Η καλή ποιότητα κύλισης αποτελούσε παλιότερα προσόν μόνο των ακριβών αυτοκινήτων. “Τhe Mercedes Benz syndrome” όπως συνήθιζαν τότε να την αποκαλούν, αποτελεί πλέον χαρακτηριστικό όλων σχεδόν των σύγχρονων οχημάτων, και σίγουρα των 4Χ4 και των μεγάλων SUV. Δεν είναι φυσικά ίδια σε όλα, ούτε μπορεί να συγκρίνει κανείς το πόσο στρωτά, αθόρυβα και μαλακά κινείται στο οδόστρωμα ένα καινούργιο Range Rover με ένα καινούργιο Nissan Navara, αλλά ο μέσος όρος της ποιότητας κύλισης δεν έχει σχέση με τον αντίστοιχο πριν από δύο, ή και μία δεκαετία. Ανάλογα με την τιμή και τον χαρακτήρα του οχήματος, η δυνατότητα χρήσης νέων υλικών στα silent blocks, τα ελαστικά, την μετάδοση, έχει κάνει τα σύγχρονα οχήματα να ρολάρουν “βελούδινα” στο δρόμο. Η ποιότητα κύλισης ακόμη και ενός επαγγελματικού pick up ή ενός van του 2007 είναι αισθητά ανώτερη από αυτήν ενός μέσου επιβατικού της δεκαετίας του ’90, ενώ απλώς δεν συγκρίνεται με αυτήν των παλαιότερων επαγγελματικών ή 4Χ4.

Η αντικατάσταση των εργαστασιακών ελαστικών με χωμάτινα επιβαρύνει το σύστημα διεύθυνσης και τα ρουλεμάν των τροχών, ιδίως αν επιλέξουμε μεγαλύτερη διάσταση. Σαφώς και πρόκειται για απαραίτητη αναβάθμιση, πρέπει όμως να γίνει σε συνδυασμό με αντίστοιχη αναβάθμιση του τιμονιού, όπου χρειάζεται.

Οι περισσότεροι το γνωρίζετε εκ πείρας, η ποιότητα κύλισης είναι το πρώτο που χάνεται σε ένα 4Χ4, όταν αρχίζουμε να το προετοιμάζουμε και να το εξοπλίζουμε για πραγματική εκτός δρόμου χρήση. Αν δεν χαθεί εντελώς, σίγουρα υποβαθμίζεται. Πρώτα απ’όλα, το επίπεδο θορύβου ανεβαίνει κατακόρυφα, λόγω της αύξησης του ύψους, των χωμάτινων ελαστικών, του snorkel, της σχάρας και όλων όσων αποφασίζουμε να προσθέσουμε στο όχημα. Πολλές φορές η χρησιμότητα κάποιων βελτιώσεων είναι αμφισβητούμενη, αυτό όμως που είναι αδιαμφισβήτητο είναι η κακή επίπτωση που έχουν στην ποιότητα κύλισης.

Το θέμα που εξετάζουμε σήμερα δεν είναι η χρησιμότητα των βελτιώσεων, αυτό είναι καθαρά υποκειμενικό και ο καθένας έχει τα δικά του μέτρα και σταθμά, ούτε η αύξηση του επιπέδου θορύβου στη καμπίνα. Ο υψηλός θόρυβος μπορεί για κάποιους να είναι ενοχλητικός, σε άλλους αρέσει, τους δίνει την αίσθηση ότι οδηγούν “εργαλείο” και όχι “λιμουζίνα”. Πάλι υποκειμενικό θέμα, ο καθένας έχει την άποψη του. Αυτό που εξετάζουμε σήμερα είναι η σημασία ενός άλλου παράγοντα, καθοριστικού για την ποιότητα κύλισης, των κραδασμών. Εκτός του ότι σε κανέναν δεν αρέσουν, το γεγονός ότι οι κραδασμοί είναι σύμπτωμα κακής λειτουργίας του οχήματος και προάγγελος σημαντικών ή και επικίνδυνων βλαβών δεν είναι καθόλου υποκειμενικό, είναι απόλυτο. Οι κραδασμοί δημιουργούν καταπονήσεις σε ολόκληρο το όχημα. Ρουλεμάν τροχών, ρουλεμάν μετάδοσης, άξονες, σταυροί, σύστημα διεύθυνσης, αλλά και πλαίσιο, καταπονούνται περισσότερο. Ένα σωστά προετοιμασμένο και συντηρημένο όχημα δεν πρέπει να έχει κραδασμούς. Αν έχει, αυτό σημαίνει ότι η μηχανική του διάταξη, σε κάποιο σημείο της, δεν δουλέυει σωστά, εμφανίζει δηλαδή φθορά ή δυσλειτουργία.

