|
Renkaat | Sähköt | Korit | Auton säätö | Muuta | Sanasto | Linkit | ||||||||||||||||||||||||||
|
Auton säätäminen
Jouset ja iskunvaimentajat Kun krossari hyppää yli metrin korkeuteen ja laskeutuu useamman metrin päähän, on tärkeätä, että iskunvaimentajat ja jouset mahdollistavat autolle mahdollisimman hyvät edellytykset laskeutua kontrolloidusti. Samojen jousten ja iskunvaimentajien pitäisi myös viedä auto nätisti pienempien töyssyjen, oksien, kuoppien, kivien jne. yli mahdollisimman tehokkaasti. Ja, jotta asia ei olisi näinkään helppo, niin samojen iskunvaimentajien ja jousien pitäisi vielä mahdollistaa autolle mahdollisimman sujuva kulkeminen käännöksissä ja suoralla. Rata- ja touring-autoissa asia ei ole aivan näin monimutkainen, koska näiden ei tarvitse mennä hyppyreistä. Pieniä töyssyjä iskunvaimentajien täytyy kuitenkin pystyä käsittelemään ja erityisesti käännöksissä näiden vaikutus on tärkeätä. Varsinkin iskunvaimentajien ja jousien valinta on autossa puhdas kompromissi. Mikään yhdistelmä ei ole yleispätevä kaikenlaisiin tilanteisiin. Iskunvaimentajat Iskunvaimentajien tehtävänä on kontrolloida auton jousitusta. Kun jouset pitävät auton rungon irti maasta, iskunvaimentajat hidastavat jousien liikettä. Tämä iskunvaimentimien vaimennuskyky vaikuttaa auton reagointiin mutkissa ja mahdollistaa sopivan pidon pysymisen renkaan ja radan välillä suoraan ajettaessa. Tämä vaimennuksen määrä ja jousien jäykkyys onkin sitten se suuri kompromissi. Jousen nopeus palautua alkuperäiseen asentoonsa riippuu siis vaimennuksen määrästä ja jousen jäykkyydestä. Ensimmäinen vaimennuksen määrään vaikuttava säätötoimenpide on öljyn valinta. Melkein poikkeuksetta iskunvaimentajissa käytettään silikoniöljyjä, koska näiden ominaisuudet muuttuu vain hieman eri lämpötiloissa. Öljyjen jäykkyyksissä (tai viskositeeteissa) isompi numero tarkoittaa aina jäykempää öljyä. Yleisiä mittaustapoja on Eurooppalainen ja Amerikkalainen, joiden vastaavuudet löytyy täältä. Jäykemmän öljyn käyttäminen hidastaa auton jousituksen käyttäytymistä, jolloin auto menettää pitonsa helpommin, painon siirtyminen puolelta toiselle hidastuu ja nopeus mutkassa lisääntyy. Jäykemmällä öljyllä on myöskin sellainen positiivinen vaikutus, että autosta ei tule levoton nopeissa peräkkäisissä suunnan vaihdoksissa (esim. shikaanit). Löysempi öljy vastakkaisesti antaa auton jousituksen reagoida nopeammin radan vaatimuksiin, jolloin pito paranee, rungon kiertyminen lisääntyy ja nopeus mutkissa putoaa. Jäykempää öljyä käytetään yleensä kun rata on tasainen, nopea ja pito on hyvä. Näissä olosuhteissa jousituksen liiallinen liike heikentää auton käsittelyä. Toisaalta jäykkä öljy auttaa auton kontrollointia suurien hyppyjen alastuloissa. Jos öljy on liian jäykkää, niin auto alkaa pomppimaan röykyissä, koska iskunvaimentajat eivät ehdi vaimentaa tarpeeksi röykkyjä. Jos rata on epätasainen, pito on huono tai rata on hyvin syheröinen, löysempää öljyä kannattaa käyttää. Tällöin auto pystyy reagoimaan nopeasti, jolloin renkaat pysyvät hyvin kontaktissa rataan. Jos öljy on puolestaan liian löysää, niin auto pohjaa helposti ja voi alkaa tällöinkin pomppimaan. Jäykempää öljyä käytettäessä kannattaa harkita myös jäykempiä jousia suuren vaimennuksen kompensoimiseksi, jotta auto ei reagoisi maaston muutoksiin liian hitaasti. Vastaavasti löysempää öljyä käytettäessä kannattaa harkita löysempiä jousia, jotta auto ei reagoisi maaston muutoksiin liian nopeasti aiheuttaen auton käsittelyn vaikeutumisen. Toinen vaimennuksen määrään vaikuttava säätötoimenpide on männän valinta. Eri männissä on eri määrä reikiä ja reikien koko voi vaihdella. Suurempireikäiset männät päästävät öljyn virtaamaan ohitseen nopeammin ja pienemmät reiät vastakkaisesti hidastavat öljyn virtausta. Vastaavasti öljy virtaa nopeammin useamman reiän läpi. Useampia reikiä (tai isompia reikiä) männissä käytetään yleensä kun rata on tasainen, nopea ja pito on hyvä. Jos rata on epätasainen, pito on huono tai rata on hyvin syheröinen, käytetään vähempiä reikiä (tai pienempiä reikiä) männissä. Niin kuin huomasitkin, niin öljyllä ja männällä on hyvinkin läheinen suhde. Esim. jos halutaan käyttää suurempi reikäisiä mäntiä, joudutaan todennäköisesti käyttämään jäykempää öljyäkin. Eli säädettäessä kannattaa keskittyä pelkästään mäntien valintaan ja pitää öljy samana tai toistepäin. Muuten asia menee liian mutkikkaaksi. Säätäminen kannattaa tehdä mäntien avulla varsinkin silloin, kun käytössä on iskunvaimentajat, joissa on iskunvaimentajien ulkopuolelta säädettävät männät (yleensä pyöritetään iskunvaimentajan vartta). Toisaalta männän yrittäessä liikkua iskunvaimentimen sisällä erittäin suurella nopeudella syntyy öljyn vierratessa pyörteitä, jotka lisäävät huomattavasti kitkaa. Tällöin iskunvaimentaja pysähtyy melkein kuin seinään, eli menee lukkoon. Tällaisia pyörteitä syntyy jäykemmällä öljyllä ja suuremmilla/enemmillä reillä vasta männän yrittäessä liikkua hieman nopeammin, joten iskunvaimentajissa kannattaa pyrkiä pitämään ennemmin suuremmilla/enemmillä reillä varustettuja mäntiä. Jotta asia ei olisi näinkään yksinkertainen, niin nämä pyörteet ovat jossakin määrin toivottaviakin ja iskunvaimentajien toiminta ei ole näinkään yksinkertaista. Eli kokeilemalla pääsee parhaaseen lopputulokseen, kunhan pitää periaatteet mielessään. Iskunvaimentajissa on myöskin muita säädettäviä osia, josta ehkä tärkein on joustomatkanrajoittajat. Joustomatkanrajoittajat ovat oikeastaan paksuja prikkoja, joita laitetaan iskunvaimentajan varteen joko iskunvaimentajan sisään tai ulos. Sisälle laitettuna rajoittajat vähentää iskunvaimentajan kokonaispituutta ja ulos laitettuna maksimijoustomatkaa. Tätä säätövaihtoehtoa ei juurikaan käytetä, mutta joissakin krossareissa tämäkin tulee kysymykseen (esim. Asson krossarit). Sisäpuolelle asennettavat rajoittajat voivat tulla kysymykseen esim. erittäin tasaisella krossiradalla. Yleensä ainoa kyseeseen tuleva rajoitin on iskunvaimentajan ulkopuolella oleva kuminen O-rengas, jonka tarkoituksena on pehmentää iskunvaimentajan pohjaanlyöntiä tai estää auton rungon pohjaamisen suurista hypyistä alas tultaessa. Jouset Jousten valinnalla pystytään vaikuttamaan auton käyttäytymiseen melkoisesti. Jäykät jouset soveltuu tiukoille hyväpitoisille radoille, jotka eivät ole kovinkaan töyssyisiä. Toisaalta, jos radalla on paljon isoja hyppyjä, niin kannattaa harkita jäykempiä jousia, jotta auto ei pohjaisi alastuloissa. Jos koko auton jousitusta jäykennetään tasaisesti, niin autosta tulee aliohjautuvampi ja rungon kierto vähenee. Lisäksi jäykemmillä jousilla auto reagoi nopeammin ajajan ohjausliikkeisiin. Löysät jouset ovat paikallaan töyssyisellä, isolla ja avoimella radalla. Lisäksi huonopitoisella radalla saavutetaan enemmän pitoa löysemmillä jousilla. Liian löysät jouset puolestaan tekevät autosta hidasliikkeisen. Löysät jouset aiheuttavat myös enemmän rungon kiertymistä. Vaihtamalla jäykemmät jouset eteen, niin auto on vakaampi keulan kallistellessa vähemmän, mutta etupito on huonompi aiheuttaen aliohjautuvuutta. Eli autoa on hankalampi saada kääntymään ja kääntösäde on suurempi. Jos taas eteen vaihdetaan löysemmät jouset, niin auto kääntyy paremmin erityisesti mutkan keskellä ja lopussa. Liian löysät etujouset aiheuttaa kuitenkin yliohjautuvuutta. Vaihtamalla autoon jäykemmät takajouset, takapito vähenee ja auton kääntyvyys on parempi erityisesti mutkan keskellä ja lopussa. Vaihtamalla takajouset löysemmiksi, pito paranee mutkissa, pomppuisissa osissa rataa ja kiihdytyksessä. Jousten valinta on siis puhdas kompromissi haluttujen ominaisuuksien kesken. Monet säätävät jousten painetta lisäämällä klemmareita iskunvaimentajan varteen tai asentamalla puristettava kaulus alemmaksi iskunvaimentajan varteen. Tällä säädetään ainoastaan auton korkeutta. Monilla on sellainen käsitys, että tällä säädettäisiin jousituksen jäykkyyttä. Tämä ei pidä siis paikkaansa. Jousten jäykkyyttä muutetaan vaihtamalla jousia jäykempiin tai löysempiin. Eli varastossa kannattaa pitää kunnollista kokoelmaa eri jäykkyisiä jousia. Jousen progressiivisuuteen tällä voidaan kuitenkin jonkin verran vaikuttaa. Jousten jäykkyys ilmoitetaan yleisesti painoarvolla, joka tarvitaan jousen puristamiseksi tiettyyn asemaan. Suuremman arvon omaava jousi on siis jäykempi. Jouset merkitään yleensä myös värikoodein. Nämä ovat kuitenkin aivan valmistajakohtaisia, joten merkin A sininen jousi on hyvinkin todennäköisesti eri jäykkyinen verrattuna valmistajan B siniseen jouseen. Luonnollisesti nämä eri valmistajien jouset voivat erota myös pituutensa, halkaisijansa ja langan paksuuden osalta. Tietyssä autossa pitää siis käyttää tietyn pituisia ja halkaisijan omaavia jousia. Eri jousien suhteellisen jäykkyyden saa helposti selville laittamalla kaksi jousta päällekkäin ja puristamalla niitä yhteen kunnes toinen on kokonaan puristunut kasaan. Tämä ensin kasaanpuristunut jousi on luonnollisestikin se löysempi.
