wel of geen stuurdemper nodig ?

[Ivo]

Ben benieuwd naar de reactie's.

Zit zelf nu ook in deze fase, D44ers geplaatst met 35ers geen track- swaybarren en geen stuurdemper.

Al een paar keer 80 plus gereden zonder getril, trekt wel in het stuur bij plots gasgeven of gas los maar heb ook nog alleen voorwielaandrijving waar het aan kan liggen, achterste aandrijfas is in de maak.

Ivo

[Kameel]

Wat er vergeten wordt is dat de stuurdemper bijzonder prettig is in het terrein.. geen death wobble of spons-achtig stuurgedrag maar wel pijnlijke duimen als je je stuur verkeerd vasthoud.

[F.M]

Wat er vergeten wordt is dat de stuurdemper bijzonder prettig is in het terrein.. geen death wobble of spons-achtig stuurgedrag maar wel pijnlijke duimen als je je stuur verkeerd vasthoud.

waar steek jij dan je duimen in het stuurwiel

[ours alpin]

In de al lang durende discussie over wobbles en nut en noodzaak van stuurdempers heb ik getracht een aantal zaken op een rijtje te zetten. Beschouw dit als een concept dat ik graag met jullie inbreng tot wasdom wil laten komen.

Omdat stuurdemper en wobble onlosmakelijk met elkaar verbonden zijn, wil ik beginnen met de wobble

Wat is een wobble:

Een wobble of shimmy is een fenomeen dat we kennen bij auto’s en motorfietsen, maar ook, bij voorbeeld, bij een zwenkwiel van een winkelwagentje. In het Nederlands zou je het kunnen vertalen als ‘fladderen’.

Bij motorfietsen kan een wobble optreden wanneer na krachtig accelereren (wheelie of bijna-wheelie) het voorwiel weer met meer kracht op de weg gedrukt wordt. Motorfietsen worden uitgerust met een stuurdemper om een wobble te onderdrukken.

Bij auto’s komt een wobble weinig (meer) voor. ‘Ouderwetse’ voorasconstructies met een starre vooras en een z.g. indirect stuursysteem zijn gevoelig voor een wobble. Onder meer onze Jeeps zijn met zo’n voorasconstructie uitgerust.

Natuurkundige achtergrond:

Het natuurkundige principe is het “gedempt massa-veersysteem” of een “tweede-ordesysteem”. Dit werkt als volgt:

Een massa is verend verbonden met een vast punt (of een lichaam met een grotere massa). Door kracht/beweging wordt de massa tegen de veerkracht in geduwd. De veer geeft een z.g. negatieve terugkoppeling, waardoor de massa wordt terug geduwd tot voorbij z’n oorspronkelijke positie. Wanneer er energie toegevoerd wordt, zal de massa opnieuw tegen de veer in worden verplaatst, vervolgens teruggeduwd etc. Een zogenaamde trilling of resonantie is een feit. Zolang er energie wordt toegevoerd zal de resonantie blijven bestaan, tenzij een demper meer energie opneemt dan er wordt toegevoerd. In dat geval zal de resonantie smoren.

Basisfactoren in het massa-veersysteem zijn massa en veerconstante. De mate van demping wordt weergegeven in de dempingsconstante. Deze factoren bepalen de eigenfrequentie van het systeem.

Massa-veersystemen en voertuig-dynamica:

Het meest bekende voorbeeld van een massa-veersysteem in onze auto zijn de wielen, die verend zijn opgehangen aan de carrosserie. Bij oneffenheden in de weg wordt het wiel opgestoten en door de veer teruggeduwd, waarbij het in een resonontie kan komen. De schokdemper verhindert dat het wiel gaat ‘stuiteren’ en zorgt ervoor dat contact met moeder aarde wordt behouden. Weglaten van de schokdempers leidt onherroepelijk tot een onhandelbare auto. Een schokdemper zorgt voor veiligheid, meer dan voor comfort.

Een tweede voorbeeld van een massa-veersysteem is een aanhanger achter de auto. Bij een bepaalde snelheid (energieniveau) kan een aanhanger gaan slingeren wanneer een zijdelingse beweging optreedt (uitwijken, zijwind, sporen in de weg etc.). De combinatie wordt aangeslagen in z’n eigenfrequentie en zal daarin blijven zolang energie wordt toegevoerd. Bij blijvende energietoevoer (gas blijven geven) zal de slingering (amplitude) toenemen tot de boel stuk gaat (scharen, omslaan). Massa van auto en aanhanger en zijdelingse elasticiteit van beide objecten zijn bepalende factoren. Er zijn stabilisatie-systemen in de markt die slingeringen dempen, moderne caravans zijn er standaard mee uitgerust.