Ο σκελετός κάποιων καθαρόαιμων competition εκτός δρόμου ελαστικών, για παράδειγμα των Super Swamper ή των Simex, έχει εκ κατασκευής την ικανότητα να παραμορφώνεται. Στην άσφαλτο αυτή η παραμόρφωση βγάζει κραδασμούς. Τέτοια ελαστικά δεν είναι σχεδιασμένα για χρήση σε άσφαλτο

Μη σας φανεί περίεργο, τα σωστά φτιαγμένα και συντηρημένα αγωνιστικά δεν εμφανίζουν απολύτως κανέναν κραδασμό από την μηχανική τους διάταξη, κι’ας είναι τα πλέον ακραία βελτιωμένα 4Χ4. Αυτό οφείλεται σε δύο παράγοντες. Πρώτον, ότι έχουν φτιαχτεί εξαρχής με συγκεκριμμενο στόχο, άρα ολόκληρη η διάταξη τους είναι ζυγισμένη και τοποθετημένη σωστά και δεύτερον ότι υφίστανται τόσο σχολαστική συντήρηση που οτιδήποτε φθαρεί αντικαθίσταται άμμεσα και δεν χαλάει ούτε στο ελάχιστο το συνολικό ζύγισμα των μηχανικών μερών. Τα οχήματα που συχνότερα εμφανίζουν κραδασμούς είναι τα βελτιωμένα 4Χ4 «βόλτας» ή τα ευκαιριακά αγωνιστικά, όπου οι βελτιώσεις γίνονται σε στάδια, πολύ συχνά χωρίς να ληφθούν υπόψιν όλοι οι παράγοντες, και που δεν συντηρούνται τόσο σχολαστικά λόγω διαφόρων αιτιών. Πιθανότερες αιτίες η χρησιμοποίηση του οχήματος και σαν καθημερινό μέσο μετακίνησης, η έλλειψη δηλαδή δυνατότητας μακρόχρονης παραμονής σε εργαστήριο, και το υψηλό κόστος της καλής συντήρησης.

Όμως, τα περισσότερα οχήματα που χρησιμοποιούνται εκτός δρόμου, σε όλο τον κόσμο, ανήκουν σε αυτή την κατηγορία. Τα καθαρόαιμα αγωνιστικά είναι ελάχιστα, η κατηγορία που μας ενδιαφέρει εδώ είναι τα καθημερινά οχήματα, η συντριπτική δηλαδή πλειοψηφία. Μπορεί ένα 4Χ4 να προετοιμαστεί έτσι ώστε να είναι ικανότερο εκτός δρόμου από ένα απλό, νορμάλ τετρακίνητο, και παράλληλα να μην θυσιαστεί η ποιότητα κύλισης του στο θέμα των κραδασμών και κυρίως η αξιοπιστία του; Φυσικά και μπορεί, αρκεί να γνωρίζουμε τις πιθανότερες αιτίες εμφάνισης κραδασμών και ποιά σημεία να ελέγξουμε, πριν αυτοί εμφανιστούν. Οι πιθανότερες πηγές κραδασμών είναι οι τροχοί και η μετάδοση του οχήματος μας, καθώς αυτά είναι και τα περιστρεφόμενα μέρη του. Επειδή το να ελεγχθεί η μετάδοση είναι ποιο πολύπλοκο, ποιο ακριβό και ποιο χρονοβόρο, ξεκινάμε πάντα, όταν έχουμε συμπτώματα κραδασμών ή συντονισμού, από τους τροχούς και το τιμόνι. Αν βρούμε την αιτία μπορούμε να θεωρούμε τους εαυτούς μας τυχερούς, γιατί αν η αιτία των κραδασμών δεν βρίσκεται στους τροχούς ή στο τιμόνι, αυτό σημαίνει ότι βρίσκεται στην μετάδοση. Αυτό με την σειρά του σημαίνει επισκευές με ψηλό κόστος, είναι πιθανή ένδειξη λάθος εκτέλεσης μιας βελτίωσης, και μπορεί να επιφέρει πολύ σοβαρότερη φθορά στο όχημα. Ξεκινάμε λοιπόν από τους τροχούς.