Iskunvaimentajien asento Eri ylä- ja ala-asennuskohdat iskunvaimentimille autoissa määrittelee alatukivarren vipuvoiman iskunvaimentajaa puristettaessa ja jousituksen progressiivisuuden. Eri asetuksilla vaikutetaan siis siihen, miten iskunvaimentaja reagoi puristuessaan. Kun iskunvaimentajat asetetaan enemmän kallelleen, niistä tulee progressiivisemmat, autosta pehmeämmän tuntuinen (reagoi hitaammin) ja sivuttaispito kasvaa. Jos kaikki iskunvaimentajat laitetaan enemmän kallelleen autosta tulee helpompi ajaa varsinkin nopeissa mutkissa, pitoa tuntuu olevan enemmän, mutta nopeus ei välttämättä lisäänny. Lisäksi tultaessa isoista hypyistä alas progressiivisuus estää todennäköisesti auton rungon pohjaamisen. Pystymmässä olevat iskunvaimentajat puolestaan lisäävät sivuluistoa ja helpottaa auton hallintaa töyssyissä sekä nopeissa suunnan vaihdoksissa. Jos takaiskunvaimentajat ovat enemmän kallellaan kuin etuiskunvaimentajat, niin auto tuntuu agressiiviselta kääntyessä mutkiin, mutta muuten ohjattavuus on vähäisempi ja kääntösäde isompi. Lisäksi takapito on hyvä. Jos takaiskunvaimentajat ovat vähemmän kallellaan kuin etuiskunvaimentajat, niin auto kääntyy helposti ja mutkissa kääntyvyys on parempi. Jos kuitenkin takaiskunvaimentajat ovat liian pystyssä verrattuna etuiskunvaimentimiin, auton perästä tulee arvaamaton ja autosta levoton käännöksissä. Renkaiden valinta on yksi tärkeimmistä tekijöistä, jotta auto saataisiin käyttäytymään oikein. Jos rengasvalinta on väärä, niin ei ole kovinkaan paljon tehtävissä asian kompensoimiseksi. Tässä käsitellään pintapuolisesti renkaiden kovuudet, muoto, pintakuviot ja insertit. Näillä kaikilla on merkitystä itse renkaan käyttäytymiseen erilaisissa olosuhteissa. Erittäin pehmeä
kumiseos: Pehmein seos ei välttämättä ole se paras vaihtoehto. Nämä
ovat omimmillaan, kun rata on niin kova, ettei siitä edes irtoa kunnolla
pölyä, jolloin renkaan materiaalin pidolla alkaa olemaan
merkitystä.
4WD renkaat: Etu ja takarenkaiden halkaisijan on aina oltava sama. Yleensä etu- ja takarenkaiden pintakuvioksi kannattaa valita sama kuvio. Yleensä renkaat vaativat insertit sisäänsä, jotta ne toimisivat kunnolla. Oikeastaan vain kovalla kumiseoksella voi tulla kyseeseen insertin poisjättäminen. Yleensä insertit käytetään sellaisenaan, mutta insertin ulkoreunoja voidaan myös hieman pyöristää esim. saksilla, jolloin renkaan sivuista tulee hieman pehmeämmät. Tällä saadaan profiililtaan tasainen rengas käyttäytymään hieman pyöreäprofiilisen renkaan tavoin käännöksissä. Yleensä pehmeämpi kumiseoksinen rengas vaatii kovemman insertin. Eli inserteilläkin voidaan hieman vaikuttaa renkaiden käyttäytymiseen. Touring- ja rata-auton renkaiden valinta Renkaiden valinta on yksi tärkeimmistä tekijöistä, jotta auto saataisiin käyttäytymään oikein. Jos rengasvalinta on väärä, niin ei ole kovinkaan paljon tehtävissä asian kompensoimiseksi. Tässä käsitellään pintapuolisesti renkaiden kovuudet, pinta kuviot ja insertit. Näillä kaikilla on merkitystä itse renkaan käyttäytymiseen erilaisissa olosuhteissa. Touring- ja rata-autoihin on oikeastaan kolmenlaisia renkaita on kuviollisia kumirenkaita, sileitä kumirenkaita (sliksejä) ja foam-renkaita. Kuviollisia renkaita käytetään lähinnä sähkötouring-autoissa, kun rata on pölyinen tai muuten likainen. Lisäksi märällä radalla voidaan käyttää kuviollisia saderenkaita. Sliksejä käytetään lähinnä sähkötouring-autoissa puhtailla radoilla, joilla pito on hyvä. Foam-renkaita käytetään myöskin puhtailla pitävillä radoilla ja erityisesti rata-autoissa ja polttomoottoritouring-autoissa. Melkein jokaisella valmistajalla on valikoimassa renkaita eri kumiseoksilla, jotka sopivat eri lämpötiloihin ja eri ratatyypeille. Eli ensimmäinen vaihe renkaan valinnassa on tunnistaa radan tyyppi ja olosuhteet, joissa on tarkoituksena autolla ajaa. Tietyllä radalla ja olosuhteissa toimiva rengas ei välttämättä toimi ollenkaan toisella radalla tai toisissa olosuhteissa. Lisäksi eri rengastyypit reagoivat olosuhteiden tai radan muuttumiseen eri tavalla. Kuitenkin yleensä lämpöisemmät olosuhteet vaativat kovemman kumiseoksen. Lisäksi renkaan valintaa vaikuttaa siis mm. radan materiaali, kosteus, pitoaineet. Mitään yhteistä mittaustapaa ei renkaiden valintaan ole, vaan jokaisella valmistajalla on hieman oman tyyppiset mittaustavat eri kumiseoksien kovuuksille ja sopivuuksille eri lämpötiloihin ja ratatyypeille. Malli voidaan siis ilmoittaa kirjaimina, väreinä, sanoina jne. Eli malli ja sopivuus on selvitettävä valmistajakohtaisesti. Kumirenkaat Kumirenkaiden kumiseoksissa on kahta eri päätyyppiä. Lämpökumin ominaisuudet perustuu pääasiallisesti lämpöön. Tällainen lämpökumi pehmenee huomattavasti lämmetessään. Pehmetessään rengas lämpenee kitkan lisääntyessä entisestään, jolloin kumin pinta alkaa hajoamaan, jolloin syntyy pitoa. Kitkakumin pito-ominaisuudet perustuvat itse kumin pehmeyteen ja sen kykyyn tarttua radan pintaan luoden pitoa.
