Kardanstång

Kortning av kardanstång

Eftersom växellådan har blivit flyttad bakåt 18cm så måste kardanstången kortas motsvarande. Jag skall nu beskriva hur det går till, men först lite teori kring det här med kardanstänger.

En stor anledning till att jag startade dokumenteringen av min elbilskonvertering på denna blogg var för att sas. ge tillbaks kunskap. Det är tack vare internet och andra människor som delar med sig av sin kunskap som jag fick inspiration, och kunskap, att starta mitt bygge. Det här med att modifiera kardanstänger är en sån där sak som jag kan och är en kunskap jag kan dela med mig av, det kan fakstiskt vara rätt många som kan ha nytta av det jag nu skall försöka förklara och det kan i många fall också vara folk som yrkesmässigt jobbar som mekaniker.

Jag lärde mig det här en gång för alla för drygt 20 år sedan när jag jobbade på Iveco i Malmö, där jag både kortade och förlängde ett antal kardanaxlar till lastibilar, men precis samma sak gäller för personbilar.

Det blir en lång postning det här, så den som vill läsa mer får klicka sig vidare till hela texten nedan.

Jag börjar med lite terori, jag försöker vara lite pedagogisk här... En enkel grundregel är att ingående axel och utgående, med kardanstången emellan, skall vara parallella. Ett par enkla teckningar underättar förklarandet, börjar med en teckning på en enkel kardan med två knutkors makerade med X.

Anledningen till att in och utgående axel skall vara paralella är att att kardanstången faktiskt inte snurrar med en helt jämn hastighet. Alla som nån gång snurrat en kardanknut för hand i en extrem vinkel vet vad jag talar om. När en axel drivs av av ett knutkors accelerear och retaderar den 4 gånger per varv, faktiskt en lite rycking gång, men ju mindre vinkel desto mindre är problemet, det är bla. på grund av detta som framhjulsdrivna bilar inte har knutkors för drivaxlarna. Kraftöverföringen är alltså inte 100% likadan när medbringaren är i sitt horisontella läge som sitt vertikala, för att den ojämna gången inte skall överföras till den utgående axeln så skall alltid medbringarna på in resp. ut alltid vara roterade 90 grader. Alltså, när ingående axels medbringare är horisontal skall utgående vara vertikal. Den lilla skillnad i utväxling vinkeln innebär utjämnas på detta vis, den hastighetsskillnad första knuten orsakar vid horisontellt läge motsvaras av den andra knutens motsatta påverkan på hastigheten och därmed får utgående axel exakt samma hastighet som ingående. Detta då under förutsättning att vinkeln är densamma för första och andra knuten, alltså att in och utgående axel är paralella.

Är in och ut axeln inte paralella, så uppstår vibrationer som har sin grund i en ojämn rotationsgång, något som inte går att balansera bort, det orsakar också högre belastingar på knutkorsen och minsta lilla glapp i dem gör saken än värre, resten av drivlinan utsätts också för påfrestningar. Så här långt brukar alla vara med när man talar om en enkel kardanaxel med bara två knutkors. Men var händer då när man lägger till en tredje knut, alltså en tvådelad kardanaxel som de flesta bilar har? Låt oss dock börja med anledningen till att de flesta bakhjulsdrivna har en tvådelad kardanstång. Som jag förklarade ovan, kardanstången snurrar inte med en 100% jämn hastighet, knutarna orsakar en liten acceleration och retardation på axeln 4 gånger per varv. En en enda lång lång axel blir givetvis en tyngre enhet, helt enkel mer massa som oscillierar med knutarnas rotation, vilket ger vibrationer. Med två korta axlar så får man två enheter med bara halva vikten och därmed märks problemet mindre. Av detta inser man också att en kardanstång bör vara så lätt som möjligt, utan att för den skull bli för klen.

Nå, hur var det då när man inför en tredje knut i bilden. Givetvis gäller detsamma för det andra knutparet som för det första, även om båda knutparen råkar dela den mittersta knuten. Kom ihåg den enkla axeln med två knutar, knut A och B, in och utgående skulle vara paralella. Men vad gäller då mellan knutarna B och C? Givetvis detsamma. Ingående axel, alltså den utgående från B, skall vara paralell med med den som går ut från C. Det är detta många glömmer bort, att axeln som kommer från den första knuten också är ingående axel till den andra och lyder under samma grundregel om paralellitet som gäller för det första knutparet. Därmed kan man lätt få för sig att en delad kardan stång är fel.