Als derde kom ik bij ons onderwerp: de wobble. Ook dit is een verschijnsel van een resonerend massa-veersysteem.

De wobble:

Zoals gezegd, wobble treedt met name op bij auto’s met een starre vooras en een daarmee samengaande indirecte besturing. Waarom juist daar? Bepalende factoren zijn massa en elasticiteit (veerconstante).

Bij een wobble komt de vooras in een zijdelingse resonantie t.o.v. de carrosserie. De elasticiteit van de voorwielophanging in combinatie van de massa van de vooras zijn bepalende factoren. De voorwielen gaan slingeren wegens de caster (achterover kantelen van de as, of naloop, bij (motor)fietsen de vorksprong genaamd). De elasticiteit van de stuurinrichting vormt de ‘veer’ waartegen de voorwielen slingeren.

Het is heel belangrijk om dit goed te begrijpen. Het gaat dus niet om het slingeren van de voorwielen zoals bij onbalans, maar om het zijdelings verplaatsen van de hele vooras in combinatie het schudden van de voorwielen.

Massa van as en wielen en de (zijdelingse) elasticiteit van de voorwielophanging, stuurinrichting en banden zijn dus bepalende factoren.

Autofabrikanten proberen natuurlijk de zijdelingse elasticiteit te beperken en zorgen voor een stuurdemper die is afgestemd op de variabelen.

Overigens treedt wobble vaker op bij wielophanging met schroefveren dan met bladveren omdat schroefveren een kleinere interne demping hebben.

Originele auto wobbelt:

Bij een originele, niet verhoogde auto met standaard wielen zijn de volgende factoren die een wobble kunnen veroorzaken:

- stuurdemper (verminderde demping)

- banden/bandenspanning (verstoren de zijdelingse elasticiteit)

- verhoogde elasticiteit stuurinrichting door b.v. verbogen stuur- of spoorstang

Speling op onderdelen lijkt me eerder de kansen op een wobble te verkleinen. De elasticiteit neem immers af.

Onze verbouwde Jeep wobbelt:

Wanneer we met onze Jeep aan de slag gaan zijn groter wielen/banden en/of aanpassingen aan de wielophanging in de vorm van verhogingssets al snel aan de orde.

Een grotere bandenmaat verhoogt de massa en waarschijnlijk de elasticiteit. Verhoging leidt tot andere hoeken van stuur- en spoorstang, panhardstang, geleidearmen etc., waarmee de zijdelingse elasticiteit behoorlijk verandert. Ook de caster kan veranderen.

Het moge duidelijk zijn dat dergelijke aanpassingen ons massa-veersysteem fors beïnvloeden. Onnodig te zeggen dat een aangepaste (zwaardere) stuurdemper deel zou moeten uitmaken van elke verhoging c.q. vergroting van wielen/banden.

Tot zover. Graag jullie technische reacties.

September 24, 2011 bewerkt door Ours alpin

[Ab]

Originele auto wobbelt:

Bij een originele, niet verhoogde auto met standaard wielen zijn de volgende factoren die een wobble kunnen veroorzaken:

- stuurdemper (verminderde demping)

- banden/bandenspanning (verstoren de zijdelingse elasticiteit)

- verhoogde elasticiteit stuurinrichting door b.v. verbogen stuur- of spoorstang

Speling op onderdelen lijkt me eerder de kansen op een wobble te verkleinen. De elasticiteit neem immers af.

Hier ben ik het toch niet helemaal mee eens......

De stuurdemper veroorzaakt geen wobble, hij zal hem dempen, tot op zekere hoogte. Verminderde demping is dan de oorzaak van een optredende wobble!

Een geringe mate van wobble wordt gedempt door de stuurdemper, als deze meer wordt dan het dempings vermogen aan kan, zal de wobble doorzetten. Dit als het dempingsvermogen niet toereikend is, (de demper te licht of versleten) of de elasticiteit is dermate toegenomen dat de demping tekort schiet.