Koska lämpökumi vaatii toimiakseen kunnolla lämpöä on radan tai renkaan oltava riittävän lämmin, eli toimiakseen rengas on esilämmitettävä tai se on ajettava lämpimäksi. Tällaisen renkaan tunnistaa helposti siitä, että käytetyn renkaan pinta näyttää siltä, että siitä olisi kiehunut materiaalia irti. Lisäksi renkaan pintaan on todennäköisesti tarttunut kaikenmaailman likaa. Viileissä olosuhteissa tämän tyypin rengas ei toimi kunnolla, koska se ei pääse lämpenemään tarpeeksi, jotta sen pinta alkaisi hajoamaan luodakseen pitoa. Tällainen rengas on oikeastaan sitä pitävämpi, mitä kuumemmaksi se saadaan. Jos kuitenkin renkaan pinta tulee liian kuumaksi, niin se alkaa olemaan öljyisen tuntuinen, jolloin pitoakin menetetään jonkun verran. Tämä ylilämpeneminen huomataan helposti äkkinäisenä auton käyttäytymisen muuttumisena. Koska renkaan pito-ominaisuudet perustuvat renkaan pinnan hajoamiseen kiihtyvällä tahdilla lämpötilan noustessa, renkaat kuluvat myöskin nopeammin korkeissa lämpötiloissa. Oikeissa olosuhteissa lämpökumin pito-ominaisuudet ovat erinomaiset, mutta pienikin radan likaisuus pudottaa pito-ominaisuutta melkoisesti, koska kaikki pöly yms. tarttuu helposti renkaan pintaan. Toinen kumiseoksien päätyyppi on kitkakumi, jonka ominaisuudet ei perustu niinkään lämpöön, vaan itse kumin pehmeyteen ja kykyyn tarttua radan pintaan luoden pitoa. Tällaisen renkaan pito-ominaisuudet eivät riipu kovinkaan paljon lämpötilasta, mutta pientä paranemista on kuitenkin havaittavissa lämpötilan noustessa. Tällainen kumi tuntuu jo kylmänäkin hieman tahmaiselta ja on periaatteessa ajovalmis välittömästi ilman lämmittämistä. Lisäksi kitkakumirenkaat ovat huomattavasti pitkäikäisempiä kuin lämpökumirenkaat. Koska kitkakumirenkaat eivät tarvitse lämpöä pito-ominaisuuksien muodostamiseen, niin hieman viileämmissä olosuhteissa tällainen rengas toimii huomattavasti paremmin kuin lämpökumirengas. Lisäksi nämä renkaat toimivat myös hieman likaisella radalla, koska lika ei tartu juurikaan renkaan pintaan. Jotta asia ei olisi vielä näinkään yksinkertainen, niin olemassa on renkaita vyöllä ja ilman. Erityisesti lämpökumirenkaissa tällä on merkitystä, koska vyöllinen rengas kestää huomattavasti pidempään. Lämpökumirenkaat siis pehmenevät huomattavasti lämmetessään jolloin ne pyrkivät pullistumaan jonkun verran kiihdytyksissä. Tämä lisää huomattavasti renkaan kulumista. Eli renkaan sisään laminoitu vyö pitää renkaan mahdollisimman alkuperäisessä muodossaan, jolloin rengas on kestävämpi ja sen ominaisuudet ovat todennäköisesti paremmat. Kumirenkaiden sisällä on aina käytettävä inserttejä. Kovat insertit ovat hyvät nopeissa suunnan vaihdoksissa, koska niillä auto menettää nopeutta vähemmän. Pehmeillä inserteillä saavutetaan parempi pito ja auto on luultavasti helpompi ajaa. Inserttejäkin on kahta eri tyyppiä - valettuja ja vaahtomuovisia. Vaahtomuoviset insertit ovat huomattavasti kevyemmät, jolloin kiihtyvyys on parempi pienemmän pyörivän massan takia. Toisaalta vaahtomuoviset insertit lämpenevät helpommin, jolloin renkaat voivat ylikuumentua. Valetut insertit ovat puolestaan painavammat, mutta ne eivät lämpene yhtä helpolla. Foam-renkaat Toinen renkaiden päätyyppihän oli foam-renkaat. Nämä on kokonaisuudessaan valmistettu homogenosoidusta vaahtokumiseoksesta ja on vähän donitsin näköisiä. Foam-renkaiden ehdottomasti huonoin puoli on se, että ne kuluvat melkoisen nopeasti ja ne repeävät helposti. Toisaalta esim. puhtaalla asvaltilla ja matolla foam-renkaiden pitokyky on huomattavasti kumirenkaita parempi.
Foam-renkaiden kumimateriaali ei välttämättä ole puhdasta kumia, vaan joukossa voi myös olla silikonia. Silikonipitoiset renkaat kestävät pitempään, koska ne ovat selvästi kimmoisammat. Lisäksi niiden pitokyky on yleensä parempi, koska ne eivät kuivu niin helposti. Tavalliset foam-renkaat kuivuvat huomattavasti silikonilla terästettyjä nopeammin. Tämän takia foam-renkaita kannattaakin säilyttää esim. ilmatiiviissä pussissa ja poissa auringonvalosta ja mielellään vielä käsiteltynä pitoaineella. Foam-renkaat luokitellaan vaahtokumiseoksen kovuuden (shore) mukaan. Kyseinen kovuus mitataan eräänlaisella kovuus mittarilla (durometer). Yleensä kovuuden arvo on 25 ja 50 välillä, joista pienempi luku tarkoittaa pehmeämpää rengasta. Pehmeämpi rengas tarjoaa yleensä paremman pidon, mutta kuluukin samalla huomattavasti nopeammin. Kyseinen arvo on siis samanlainen kaikilla valmistajilla, mutta muuten renkaiden ominaisuudet voivat vaihdella. Kovuus voidaan ilmoittaa mainitun kovuusluvun lisäksi myös väreinä, kirjaimina jne. Tulikin jo mainittua, että foam-renkailla pystytään oikeissa olosuhteissa saavuttamaan huomattavasti kumirenkaita parempi pito. Tämä aiheuttaa auton muulle säädölle tiettyjä vaatimuksia, koska lisääntynyt pito aiheuttaa myös lisääntynyttä rungon kiertymistä. Tämä aiheuttaa sen, että liian löysäksi säädetty auto kaatuu helposti. Eli helpoin tapa reagoida foam-renkaiden tuomaan lisäpitoon on se, että myös auton iskunvaimennusta jäykistetään vaihtamalla jouset ja öljyt jäykemmiksi. Kannattaa varmistaa myös, että maavara on mahdollisimman pieni. Tämä laskee auton painopistettä, jolloin kaatuminenkin hankaloituu. Vielä kannattaa varmistaa, että alatukivarsien liike alaspäin on rajoitettu tarpeeksi pieneksi, jolloin auto pystyy kallistelemaan vähemmän. Myöskään kallistuksenvakaimen käyttö tai jäykistäminen ei ole huono vaihtoehto. Varsinkin polttomoottoriautoissa välityksillä on erittäin suuri merkitys auton suorituskykyyn. Oikealla välityksellä voidaan saavuttaa huomattaviakin suorituskyvyn parantumisia. Polttomoottoreissa on melkoisen korostunut tehokäyrä, jolloin huipputehot saadaan vain tietyssä kohtaa käyrää, ja teho laskee melkoisen radigaalisti molemmilla puolilla tätä kohtaa. Tämän takia on luonnollisestikin selvää, että välityksellä pyritään saamaan auto hyödyntämään mahdollisimman tehokkaasti kyseistä huippukohtaa. Vaikka sähkömoottoreilla onkin melkoisen lineaarinen teho, niin näilläkin saavutetaan merkittäviä suorituskyvyn parantumisia oikeilla välityksillä. Eli välitysten etsimiseen kannattaa uhrata aikaa aina, kun olosuhteet tai rata muuttuu. Tässä keskitytään erityisesti polttomoottoriautojen välityksiin, mutta samat periaatteet pätevät myös sähköautoihin. Radan vaikutus välityksiin Radan ominaisuudet on aina otettava huomioon kun välityksiä mietitään. Yleisesti lyhyet tiukkakurviset radat vaativat suuret välitykset ja isot nopeakurviset radat vaativat pienet välitykset. Suurella välityksellä tarkoitetaan sitä, että isorattaan ja pinionin suhde on suuri. Eli pyörittääkseen isoratasta yksi kierros, pinionin on tehtävä useampia kierroksia. Vastaavasti pienellä välityksellä tarkoitetaan sitä, että isorattaan ja pinionin suhde on pieni. Eli pyörittääkseen isoratasta yksi kierros, pinionin on tehtävä vähemmän kierroksia. Kun välitykset on suuret, niin auto suoriutuu tiukoista kurveista nopeammin hyvän kiihtyvyytensä takia, mutta ei saavuta kovin suurta huippunopeutta. Huippunopeudella ei ole lyhyillä suorilla suurtakaan merkitystä, koska auto ei kuitenkaan ehtisi saavuttaa kovinkaan suuria nopeuksia, jolloin kiihtyvyydellä on suurempi merkitys. Suurilla radoilla huippunopeudella on suurempi merkitys, koska tällöin joudutaan ajamaan pitkään suoria, joissa ajetaan huippunopeutta. Tällöin korostuu hyvän huippunopeuden tarve, vaikka kiihtyvyys olisikin hieman heikompi. Nykyisissä kilpamoottoreissa on tehoa jopa "liikaakin", jolloin auton hallinta voi muuttua