Alltså, i fallet ovan, knut A och B är inte korrekt, men så länge det finns parallelitet i hela konstruktionen, så kommer den första och den andra kardanstången att ta ut varandras rotations-oscilliering. Felvinkeln mellan A och B motsvaras av en lika stor men motsatt felvinkel mellan B och C. Därmed kommer knut C att korrigera knut A precis som i fallet med bara två knutar. Hela biten mellan A och C, inklusive knuten, kan alltså ses som en enda axel eftersom knut B har en väldigt liten vinkel (eller som i teckningen ingen alls). Dessutom, om stödlagrets position ändras inom rimliga gränser, så kommer axlarna fortfarande att ta ut varandras oscilliation eftersom de motsatta felvinklarna fortfarande kommer att vara lika stora, men detta endast om paralellitet finns i konstruktionen som helhet.

Hur viktigt är då detta? Man bör uppnå paralellitet inom någon grad, hur noga beror bla. på längden och tyngden i prylarna, men också på hur väl man kan isolera bort ev. vibrationer. Det finns dock många bilar där motorn lutar rejält samtidigt som pinjongaxeln i bakaxeln är narmast horisontell. Det är på dessa bilar man oftast hittar en sk. hardyskiva som bytt ut ett av knutkorsen. Ford Granada är ett exempel, men sådana finns även på Mercedes och säkert en del andra bilar också. Hardyskivan är ju en koppling av gummi som kan ta upp åtminstone en del av de där rotationsvibrationerna som uppsår när vinklarna inte är korrekta, den kan också ta upp lite obalans, hardyskivan ger konstruktören lite mer frihet.

Kortning av min kardastång

Normalt när man kortar en axel så skär man upp svetsen vid medbringaren och slår isär axen från medbringaren (medbringaren har krymppassning inuti röret). Sedan kortar man axeln, pressar tillbaks medbringaren och svetsar åter fast den i axeln. Givetvis måste man vara upmärksam på hur medbringaren är vriden. Kom ihåg det där om att medbringarna i var ände skall vara vridna 90 grader genemot varandra. I teorin är det precis så här enkelt, men i praktiken krävs en hel del precision för att axeln inte skall bli skev, antingen av att medbringaren hamnat snett eller att axeln slår sig när man svetsar. Helt hundra får man det aldrig. Gäller det tunga lastbilsaxlar så måste man skicka axeln på balansering, men till en personbil, särskilt om det handlar om en kort axel, så kan man ha lite tur och komma ifrån balansering. Det går också att balansera med slangklämmor där slangklämmans skruvstycke får utgöra balanseringsvikt, men det kan krävas en hel del provande och justerande för att få det bra.

Axlarna på min Granada är dock lite annorlunda. Axelröret är inte fäst vid medbringaren på normalt sätt. Axeln har något form av induktionssvets en bit ifrån själva medbringaren, alltså finns ingen svets att skära upp och medringaren sticker inte in i röret såsom det normalt är konstruerat. Här får man i princip göra som om man istället skulle förlänga axeln och använda ett extra rör som passar exakt inuti.

Röret jag använde för att sätta inuti var från början av samma diameter som kardanstångens rör, men har pressats i en slangpress för hydraulkopplingar till en mindre diameter så att det precis passar inuti. Passningen är så precis att en klubba behövdes för att slå in rörbiten.

När det inre röret var på plats i kardanstångens ena halva, så fixerade jag den på plats genom att lägga en svetspunkt i det borrade hålet på bild. Tre jämt fördelade hål runt röret. Sedan kunde jag banka dit den andra delen med likadana hål och göra samma sak där. Efter detta lade jag stången mellan två V-bockar så att jag kunde rotera och kontrollera att det inte var skevt. Hade det varit det, hade jag i detta läge kunnat justera med en klubba. Nu var det rakt och jag kunde lägga tre korta svets-strängar i skarven mellan rören, låta kallna och sedan lägga tre till mellan de tidigare . Klart.

Tyvärr glömde jag bort att ta bilder på det färdiga resultatet, nu är kardanstången lackerad och på plats i bilen. I nuläget skulle det faktiskt vara möjligt med bara några timmars jobb, att provisoriskt koppla ihop batterier, controller osv. och faktiskt ta en provtur runt kvarteret. Men jag väljer att att göra det ordentligt först, så än är det ett tag till första provturen. Det är en hel del kabeldragning och saker som skall på plats, instrumentering, elsäkerhetsanordningar osv..

steelneck Fredag 16 Maj 2014 - 02:31 am | | Elbil

Inga kommentarer

(optional field)
(optional field)
Svara på frågan med en siffra.
Komma ihåg personlig information?
Small print: All html tags except <b> and <i> will be removed from your comment. You can make links by just typing the url or mail-address.