Ik denk dat een "te hoge" zijdelingse elasticiteit altijd de oorzaak van een wobble is. .....

Die zijdelingse elasticiteit kan mijns inziens overal inzitten. Niet alleen het verbouwen, maar ook bandenkeuze en bandenspanning, slijtage en vooral een combinatie van deze drie. Waarbij volgens mij als eerste de slijtage en daarna pas het verhogen en de daarbij behorende aanpassingen in de stuur-geometrie de belangrijkse oorzaken zijn.

Slijtage zal in sommige gevallen de resonatie (wobble) verloren laten gaan, maar in andere gevallen zelfs versterken. Resulterend in een niet meer te controleren (dempen) resonantie, de "death wobble".

Oplossing van het wobble probleem zal dus niet alleen moeten bestaan uit het plaatsen van een nieuwe (of zwaardere) demper, maar het beperken van de zijdelingse elasticiteit.

[ours alpin]

Na herlezen denk ik dat ik het verhaal wat kan verduidelijken. Daar zal ik komende week aan werken. Zijn we het er wel over eens dat de stuurdemper onlosmakelijk deel uit maakt van het natuurkundig principe 'gedempt massa-veersteem'?

[The Kick]

Het is mij geheel onduidelijk wat Death Wobble (en al die andere wobbels) te maken heeft met de vraag die in het eerste postje gesteld is.

(t/m postje 8 is het me WEL duidelijk)

[ours alpin]

Hans, het verband is snel uit te leggen: Het risico op een wobble zit ingebakken in de constructie van de voortrein. Een wobble kan optreden bij onvoldoende demping. De stuurdemper is er om wobbel te voorkomen (onderdrukken). Demper is dus nodig, zij het niet in elke situatie even dringend. Dit heeft niets te maken met stuurbekrachtiging. Stuurdemper is er ook niet in de eerste plaats voor het comfort. Jouw CJ met bladveren zal minder wobble-gevoelig zijn dan je XJ met schroefveren. Zou je je 35'ers op de XJ leggen kun je op je wobble wachten.

Antwoord op je eerste postje: Ja, een stuurdemper is nodig op onze Jeeps met starre vooras en indirecte besturing. De demping is afhankelijk van de constructie en dimensionering van de voortrein.

[EJG]

Is een stuurdemper er dan alleen maar om een DW te onderdrukken of heeft deze in jouw ogen ook nog een andere functie?

[ours alpin]

De primaire taak van de stuurdemper is, kort door de bocht, inderdaad om een wobble te voorkomen.

Je kunt 1:1 het vergelijk maken de 4 schokbrekers. Als je ze weglaat treedt direct 'stuiteren' van je wielen op of van je hele voertuig en is je wegcontact zodanig slecht dat je auto niet meer te besturen is. Secundair is dat het comfort toeneemt, je wordt niet zeeziek....

Twee filmpjes over wat er gebeurt als je je schokbrekers weg laat.

-klik- en

Als schokbrekers niet strikt noodzakelijk waren zaten ze niet op formule-1 auto's.

Dit kun je doortrekken naar de stuurdemper. Afhankelijk van de flexibiliteit van je voortein zijn ze bitter nodig.

[EJG]

Dus jij denkt dat een TJ zonder stuurdemper niet of nooit goed kan rijden ?

[ours alpin]

Nee, dat zeg ik niet. De ingenieurs van Jeep hebben er natuurlijk wel voor gezorgd dat de geometrie/flexibiliteit van de voortrein zo is ontworpen dat de kans op wobble ook zonder stuurdemper klein is. En toch zetten ze er een demper op. Ik denk dat ook een goed onderhouden TJ (of XJ, ZJ) zonder stuurdemper een wobble kan krijgen. Zouden we eens moeten testen.

Wanneer we grotere wielen gaan monteren en/of een een verhogingsset veranderen we de originele ontwerpvariabelen en is de kans op een wobble ineens een stuk groter.

Ik heb zelf enorme wobble gehad met een Patrol GR met dikke wielen, er was niet meer mee te rijden boven 40 km/h. Stuurdemper was als een fietspomp. Nieuwe demper erop, probleem over. M'n XJ begint ook verschijnselen te vertonen, ik weet al hoe laat het is.

[EJG]

Zou het kunnen dat je stuurdemper juist stuk gaat door iets anders (wat dus ook de DW veroorzaakt).