vaikeaksi. Tästä huolimatta etsitään jatkuvasti uusia entistä tehokkaampia moottoreita lisänopeuden toivossa. Tämä lisäteho voi kuitenkin johtaa pito-ongelmiin, joka puolestaan hidastaa kierrosaikoja. Välityksillä voidaan kuitenkin hieman helpottaa tätä ongelmaa. Eli pienentämällä välitystä pystytään estämään pyörien pidon katoaminen kiihdytyksissä. Vastaavasti hyvällä pidolla välitystä voidaan kasvattaa, jolloin saavutetaan parempi kiihtyvyys. Moottorin vaikutus välityksiin On luonnollisestikin selvää, että eri moottoreilla on eri ominaisuudet, ja näin eri välityksetkin. Joillakin moottoreilla on hyvät alakierrosten ominaisuudet, ja toisilla moottoreilla puolestaan hyvät ominaisuudet suurilla kierroksilla. Näitä ominaisuuksia voi päätellä moottorin käyttäytymisestä, mutta myöskin eri lehtien arvosteluissa ja testeissä julkaistaan melko yleisesti teho- ja vääntökäyriä, joista käy ilmi moottorin ominaisuudet eri kierroksilla. Näistä käyristä on helppo havaita moottorin luonne ja käyttäytyminen, jos käyriä osaa edes hieman lukea. Eli omien testien tai kyseisten käyrien avulla sovittamalla välitykset voidaan saavuttaa jälleen merkittäviä parannuksia kierrosaikoihin. Pienillä kierroksilla hyvin toimivat moottorit kärsivät liian suurista välityksistä. Eli tällaiselle sopivat välitykset ovat pienet, jolloin kierrokset pysyvät mahdollisimman paljon pienillä kierroksilla. Vastaavasti suurilla kierroksilla hyvin toimiva ns. kierroskone tykkää suurista välityksistä, jotka mahdollistavat mahdollisimman tehokkaan suurten kierrosten käytön. Vaihteet Toinen vaihde lisää polttomoottorin tehokasta toiminta-aluetta huomattavasti. Tällä saavutetaan se, että mutkasta lähdettäessä ensimmäinen vaihde (suuri välitys) antaa hyvän kiihtyvyyden ja kierrosten lisääntyessä vaihtuminen toiselle vaihteelle (pieni välitys) antaa hyvän huippunopeuden. Eli vaihde toimii yleensä seuraavasti. Ensimmäisen vaihteen isorattaassa on yksisuuntalaakeri. Pienillä kierroksilla tämä yksisuuntalaakeri ottaa kiinni ja akseli pyörii ensimmäisen vaihteen isorattaan varassa. Kun kierrokset ovat nousseet riittävästi, toisen vaihteen isorattaan sisällä oleva keskipakokytkin ottaa kiinni, ja akseli alkaa pyöriä toisen vaihteen isorattaan varassa. Koska tällöin akseli pyörii lujempaa kuin ensimmäisen isorattaan pyörittämänä, edellä mainittu yksisuuntalaakeri päästää akselin pyörimään toisen vaihteen isorattaan pyörittämänä.
Vaihde lisää luonnollisestikin painoa ja tuo lisää helposti rikkoutuvia osia autoon. Tämän takia varsinkaan polttomoottorikrossareissa ei käytetä vaihteita. Rata-autoissa kuitenkin oikealla välitysten ja vaihtohetken valinnalla voidaan saavuttaa niin suuria etuja, että toinen vaihde on hyödyllinen. Parempi suorituskyky ei kuitenkaan välttämättä tarkoita sitä, että auto automaattisesti kulkee nopeampaa. Jos auton toisen vaihteen välitys on sama kuin yksivaihteisen auton välitys, autot kulkevat yhtä lujaa. Kaksivaihteinen auto kuitenkin kiihtyy huomattavasti nopeammin ensimmäisen vaihteen takia. Kaksivaihteisen auton välitysten valinnassa on vielä sellainenkin hienous, että päästään valitsemaan yhtäaikaa kahta eri välitystä, eli ensimmäisen ja toisen vaihteen välityksiä. Pienillä radoilla ensimmäisen ja toisen vaihteen välitysten eroa voidaan pudottaa. Tämä tapahtuu esim. siten, että toisen vaihteen pinionin hammaslukua pudotetaan yhdellä hampaalla ja isorattaan hammaslukua lisätään vastaavasti yhdellä hampaalla. Tällöin saavutetaan parempi kokonaiskiihtyvyys pienellä matkalla, josta on etu lyhyellä ja tiukkakurvisella radalla. Suurilla radoilla vastaavasti vaihteiden välitysten eroa kannattaa yleensä kasvattaa. Eli esim. toisen vaihteen pinionin hammaslukua lisätään yhdellä ja isorattaan hammaslukua pienennetään yhdellä. Tällöin lähtökiihtyvyys on edelleen sama, mutta pitkällä suoralla loppunopeutta saadaan lisättyä. Luonnollisestikin vaihteiden välitysten eroa voidaan muuttaa myös vaihtamalla ensimmäisen vaihteen välitystä. Näin kannattaa tehdä tietenkin silloin, kun toisen vaihteen välitys tuntuu olevan kohdallaan. Auton käyttäytymiseen vaikutetaan merkittävästi säätämällä etu- ja takarenkaiden aurauskulmia. Helpoiten aurauskulman havaitsee katsomalla autoa ylhäältä. Jos renkaiden etureunat ovat lähempänä toisiaan kuin renkaiden takareunat, puhutaan positiivisesta aurauskulmasta. Jos taas renkaiden takareunat ovat lähempänä toisiaan kuin renkaiden etureunat, puhutaan negatiivisesta aurauskulmasta. Normaalisti nelivetoisessa autossa eturenkaiden aurauskulma on jonkin verran negatiivisella puolella ja takana positiivisen puolella muutamia asteita.
Kun aurauskulma on nolla, renkaat kuluvat vähiten ja tehohäviä on mahdollismman pieni ajettaessa suoraan. Aurauskulman lisäämien tai vähentäminen aiheuttaa lisääntyvää kitkaa, koska ne ovat kokoajan hieman kulkusuunnan vastaisesti. Liiallinen positiivinen aurauskulma aiheuttaa siten renkaiden ulkoreunojen lisääntyvän kulumisen ja liiallinen negatiivinen aurauskulma aiheuttaa siten renkaiden sisäreunojen lisääntyvän kulumisen. Aurauskulmia käytetään tästä huolimatta yleisesti, koska tällä säädöllä on merkittävä vaikutus auton suuntavakavuuteen ja ohjautumiseen. Oletetaan, että autossa on positiivista aurausta jonkun verran edessä. Kun toinen eturenkaista kohtaa radassa olevan häiriön, tämä rengas pyrkii vääntymään taaksepäin vetäen myös toista pyörää mukanaan samaan suuntaan. Häiriön ollessa tarpeeksi pieni rengas vääntyy vain sen verran, että se osoittaakin vaikka suoraan menosuuntaan. Tällöin auto jatkaa edelleen suoraan, jolloin tämä pieni häiriö ei olekaan muuttanut auton suuntaa. Tällä tavalla positiivinen aurauskulma tekee autosta vakaamman suoralla. Tämä tekee myös autosta huonomman käännöksiin lähtemisessä, koska käännöksen puolesta rengasta on käännettävä jonkun verran ennen auton kääntymistä. Jos autossa olisikin ollut negatiivinen aurauskulma. pienikin häiriö aiheuttaa auton kääntymisen. Tämä johtuu siitä, että häiriön puoleisen renkaan kääntökulma on välittömästi tiukempi kuin ulomman renkaan, jolloin kääntyminen lähtee tapahtumaan. Eli auto pyrkii kokoajan lähtemään käännöksiin ja suoralla ajaminen vaikeutuu. Eli sopiva aurauskulma on kompromissi suuntavakavuuden, lisääntyvän kitkan ja käännöksiin lähtemisen välillä. Yleensä etuaurauskulma on -2 ja 2 asteen välissä. Etuaurauskulmaa muutetaan yleisesti muuttamalla ohjauslinkkien pituutta saman verran molemmilta puolilta. Auton taka-aurauskulmalla on periaatteessa samat vaikutukset kuin edessä, mutta takana ei käytetä käytännössä koskaan negatiivista aurauskulmaa. Tämä aiheuttaisi merkittäävää auton yliohjautumista varsinkin kiihdytettäessä (= peräpään pito loppuu ennen etupäätä). Yleensä taka-aurauskulma on siis nollan ja neljän asteen välillä. Taka-aurauskulman säätäminen tapahtuu eri autoissa monilla eri tavoilla, jotka saattavat vaatia jopa osien vaihtamista. Auton ohjekirjasta säätäminen kuitenkin selvinnee. Aurauskulmia säädettäessä kannattaa muistaa kuitenkin yksi pieni seikka. Kiihdytettäessä renkaan pyrkivät eteenpäin lisäten aurauskulmaa positiiviseen suuntaan. Kaksivetoisissa autoissa puolestaan renkaat, jotka eivät vedä pyrkivät vähentämään aurauskulmaa negatiiviseen suuntaan. Caster-kulmalla tarkoitetaan kulmaa, jonka olkatappi tai olkatuen kiinnityspisteet on kallellaan pystysuoraan nähden. Jos olkatappi tai olkatuen kiinnityspisteet ovat kallellaan taaksepäin, niin Caster on positiivinen. Vastaavasti näiden ollessa etukenossa caster on negatiivinen.