Τα σύγχρονα Mud Terrain παρέχουν πλέον πολύ καλά οδικά χαρακτηριστικά. Πρόκειται ουσιαστικά για ελαστικά μικτής χρήσης. Εκτός δρόμου σαφώς και δεν μπορούν να συγκριθούν με τα competition εκτός δρόμου ελαστικά, μόνο όμως σε ακραίες συνθήκες. Αποτελούν την καλύτερη επιλογή για οχήματα μικτής χρήσης. Μειονέκτημα τους ο ελαφρά αυξημένος θόρυβος και η γρήγορη φθορά στην άσφαλτο.

Το αγαπημένο μας 4Χ4 βγήκε από την γραμμή παραγωγής του φορώντας ασφάλτινα ελαστικά. Εξαιρέσεις δεν υπάρχουν, και κάποιες ειδικές εκδόσεις π.χ. το Jeep Wrangler Rubicon ή κάποια Land Rover που βγήκαν ή βγαίνουν από το εργοστάσιο φορώντας ελαστικά λάσπης είναι ελάχιστες ποσοτικά. Οι κατασκευαστές εφοδιάζουν τα οχήματα τους με ασφάλτινα ελαστικά για τον λόγο ότι αυτά προσφέρουν καλή ποιότητα κύλισης και οδική συμπεριφορά. Επιπλέον, από όσους αγοράζουν ένα 4Χ4, ένα μικρό ποσοστό προτίθεται να το χρησιμοποιήσει σε έδαφος ακατάλληλο για ασφάλτινα ελαστικά. Η πρώτη λοιπόν και καλύτερη βελτίωση που μπορεί να κάνει ο ιδιοκτήτης ενός τέτοιου οχήματος είναι να τοποθετήσει ένα σετ ελαστικά σχεδιασμένα για εκτός δρόμου χρήση. Τα ελαστικά αυτά όμως είναι σημαντικά βαρύτερα από τα αντίστοιχα ασφάλτινα, ιδίων διαστάσεων. Αν υπολογίσουμε και το γεγονός ότι πολύ συχνά η διάσταση της επιλογής μας είναι λίγο ή πολύ μεγαλύτερη από αυτήν του κατασκευαστή, λόγω των αυτονόητων πλεονεκτημάτων που οι μεγαλύτεροι τροχοί προσφέρουν εκτός δρόμου, φτάνουμε σε μια αύξηση του βάρους ανά ελαστικό που ξεκινάει από 15% και μπορεί να φτάσει και το 40%, ανάλογα την επιλογή. Τα αναγομωμένα ελαστικά είναι εξ’ορισμού ακόμη βαρύτερα, σε αντίστοιχες διαστάσεις. Η αύξηση στη φερόμενη μάζα δημιουργεί αύξηση και στην αδράνεια του τροχού, και σημαντικές καταπονήσεις στο σύστημα μετάδοσης του οχήματος. Στα πλαίσια της μελετημένης βελτίωσης αυτό αντιμετωπίζεται με αναβάθμιση της μετάδοσης στα σημεία που χρειάζεται. Ακόμη κι’ έτσι όμως η αυξημένη αδράνεια δημιουργεί ταλαντώσεις που είναι δυσκολότερο να ελεγχθούν από το σύστημα διεύθυνσης. Η τοποθέτηση ζαντών με διαφορετικό όφσετ για να φαρδύνει το μετατρόχιο, η αλουμινένιων spacers για τον ίδιο λόγο κάνει την ταλάντωση ακόμη δυσκολότερο να ελεγχθεί, καθώς δημιουργεί μεγαλύτερο μοχλικό, αυξάνοντας την απόσταση ανάμεσα στο σημείο δημιουργίας της ταλάντωσης (το κέντρο μάζας του τροχού) και το σημείο εφαρμογής της (την άρθρωση του τιμονιού, στην πλήμνη). Αν κρίνετε