Op het moment dat je dan de demper vervangt "lijkt" het werkelijke probleem weg.

Ik weet niet of dit zo is, maar vond het wel een logische verklaring.

[ours alpin]

Evert, hoe rijdt jouw TJ trouwens zonder demper, al geprobeerd? Ik ben komende week in NL, kom graag ff samen testen.

[ours alpin]

Zou het kunnen dat je stuurdemper juist stuk gaat door iets anders (wat dus ook de DW veroorzaakt).

Op het moment dat je dan de demper vervangt "lijkt" het werkelijke probleem weg.

Ik weet niet of dit zo is, maar vond het wel een logische verklaring.

Stuurdemper gaat stuk door slijtage, net als je schokbrekers. Als je je auto verhoogt of grotere wielen monteert zal de demper meer op z'n donder krijgen en dus sneller stuk gaan. Het werkelijke probleem, lees oorzaak van de wobble, is nooit echt weg. Het is ingebakken in het systeem en heet massa-veersysteem. Neiging tot wobbelen kan echter wel groter worden door b.v. verkeerde bandenspanning, fout caster, versleten silentblocks, verbogen stuur- of spoorstang etc. (verbogen stang is flexibeler dan een rechte), kortom alles wat de massa en/of de veerconstante verandert.

September 30, 2011 bewerkt door Ours alpin

[Ab]

t

Het werkelijke probleem, lees oorzaak van de wobble, is nooit echt weg. Het is ingebakken in het systeem .............

Als je gaat verhogen zou je dus ook altijd andere delen moeten aanpassen om de elasticiteit in de voorwiel ophanging/stuursyteem te verbeteren! Ook de stuurdemper hoort hierbij.

En dat is nu vaak wat niet gedaan wordt......... Even een paar andere veren en dempers erop, grote wielen en klaar, das wachten op problemen.

Neemt niet weg dat je nog steeds zonder stuurdemper kunt rijden, zonder noemenswaardige wobble.

[EJG]

Evert, hoe rijdt jouw TJ trouwens zonder demper, al geprobeerd? Ik ben komende week in NL, kom graag ff samen testen.

TJ in het terrein rijdt prima, perfect zelfs.

Mooie uitslag, korte draaicirkel en nergens geen gekraak of gepiep.

Op de weg is het op dit moment niet goed, bij hogere snelheden dweilt de Jeep.

Verdenk hiervan de caster en de stuurpomp. Deze laaste lekt weer (net gemaakt) en heeft te veel vrije slag.

Ik rij met stuurdemper en denk ook zeker dat het met schroefveren wel nodig is.

Ik denk dat ik met de YJ (bladveren) ook zonder demper had kunnen rijden.

Als ik zo de laaste postjes lees denk ik dat we wel tot een conclusie kunnen komen.

Een stuurdemper is dus nodig voor de totale contrustie van de auto, Het is dus een onderdeel van het geheel.

Een dw ontstaat door wijzigingen aan de Jeeps, zoals verhogen en verdere aanpassingen.

Hierdoor is een stuurdemper dus niet DE oplossing, maar ook een onderdeel van de oplossing.

Andere punten, zoals alles natrekken en spellingsvrij maken moeten zeker nagekeken worden.

[ours alpin]

Wanneer we verhogen en grotere wielen monteren blijven stuur- en spoorstang, panhardstang, silentblocks in draagarmen etc. vaak ongewijzigd. Terwijl ze waarschijnlijk voor de nieuwe situatie le licht zijn. Door een grotere hoek van de stuurstang en de panhardstang t.o.v. de vooras neemt de flexibiliteit sowieso al toe. Als we een dropped pitmanarm monteren worden het stuurhuis en de chassisbalk waaraan het is gemonteerd bovendien extra op torsie belast. De standaard stuurdemper is op deze extra flexibiliteit niet gedimensioneerd.

Gerenommeerde fabrikanten van verhogingssets houden hier rekening mee, en bieden de nodige verzwaarde onderdelen aan bij hun sets. Wanneer we kiezen voor een goedkopere- of eigenbouwoplossing moeten we de nodige aanpassingen niet vergeten. Of de verhoogde kans op wobble op de koop toe nemen en deze onderdrukken door een (zware) stuurdemper.

October 1, 2011 bewerkt door Ours alpin