Positiivisella casterilla on rengasta suoristava vaikutus auton kulkiessa eteenpäin. Tämän takia casteria lisäämällä saavutetaan paremmat suoraominaisuudet. Tätä tapahtuu kuitenkin vain tiettyyn pisteeseen asti, jonka jälkeen renkaasta tulee levoton. Tämä vaikutus on helposti havaittavissa ostoskärryissä, joissa caster on selvästi positiivinen, jolloin ohjausakseli (akseli, jonka ympäri rengas kääntyy ohjauksen seurauksena) on huomattavasti edempänä kuin renkaan kosketuspinta maahan. Ohjausakseli ikäänkuin raahaa rengasta perässään, jolloin rengas pyrkii kulkemaan suoraan ohjausakselin takapuolella. Tämä voima on suoraan verrannollinen matkaan kosketuspinnan ja ohjausakselin välillä (matka mitataan pitkin maata). Eli voima on sitä suurempi mitä pitempi on tämä matka. Rc-autoissa ohjausakseli kulkee monien syiden takia suoraan pyörän keskipisteen kautta. Eli ohjausakseli tai olkatuen kiinnityspisteet ovat sama asia kuin ohjausakseli. Jos ohjausakseli olisi pystysuorassa, renkaan kosketuspinta rataan ja ohjausakseli kohtaisivat samassa pisteessä. Eli näiden välinen matka olisi nolla. Kääntämällä ohjausakselia takakenoon, näiden välinen matka kasvaa lisäten rengasta suoristavaa voimaa. Eli ohjausakselin ja radan leikkauspiste siirtyy eteenpäin. Jos oltaisiin erityisen tarkkoja, niin rengas sinänsä luo lievää positiivista casteria, koska rengas venyy hieman kosketuspinnan takaosasta. Tämä on kuitenkin niin pientä, ettei sillä ole suurempaa merkitystä. Normaalisti casterin arvot ovat positiivisella puolella. Negatiivista casteria ei juurikaan käytetä. Luonnollisestikin caster kannattaa pyrkiä pitämään molemmilla puolilla autoa samana, jotta auto ei vetäisi toiselle puolelle. Casterilla pyritään vaikuttamaan auton suorakäyttäytymisen lisäksi kääntymisominaisuuksiin. Casterin suurentaminen vaikuttaa moneen asiaan. Autosta tulee rauhallisempi suoralla, koska renkaita suoristavasta voimasta tulee suurempi. Kääntyvyys mutkaan ilman kaasua huononee, koska renkaita suoristava voima pyrkii pitämään renkaita suorassa. Kääntyvyys käännöksestä ulos kiihdytettäessä paranee, koska tällöin Camber on tehokkaassa asennossa. Vastaavasti casterin vähentäminen aiheuttaa vastakkaisen reagtion. Eli autosta tulee rauhattomampi suorilla, koska renkaita suoristava voima on pienentynyt. Kääntyvyys mutkaan ilman kaasua paranee, koska renkaita suoristava voima voima on nyt huomattavasti pienempi. Ripustusten toiminta paranee. Tämä johtuu siitä, että ripustukset on suunniteltu toimimaan yleensä oleellisesti kohtisuorassa runkoon nähden. Kääntyvyys käännöksestä ulos kiihdytettäessä huononee, koska tällöin Camber on epäedullisessa asennossa. Casterin tapauksessa kannattaa vielä huomioida Kick-Up:in vaikutus casteriin. Kick-Up:illahan tarkoitettiin alatukivarren kallistusta taaksepäin. Eli alatukivarren etukiinnityspiste on ylempänä kuin takakiinnityspiste. Jos Kick-Up on esim. 10 astetta ja varsinainen caster on esim. 5 astetta (esim. 5 asteen caster-pala), kokonais-casteriksi saadaan nyt 15 astetta. Lisäksi kannattaa huomata sellainen seikka, että suuremmilla castereilla myös camber muuttuu enemmän renkaita käännettäessä. Camber-kulmalla tarkoitetaan kulmaa, jonka rengas muodostaa pystysuoran kanssa katsottaessa rengasta edestä tai takaa. Jos rengas nojaa auton runkoon päin, puhutaan negatiivisesta camberista. Vastaavasti renkaan nojatessa rungosta ulospäin, puhutaan positiivisesta camberista. Käännöksessä renkaan pito-ominaisuudet riippuvat merkittävästi renkaan kulmasta rataan. Yleensä rengas pitää käännöksessä parhaiten, kun camber on noin -1. Tämän syyn selittäminen on jo hieman monimutkaisempi asia. Riittänee sanoa, että tällöin renkaan kosketuspinta rataan on suurimmillaan renkaan muotoutuessa uudestaan vaikuttavien voimien seurauksena.
Jotta renkaan pito-ominaisuudet saataisiin maksimoitua käännöksissä, renkaan ripustusten suunnittelussa tarvitsee tehdä melkoisia ponnistuksia. Tämä johtuu siitä, että runko kiertyy käännöksissä, ripustuksissa on melkoisesti liikkuvua osia. Ripustusten liikkuessa ylös ja alas sekä renkaiden kääntyessä, camber kulman olisi kuitenkin säilyttävä suurinpiirtein samana. Mitä enemmän pyörien ja ripustusten on liikuttava, sitä vaikeampi camberin pitäminen saman on. Tähän voidaan kuitenkin vaikuttaa melkoisesti pitämällä ripustusten osat mahdollisimman vapaina välyksistä. Nyt kannattaa vielä pistää selvä ero camberille suhteessa runkoon ja rataan. Jotta camber suhteessa rataan pystyttäisiin pitämään optimaalisena, ripustukset on suunniteltava siten, että camber suhteessa runkoon kasvaa negatiiviseen suuntaan ripustusten liikkuessa ylöspäin. Tämä johtuu siitä, että käännöksessä rungon kiertyminen aiheuttaa positiivista camberia suhteessa rataan, joka on siis kumottava lisäämällä negatiivista camberia suhteessa runkoon. Yleensä camber asetetaan juuri tuon -1 asteen tietämille. Positiiviset camber-kulmat ovat erittäin harvinaisia. Camber pitäisi säätää siten, että renkaan kosketuspinta rataan olisi mahdollisimman suuri. Eli renkaan olisi kuluttava mahdollisimman tasaisesti. Parhaiten sopivan camberin saa selville testaamalla, koska vaikuttavia tekijöitä on niin paljon. Jos renkaat kuluvat selvästi nopeammin ulkoreunalta, negatiivista camberia kannattaa lisätä. Jos taas renkaat kuluvat selvästi enemmän sisäreunaltaan, negatiivista camberia vähennetään. Foam-renkailla tämä on melkoisen helppoa, mutta kumirenkailla kulumisen selvittäminen onkin sitten hieman vaikeampi tehtävä. Auton käyttäytymisestä voidaan myös päätellä aika hyvin sopiva camber. Kuvassa olevan erittäin paljon ajetun renkaan tapauksessa voisi camberia vähentää esim. puoli astetta. Maavaralla tarkoitetaan auton pohjan ja radan väliä. Yleisesti maavaraa säädetään lisäämällä tai vähentämällä jousten jännitystä. Kiristämällä maavara nousee ja löysäämällä maavara laskee. Jotta säätämisestä olisi jotain hyötyä, on säätäminen tehtävä ajovalmiina, eli kaikki sähköosat ja akku on paikoillaan. Kori voi tietenkin olla pois, jotta säätäminen onnistuisi helpolla. Kori kuitenkin on erittäin kevyt ja tasaisesti jakautunut auton päälle, jolloin sen vaikutus maavaraan on minimaalinen.