ότι η τοποθέτηση μεγαλύτερων ελαστικών και η αλλαγή του όφσετ είναι απαραίτητη για τις ανάγκες σας, θα πρέπει να συμπεριλάβετε στα απαραίτητα εξαρτήματα και ένα δυνατότερο αμορτισέρ τιμονιού, αν το όχημα σας διαθέτει τέτοιο, η την τοποθέτηση επιπλέον αμορτισέρ τιμονιού, αν δεν διαθέτει εξ αρχής. Ούτως ή άλλως όμως θα πρέπει να λάβετε ως δεδομένο ότι οι καταπονήσει που θα δέχεται το σύστημα διεύθυνσης του οχήματος σας θα είναι μεγαλύτερες του κανονικού. Αυτό σημείνει μικρότερο κύκλο ζωής των εξαρτημάτων, ημίμπαρων, ακρόμπαρων, ράβδων κλπ, καθώς και της αντλίας, του ατέρμονα κοχλία ή της κρεμαγιέρας, ανάλογα με το τί φέρει το όχημα από τον κατασκευαστή. Τα παραπάνω δεν σημαίνουν ότι ακόμη και η παραμικρή αναβάθμιση σε μεγαλύτερους τροχούς ή φαρδύτερο μετατρόχιο βγάζει το όχημα εκτός προδιαγραφών, σημαίνει όμως ότι ακόμη και η παραμικρή επέμβαση πρέπει να γίνεται το ίδιο μελετημένα όπως και η μεγαλύτερη μετατροπή, αλλίως η ζημιά είναι πολύ κοντά. Ζημιά στο τιμόνι σημαίνει κίνδυνος, και το πρώτο σημάδι είναι οι κραδασμοί. Αν κατά το πέρασμα από ανωμαλίες νιώθετε τους εμπρός τροχούς να “συντονίζονται”, μεταφέροντας κραδασμό και ταλάντωση στα χέρια σας, τότε πρέπει άμμεσα να επέμβετε, κάτι φορτίζεται και στρεβλώνει πέραν του αποδεκτού.

Η ποιότητα κύλισης θυσιάζεται στον βωμό των εκτός δρόμου ικανοτήτων. Όσο ευχάριστα ήταν τα μεγάλα ταξίδια με ένα νορμάλ Land Cruiser 90, τόσο δύσκολα έγιναν, με το ίδιο όχημα σε αγωνιστική προετοιμασία. Σε οχήματα που προορίζονται κυρίως για μεγάλα ταξίδια και χρήση στην άσφαλτο, οι μετατροπές πρέπει να γίνονται με μέτρο. Βέβαια, έτσι χάνεται η "μαχητική ικανότητα". Αυτό που μετράει είναι οι προτεραιότητες του καθενός....αρκεί οι επιλογές να γίνονται συνειδητά.

Ένα άλλο χαρακτηριστικό των εκτός δρόμου ελαστικών είναι το ότι είναι δυσκολότερο να ζυγιστούν σωστά κατά την τοποθέτηση, απαιτούν περισσότερα γραμμάρια αντίβαρων, ενώ χάνουν εύκολα το ζύγισμα τους καθόσο φθείρονται. Η ζυγοστάθμιση πρέπει να επαναλαμβάνεται μόλις αντιληφθούμε “κοσκίνισμα” του τιμονιού στην άσφαλτο. Είναι ένδειξη ότι η αρχική ζυγοστάθμιση έχει χαθεί, πιθανόν λόγω ανομοιόμορφης φθοράς κάποιου ελαστικού από σπινάρισμα ή κόψιμο πέλματος σε βράχο. ’λλη πιθανή αιτία κραδασμού από τους τροχούς είναι κάποια στραβή ζάντα. Εννοείται ότι, μαζί με την ζυγοστάθμιση ελέγχουμε πάντα και τις ζάντες, μιας και εκτός δρόμου ταλαιπωρούνται ιδιαίτερα.

