeer). Det er også mulig å designe et bakakseloppheng som viser krenging, men det er svært uønsket for bruk på vei. Overstyring på grunn av rulling (roll oversteer) er noen ganger konstruert inn i ekstreme terrengkjøretøy fordi det kan tillate bakhjulene å hjelpe kjøretøyet med å svinge ekstremt skarpt i trange løyper.
Rullestyring måles vanligvis i grader spissing per grad rulling, men kan også måles i grader spissing per meter rulledistanse.
Justeringsmetode
Lineariteten til kurven av sporforandring ved ut- og innfjæring er viktig, og avhenger av forholdet mellom lenkearmene og styrestagets oppfangingspunkter, og lengden på hver del.
Hvis hjulene ikke er riktig justert må lengden på styrestaget justeres. Vanligvis er det bare små justeringer i millimeterområdet som kreves.
Bump steer kan justeres ved å flytte hvilket som helst av opphengspunktene på forhjulsopphenget opp, ned, inn eller ut. For eksempel: Anta at det indre monteringspunktet for styrestaget flyttes opp, enten ved å flytte tannstangen eller ved å modifisere monteringspunktet for pitmanarmen. Resultatet er at styrestagets bue vil endre seg. Det vil da kreve en endring i lengden på styrestaget for å være i riktig justering slik at radiusen til buen også endres. Hvis bueradiusen på styrestaget er lengre enn standard på et oppsett med frontstyring vil bilen ha mer tå-understyring. Hvis det samme scenarioet ble brukt på en bil med bakhjulsstyring ville bilen utvist mindre tå-understyring, fordi den effektive lengden på styrestagene påvirkes av dens statiske lengde/bueradius, dens oppfangingspunkter og vinkelen på buen under hver fase av fjæringen i forhold til lenkearmene.
Se også
Kjøretøydynamikk, krefter, bevegelser og endringer i bevegelser som påvirker kjøretøy
Bil med elektronisk styring, styresystem for biler som avhenger av elektronisk overføring av styresignal for gasspådrag, brems, giring og styring, i motsetning til tradisjonelle styresystemer med mekanisk kobling
Navstyring, type hjuloppheng og styremekanisme brukt i motorsykler og lastesykler