Melkein kaikissa tilanteissa pyrkimyksenä on laskea maavara mahdollisimman pieneksi. Auto ei kuitenkaan saa juurikaan ottaa rataan kiinni, koska tämä huonontaa merkittävästi ajo-ominaisuuksia. Joissain kilpaluokissa on lisäksi määritetty pienin sallittu maavara. Maavaran vähentäminen laskee samalla auton painopistettä, jolloin auto rullaa käännöksissä vähemmän, ja käyttäytyy täten paremmin varsinkin hyväpitoisilla radoilla. Oikeastaan maavaran lisääminen tulee kysymykseen vain radoilla, joiden pito on erityisen huono. Tällöin lisääntynyt maavara lisää auton rullaamista kallistuskeskiön ympäri lisäten pitoa hieman. Pidon lisääntyminen johtuu siitä, että auton kallistuessa enemmän, renkaiden päälle tulee enemmän painoa, joka lissä pitoa. Myös epätasaisilla radoilla kannattaa maavaraa nostaa, jotta auton pohja ei ottaisi kiinni rataan. Joissakin tapauksissa voi olla hedelmällistä kokeilla myös eri maavaroja auton etu- ja takapäässä. Kun auton etupää on korkeammalla kuin takapää, auton takarenkaiden päällä on enemmän painoa kiihdytystilanteessa. Tällöin takarenkaiden pito paranee, mutta auton ohjattavuudessa menetetään jonkin verran käännöksisä lähdettäessä. Vastaavasti auton etuosan ollessa matalammalla kuin takapää, saavutetaan eturenkaille lisää pitoa käännöksistä lähdettäessä ja menetetään takarenkaiden pitoa. Painopiste ja painon siirtyminen Autoa rakentaessa tai säädettäessä kannattaa lähtökohdaksi ottaa se, että paino on jakautunut autoon mahdollisimman tasaisesti. Eli auton eturenkailla on yhtä paljon painoa kuin takarenkailla ja oikean puoleisilla renkailla yhtä paljon kuin vasemman puoleisilla renkailla. Erityisesti sivusuunnassa tämä on ensiarvoisen tärkeätä. Tällöin auton painopiste on keskellä autoa. Jos painopiste ei ole keskellä, niin auto käyttäytyy epäloogisesti. Auto voi mm. pyrkiä puoltamaan toiselle puolelle. Painon siirtyminen on auton käyttäytymisen avainkysymyksiä. Eri tilanteissa auton eri pyörille siirtyy tietty osa auton koko painosta. Halutun käyttäytymisen tavoitteluun käytetään tämän hetkellisen painon vähentämistä tai lisäämistä. Periaatteessa mitä enemmän auton painosta siirtyy käännöksessä auton uloimmille pyörille, sitä parempi pito autolla on. Jarrutuksissa ja kiihdytyksissä puolestaan auton paino pyrkii puolestaan siirtymään auton pitkittäissuunnassa. Tähän painon siirtymiseen pystytään vaikuttamaan hyvinkin monella säädöllä, kuten komponenttien sijoittelulla, iskunvaimennuksella, tukivarsien asennolla, camber-linkkien asennolla, renkailla jne. Ei ole siis mitään erityistä säätöä, joka ratkaisisi kaikki ajettavuuden ongelmat. Lisäksi säädöt vaikuttavat toisiinsa, jolloin joudutaan aina tyytymään parhaimmalta tuntuvaan kompromissiin. Painopiste on se kolmiulotteinen piste, johonka auton voimavektorit voidaan piirtää. Painopisteen paikkaan vaikuttaa auton massa ja komponenttien sijoittelu. Tulikin jo mainittua, että auton painopisteen tulisi olla mahdollisimman keskellä autoa. Painopisteen tulisi olla mahdollisimman matalalla, jotta pystytään pitämään painonsiirtyminen aiheuttamat negatiiviset ominaisuudet mahdollisimman pienenä. Lisäksi on hyvä huomata, että sijoittamalla komponentit mahdollisimman keskelle autoa, painon siirtyminen vähenee. Eli komponentit tulisi siis sijoittaa autossa mahdollisimman tasaisesti, keskelle autoa ja matalalle. Tämä koskee varsinkin auton painavimpia komponentteja. Jos komponentteja ei muuten saada sijoiteltua tasaisesti tai auto on alipainoinen, autoon kannattaa asentaa lisäpainoja siten, että painopiste saadaan keskelle autoa. Tästä painopisteen paikasta on kuitenkin yksi poikkeus. Joskus on kannattavaa siirtää painopistettä pitkittäissuunnassa hieman eteen tai taakse. Siirtämällä painopistettä edemmäksi, ohjattavuus lisääntyy ja takapito vähenee. Krossiautoissa tämä tarkoittaa myös sitä, että auto pyrkii hyppäämään hieman nokka alhaalla ja estää hyväpitoisilla radoilla keulimisen. Siirtämällä painopistettä taaemmaksi, ohjattavuus vähenee ja takapito lisääntyy. Tämä rauhoittaa yleensä auton käyttäytymistä kiihdytyksissä ja jarrutuksissa. Krossiautoissa tällä auto saadaan hyppäämään enemmän keulapystyssä. Painopisteen siirtäminen onnistuu siis komponenttien uudelleen sijoittamisella tai lisäpainojen lisäämisellä haluttuun päähän autoa. Kannattaa kuitenkin muistaa, että jo pienikin painopisteen siirtyminen vaikuttaa huomattavasti auton käyttäytymiseen. Akselivälillä tarkoitetaan auton etu- ja taka-akselien välistä matkaa. Monissa autoissa pystytään vaikuttamaan etu- ja taka-akselien paikkaan, joten akselivälin säätäminen on siis muutakin kuin pelkkää kyseisen välin mittaamista. Esim. siirtämällä etuakselia ja taka-akselia saman verran eteenpäin auto käyttäytyy eri tavalla, vaikka akseliväli onkin sama.
Otetaan ensin käsittelyyn pelkkä akselivälin muuttaminen ja sillä saavutettavat seikat. Jos autossa on lyhyt akseliväli, auto kääntyy helpommin ja reagoi nopeammin käännöksiin. Pitkällä akselivälillä puolestaan auto on vakaampi ja käyttäytyy paremmin radan epätasaisuuksissa. Akseliväliin pystyttiin siis vaikuttamaan etu- tai taka-akselin paikkaa muuttamalla. Kun akselia lähdetään siirtämään jompaan kumpaan suuntaan, vaikutetaan kyseisen akselin pitovaikutukseen. Esim. siirtämällä etuakselia taaksepäin, etuakselille siirtyy enemmän painoa. Tämä luonnollisestikin lisää etupään pitoa. Eli lyhentämällä akseliväliä, kyseisen akselin pito paranee. Vastaavasti pidentämällä akseliväliä, kyseisen akselin pito huononee. Tarkemmin asiaa käsiteltiin kohdassa "Painopiste ja painon siirtyminen". Raideleveydella tarkoitetaan samalla akselilla olevien renkaiden ulkopintojen välimatkaa. Raideleveys voi siis olla erisuuruinen etu- ja taka-akselilla. Raideleveydella pyritään vaikuttamaan renkaiden pitoon ja reagointiin käännyttäessä. Jos edessä raideleveys on liian suuri, auto reagoi käännöksiin hitaasti, etupito on huono ja auto aliohjautuu. Toisaalta raideleveyden kasvattaminen ennaltaehkäisee liiasta pidosta johtuvaa kippaamista. Peräpäässä puolestaan raideleveyden kasvattaminen lisää pitoa ja estää liiasta pidosta johtuvaa kippaamista.
Eri autoissa raideleveyden muuttamiseen on moninaisia säätötapoja. Säätö voi tapahtua esim. tukivarsia vaihtamalla, vaihtamalla eripaksuisia välilevyjä tai ruuvaamalla tukivarsien palloja. On kuitenkin hyvä pitää mielessä, että raideleveyttä muutetaan tasaisesti molemmilta puolilta, eli samalla akselilla olevien renkaiden etäisyys auton keskilinjasta on sama. Muussa tapauksessa auton käytöksestä voi tulla hyvinkin epälooginen. Kallistuskeskiö on teoreettinen auton pituussuuntainen akseli, jonka ympäri auto rullaa sivuttaissuunnassa käännöksessä syntyvien voimien seurauksena. Auton etu- ja takapäällä on omat kallistuskeskiönsä, jonka sijainti määräytyy alatukivarsien ja camber-linkkien sijainnin ja pituuden mukaan. Kallistuskeskiö selvitetään seuraavasti. Aluksi piirretään vektorit alatukivarrelle C ja camber-linkille B, ja näitä jatketaan kunnes ne leikkaavat toisensa kohdassa Y. Sitten piirretään pystysuora vektori A auton keskilinjalle. Lopuksi piirretään renkaan kosketuspinnan keskikohdasta X vektori D pisteeseen Y. Kallistuskeskiö on vektorin D tai sen jatkeen ja vektorin A leikkauspiste Z.
Kallistuskeskiön sijainti puolestaan vaikuttaa auton painon siirtymiseen. Periaatteessa mitä enemmän auton painosta siirtyy käännöksessä auton uloimmille pyörille, sitä parempi pito autolla on. Toinen painon siirtymiseen vaikuttava tekijä on auton painopiste, joka sijaitsee yleensä suurinpiirtein suoraan kallistuskeskiön yläpuolella auton keskilinjalla. Mitä suurempi etäisyys on kallistuskeskiön ja painopisteen välillä, sitä enemmän painon siirtymistä tapahtuu käännöksissä. Tästä voidaankin helposti päätellä, että polttomoottoriautoissa kallistuskeskiön on oltava huomattavasti korkeammalla kuin sähköautoissa. Sähköautoissa kaikki raskaat komponentit on saatu sijoitettua hyvin matalalle autossa, jolloin painopiste on matalalla. Polttomoottoriautoissa mm. korkea moottori nostaa painopistettä melkoisesti, jolloin kallistuskeskiökin on nostettava, jottei autoon synny liikaa vipuvartta painon siirtyessä puolelta toiselle. Miten sitten kallistuskeskiön muuttaminen sitten vaikuttaa. Sitä käsitellään seuraavassa. Kallistuskeskiötä lasketaan nostamalla camber-linkin sisempää tai laskemalla camber-linkin ulompaa kiinnityspistettä autossa. Toinen vaihtoehto on alatukivarren sisemmän kiinnityspisteen laskeminen tai ulomman kiinnityspisteen nostaminen. Tällöin etäisyys auton painopisteen ja kallistuskeskiön välillä kasvaa, jolloin painon siirtyminen lisääntyy käännöksissä. Eli käännöksessä uloimmille renkaille tulee suurempi paino, joka puolestaan lisää pitoa. Tämä on toivottava ominaisuus huonopitoisilla radoilla. Toisaalta hyväpitoisella radalla tämä voi tarkoittaa auton hidastunutta reagointia ohjausliikkeisiin tai jopa keikahtamista ympäri . Etupään kallistuskeskiötä säätämällä tällä pidon lisääntymisellä on luonnollisestikin positiivinen vaikutus auton ohjattavuuteen. Kallistuskeskiötä nostetaan puolestaan laskemalla camber-linkin sisempää tai nostamalla camber-linkin ulompaa kiinnityspistettä autossa. Toinen vaihtoehto on alatukivarren sisemmän kiinnityspisteen nostaminen tai ulomman kiinnityspisteen laskeminen. Tällöin etäisyys auton painopisteen ja kallistuskeskiön välillä pienenee, jolloin painon siirtyminen vähenee käännöksissä. Eli käännöksessä uloimmille renkaille tulee pienempi paino, joka puolestaan vähentää pitoa. Hyväpitoisilla radoilla tästä on se etu, että autosta tulee huomattavasti ketterämpi painon siirtyessä nopeammin puolelta toiselle. Auton yliohjautuvuutta voidaan siis pyrkiä parantamaan auton etuosan kallistuskeskiön nostamisella. Kannattaa kuitenkin vielä muistaa, että auton käyttäytymiseen ja pitoon pystytään vaikuttamaan myöskin muilla tavoilla. Erityisesti jousituksen vaikutus on huomattavasti merkittävämpi tekijä ja kallistuskeskiöllä tehdään vain sitä hienosäätöä. On vielä kaksi muutakin asiaa, jotka vaikuttavat kallistuskeskiön sijaintiin. Ensimmäinen on renkaiden halkaisijan muutos. Tähän ei juurikaan tarvitse kiinnittää huomiota kumirenkailla ajettaessa, koska niiden halkaisija pysyy käytännössä aina muuttumattomana. Käytettäessä foam-renkaita asia on aivan toinen. Pitkän kilpailuerän aikana renkaan halkaisija voi pienentyä useita millimetrejä, joka näkyykin jo selvästi kallistuskeskiön muuttumisena. Eli renkaiden halkaisijan pienentyessä kilpailun aikana myös kallistuskeskiö muuttuu. Yleensä kallistuskeskiö nousee, mutta näin ei aina ole. Vaikutus määräytyy camber-linkin ja alatukivarren suhteesta. Toinen näistä tekijöistä on maavara. Kun auton maavaraa vähennetään tai kasvatetaan myös kallistuskeskiö muuttuu. Eli varsinkin ajettaessa foam-renkailla on hyvä harjoitella ajamista halkaisijaltaan erikokoisilla renkailla, jotta auton käyttäytyminen tulisi tutuksi ja löydettäisiin sopiva kompromissi. Tasauspyörästön tarkoituksena on mahdollistaa samalla akselilla olevien renkaiden pyöriminen eri nopeuksilla. Tämänlainen tilanne on esimerkiksi auton kääntyessä. Auton käännöksen puoleisten pyörien on kuljettava pienempää ympyrärataa kuin uloimpien pyörien. Tällöin eri puolen renkaiden kulkema matka ja näin nopeus ovat eri suuret. Tasauspyörästön tarkoituksena on myös väännön jakaminen eri pyörille periaatteessa tasaisesti. Tasauspyörästöstä ei ole kuitenkaan pelkkää hyötyä, vaan silläkin on heikkoutensa. Tasauspyörästöä ei tarvita, jos autolla mennään suoraan. Tasauspyörästöt tuo autoon lisää pyörivää massaa, kitkaa ja osia. Eli joissakin tarkoituksissa vaihteistot pyritään jättämään pois. Esimerkiksi 2WD auton vetämättömien pyörien yhteydessä on aivan turhaa käyttää tasauspyörästöä. Joskus myös vetävienpyörien yhteydessä ei ole järkevää käyttää tasauspyörästöä, jolloin käytetään jäykkää akselia. 2WD autoissa tasauspyörästö on aina vain vetävien pyörien yhteydessä. 4WD autoissa tuleekin sitten lisää monimutkaisuutta. Oletusarvoisesti etu- ja takapyörien välissä on omat vaihteistonsa. Tämän lisäksi voimaa joudutaan myös välittämään etu- ja takapään välillä. Yleensä voima jaetaan tasaisesti etu- ja takapään välillä, jolloin etu- ja takapään vaihteistojen välillä on jäykkä akseli tai hihna. On kuitenkin käyttötarkoituksia, joissa onkin tarvetta tasauspyörästölle etu- ja takapään välillä. Tämänlaiseen tilanteeseen päädytään esim. silloin kun on mahdollista, että auton etu- ja takarenkaiden koko voi vaihdella (solukumirenkaat), jolloin myös auton etu- ja takapyörät pyörivät eri nopeuksilla. Tietenkin, jos renkaiden koot ovat eri, mutta ne pysyvät olennaisen vakioina, voidaan tasauspyörästö jättää pois ja muuttaa etu- tai takapään välitystä. Toinen mahdollisuus jättää tasauspyörästö pois on se, että etupäässä käytetäänkin yksisuuntalaakeria. Tämä yksisuuntalaakeri mahdollistaa etu- ja takapyörien pyörimisen eri nopeuksilla, mutta pitää vetoa ajoittain päällä myös etupyörissä. Myös polttomoottorikrossiautoissa käytetään melkein poikkeuksetta keskitasauspyörästöä pidon takia. Eli tiivistettynä, etutasauspyörästö mahdollistaa etupyörien pyörimisen eri nopeuksilla, takatasauspyörästö mahdollistaa takapyörien pyörimisen eri nopeuksilla ja keskitasauspyörästö mahdollistaa etu- ja taka-akselien pyörimisen eri nopeuksilla. On olemassa melkoisen monta erityyppistä tasauspyörästöä, joilla kullakin omat erityisominaisuutensa. Lisäksi näitä tasauspyörästöjä voidaan käyttää ristiin eri paikoissa. Tästä eteenpäin käsitellään tasauspyörästöjen perustyypit ja niiden ominaisuuksia. Kuulatasauspyörästö Yksi yleisimmistä säädettävistä tasauspyörästöistä on kuulatasauspyörästö. Tämän rakenne ja toimintaperiaate ovat melkoisen yksinkertaisia. tasauspyörästöön voima välitetään hihnapyörän tai rattaan kautta, jonka sisäkehälle on muodostettu useampia reikiä kuulille. Näihin kuuliin nojaa molempiin tasauspyörästön ulostuloihin kiinnitetyt painelevyt. Näin ulostulot pystyvät pyörimään suhteessa toisiinsa kuulien välityksellä. Tasauspyörästöstä voidaan tehdä jäykempi lisäämällä painelevyjen painetta kuuliin. Eli painelevyjä kiristetään toisiaan kohti ulostulojen välillä olevalla ruuvilla. Yleensä tämä ruuvi ei purista suoraan painelevyjä, vaan ruuvin kannan alla on jousi tai ainakin yksi lautasjousi. Ruuvin toinen pää on laakeroitu (painelaakeri), jotta ulostulot pystyvät pyörimään vapaasti suhteessa toisiinsa. Tasauspyörästövaikutus on suurimmillaan, kun tasauspyörästö on mahdollisimman vapaa, eli painelevyjen paine on mahdollisimman pieni. Tasauspyörästö ei saa kuitenkaan missään olosuhteessa ajon aikana luistaa, jotta voimaa ei mene harakoille ja ettei tasauspyörästö kulu poikkeuksellisen nopeasti. Alla on esitetty pelkistetty läpileikkaus kuulatasauspyörästöstä. Tämän tyyppinen tasauspyörästö ei ole kuitenkaan kovinkaan huoltovapaa, joten se vaatii säännöllistä huoltamista. Lisäksi nämä ovat melkoisen usein erittäin avonaisia, joten ne ovat lialle hyvinkin alttiita. Kuulatasauspyörästöt ovat yleisiä varsinkin rata- ja touring-autoissa, joissa radan likaisuus ei aiheuta liiallista likakuormitusta. Toki kuulatasauspyörästökin voidaan koteloida lian välttämiseksi. Kuulatasauspyörästöä käytetään auton etupäässä varsinkin huonopitoisilla radoilla ja takana vielä useammin. Huonopitoisilla radoilla tasauspyörästöjä pidetään mahdollisimman löysällä, mutta pidon lisääntyessä myös tasauspyörästöjä voidaan kiristää. Eli auton etutasauspyörästön kiristäminen parantaa kurveista lähtöä, lisää auton tasapaino jarrutuksissa, vähentää yliohjautumista. Vastaavasti etutasauspyörästön löysentäminen heikentää auton lähtöä kurveista, heikentää tasapainoa jarrutuksissa, lisää ohjautuvuutta. Takatasauspyörästön kireydellä vaikutetaan lähinnä auton käyttäytymiseen kurveissa. Eli kireämmällä takatasauspyörästöllä auto lähtee kääntymään huonommin, mutta kurvissa ja siitä lähdettäessä auto on vakaampi.
Yksisuuntatasauspyörästö Yksisuuntatasauspyörästö on rakenteeltaan melkoisen yksinkertainen tasauspyörästö, jonka ulostulot ovat kiinnitetty hihnapyörään tai rattaaseen yksisuuntalaakereiden välityksellä. Nämä yksisuuntalaakerit päästävät ulostulot pyörimään käytännössä täysin vapaasti, ja lukittuvat täysin toiseen suuntaan pyöritettäessä. Rakenteensa takia tällä tasauspyörästöllä on yksi ehdoton huonous. Se toimii vain eteenpäin, eli pakki tai jarrut eivät toimi. Eli tasauspyörästön ollessa lukossa (jarru päällä) molemmat renkaat pääsevät pyörimään täysin vapaasti yksisuuntalaakereiden varassa. Tämän ominaisuuden takia yksisuuntatasauspyörästöä ei käytetä koskaan takana. Yksisuuntatasauspyörästö yhdistää kuulatasauspyörästön ja kiinteän akselin ominaisuuksia. Käännöksessä tämä käyttäytyy kuin kuulatasauspyörästö mahdollistaen eturenkaiden pyörimisen eri nopeutta. Käännöksestä lähdettäessä tai suoralla ajettaessa yksisuuntatasauspyörästö puolestaan käyttäytyy kuin kiinteä akseli pakottaen molemmat eturenkaat pyörimään samaa nopeutta. Tämä aiheuttaa myös sitä, että vedon ollessa päällä, auto on hieman aliohjautuva. Yksisuuntatasauspyörästöä voidaan käyttää myös tilanteessa, jossa takarenkaat ovat lievästi eturenkaita suuremmat. Tällöin takapyörien pidon menetyksen jälkeen etupyörät alkavat vetää auttaen autoa säilyttämään tasapainonsa. Pidon ollessa takapyörillä, eturenkaat pyörivät vapaasti.
Planetaaritasauspyörästö Planetaaritatasauspyörästön rakenne on lähinnä oikeissakin autoissa käytettävää rattailla toteutettua tasauspyörästöä. Siinä tasauspyörästön ulostuloihin on kiinnitetty rattaat, joita kutsutaan aurinko- tai keskirattaiksi. Näiden keskirattaiden ulkokehää kiertää rattaita, joita kutsutaan kierto- tai planeettarattaiksi. Nämä kiertorattaat on asennettu siten, että ne ottavat kiinni molempiin keskirattaisiin ja kiertävät vapaasti näiden ulkokehällä, mutta ovat kiinnitetty tasauspyörästön kuoren välityksellä vetorattaaseen. Eli rakenne on hyvinkin samankaltainen kuulatasauspyörästön kanssa. Tässä on vain painelevyt korvattu keskirattailla ja kuulat kiertorattailla. Toisaalta planetaaritasauspyörästön jäykkyyttä ei voida säätää puristamalla ulostuloja toisiaan vasten. Tässä tapauksessa jäykkyyttä säädetään käyttämällä tasauspyörästön sisällä eri jäykkyisiä silikoniöljyjä. Tavallisesti näiden öljyjen jäykkyydet liikkuu 1000 ja 10000 Cps: välillä. Planetaaritasauspyörästöä käytetään erityisesti polttomoottorikrossiautoissa sen suljetun rakenteen takia. Planetaaritasauspyörästö on tiivis, jotta sen jäykkyyttä säätelevä öljy pysyisi tasauspyörästön sisällä ja kaikki lika ulkopuolella. Oikein mikään muu tasauspyörästötyyppi ei toimi polttomoottorikrossiautossa, joten kaikki tasauspyörästöt ovat käytännössä aina tätä tai tästä johdettua (esim. Torsen) tyyppiä. Planetaaritasauspyörästön jäykkyyttä siis säädellään sen sisällä olevan öljyn jäykkyyttä säätelemällä. Säätäminen on hyvinkin loogista - jäykemmällä öljyllä tasauspyörästöstä tulee jäykempi ja löysemmällä öljyllä löysempi. Keskitasauspyörästössä jäykemmällä öljyllä saavutetaan parempi kiihtyvyys, vähäisempi aliohjautuminen kaasupäällä ja suurempi nelivetoefekti. Jäykempi öljy sopii parhaiten hyväpitoisille ja tasaisille radoille. Autosta voi kuitenkin tulla levottomampi. Löysempi öljy on puolestaan parempi epätasaisilla ja huonopitoisilla radoilla. Löysemmällä öljyllä pystytään myös vähentään yliohjautumista. Etutasauspyörästön öljynjäykkyydellä vaikutetaan ohjausvasteeseen. Eli jäykemmällä öljyllä auto on vakaampi jarrutettaessa mutkiin ja kääntyy paremmin mutkista lähdettäessä. löysemmällä öljyllä puolestaan saavutetaan parempi kääntyvyys mutkiin. Takatasauspyörästön öljynjäykkyydellä vaikutetaan lähinnä pitoon mutkissa. Löysällä takatasauspyörästön öljyllä saavutetaan parempi pito mutkassa ja auto lähtee käännöksiin helpommin. Jäykemmällä öljyllä puolestaan pystytään vähentämään rankaiden sutimista.
Kiinteä akseli Vaikka tämä ei olekaan varsinainen tasauspyörästö, niin otetaan sekin tässä esiin. Tämä on yleensä tasauspyörästön paikalle laitettava komponentti, jossa ulostulot ja ratas on yhtä kiinteätä kokonaisuutta. Tällöin molemmat pyörät pyörivät aina samaa nopeutta. Toisaalta muillakin tasauspyörästöillä saavutetaan aivan sama, jos tasauspyörästö lukitaan täysin. Luonnollisestikin kiinteä akseli on erittäin huoltovapaa, koska siinä ei ole yhtään liikkuvaa osaa. Kiinteä akseli on kuitenkin erittäin rasittava auton voimansiirrolle, koska voimat, jotka pyrkivät pyörittämään joissakin tilanteissa pyöriä eri nopeuksilla voivat olla melkoisen suuria. Kiinteätä akselia voidaan käyttää auton molemmissa päissä. Takana kiinteätä akselia käytetään yleisesti radoilla, joilla pito on erityisen hyvä, jolloin tasauspyörästön ei tarvitse tasoittaa takarenkaiden pito-ongelmia. Esimerkiksi solukumirenkaisissa rata-autoissa kiinteästä taka-akselista on selvästi hyötyä. Edessä kiinteätä akselia voidaan käyttää varsinkin huonopitoisissa olosuhteissa ja avarilla radoilla. Autosta tulee tällöin huomattavasti helpompi ajaa, koska auto jarruttaa kaikilla neljällä pyörällä ja vedon ollessa päällä kääntyvyys paranee. Tämä kaasupäälläkääntyvyys on melkoisen yllättävää. Kiinteä akseli kuitenkin pakottaa eturenkaat pyörimään samaa nopeutta, jolloin ulompi pyörä, jolla on jo muutenkin suurempi paino ja pito, pyörii oikeaa nopeutta ja sisempi pyörä sutii. Tasauspyörästön tapauksessa voimaa siirtyisi vähemmän ulommalle enemmän pitävälle renkaalle. Kiinteällä akselilla on myös haittapuolensa. Varsinkin solukumirenkailla ajettaessa autosta tulee, varsinkin suorilla, vaikeasti ajettava, jos renkaiden halkaisijat ovat erisuuret. Lisäksi kurveihin sisään kääntyminen ilman kaasua huononee merkittävästi, koska kiinteä akseli ei päästä pyöriä pyörimään eri nopeuksilla, joka mahdollistaisi optimaalisen kääntymisen. Yhteenvetona voisi vielä sanoa, että kiinteätä akselia kannattaa käyttää takana, kun edessä käytetään yksisuuntatasauspyörästöä. Kiinteätä etuakselia kannattaa käyttää puolestaan, kun takana käytetään kuulatasauspyörästöä. Tällöin kiinteästä akselista saadaan kaikki mahdollinen hyöty irti.
|
||||||||||||||||||||||||||
| Copyright © Ari-Pekka Liljeroos | ||||||||||||||||||||||||||