Ο σκελετός κάποιων καθαρόαιμων competition εκτός δρόμου ελαστικών, για παράδειγμα των Super Swamper ή των Simex, έχει εκ κατασκευής την ικανότητα να παραμορφώνεται, και σ’αυτό οφείλουν και το εκπληκτικό grip που παρέχουν σε σχέση με τα απλά Mud Terrain. Αυτά τα ελαστικά όταν χρησιμοποιούνται στον δρόμο παρουσιάζουν παραμόρφωση σκελετού, όταν και αν συντονιστούν λόγω κάποιας λακούβας ή λόγω στιγμιαίας εφαρμογής κάποιας εγκάρσιας δύναμης. Αυτή η παραμόρφωση γίνεται αντιληπτή από τον οδηγό σαν κραδασμός, ακριβώς όπως όταν ένα κανονικό ελαστικό βγάζει κραδασμό όταν είναι αζύγιστο. Δεν είναι επικίνδυνο, ταλαιπωρεί όμως πολύ το όχημα, τα ρουλεμάν και τους συνδέσμους κυρίως, και γι’αυτό καλό είναι η χρήση τέτοιων ελαστικών στην άσφαλτο να αποφεύγεται. Μπορείτε να το διακρίνετε από το συνηθισμένο “κοσκίνισμα” ενός αζύγιστου ελαστικού μόνο από το γεγονός ότι δεν το κάνουν πάντα, σε συγκεκριμένη ταχύτητα, αλλά μπορεί να το παρουσιάσουν περιστασιακά, και σε οποιαδήποτε ταχύτητα. Δεν υπάρχει θεραπεία γι’αυτό, η μόνη λύση είναι να αλλάξετε ελαστικά, ή να αποφασίσετε να το υπομείνετε. Αν επιλέξετε το δεύτερο λάβετε υπόψιν ότι το όχημα δεν θα το υπομέινει για πολύ… Τα πλεονεκτήματα τέτοιων ελαστικών είναι πολλά, αλλά και τα μειονεκτήματα τους στην άσφαλτο επίσης.

Αν, έχοντας ολοκληρώσει τον έλεγχο και την όποια επισκευή ή αναβάθμιση εξαρτημάτων στο σύστημα τιμονιού και τους τροχούς του οχήματος μας, οι κραδσμοί επιμένουν, τότε σημείνει ότι προέρχονται από την μετάδοση. Πολλές είναι οι πιθανές πηγές, ας τις δούμε με τη σειρά.

Η πιθανότερη πηγή κραδασμών, σε οποιοδήποτε 4Χ4, λόγω φθοράς ή λόγω αλλαγής-βελτίωσης στα μηχανικά του μέρη, είναι οι άξονες μετάδοσης της κίνησης. Για να καταλάβουμε την αιτία πρέπει καταρχήν να καταλάβουμε τον τρόπο λειτουργίας των κεντρικών αξόνων, και τον λόγο ύπαρξης τους στην μετάδοση του οχήματος μας.

Πώς μεταδίδεται η ροπή;

Το όχημα μας μπορεί και κινείται λόγω της ροπής του μοτέρ. Η ροπή φτάνει από το μοτέρ στο κιβώτιο ταχυτήτων, μέσω του συμπλέκτη στα χειροκίνητα κιβώτια ή του κοχλία του αυτομάτου, στα αυτόματα. Εκεί πολλαπλασιάζεται μέσα από τα ζεύγη γραναζιών των σχέσεων του κιβωτίου, σε βαθμό ανάλογο με την επιλεγείσα σχέση και με τον λόγο πολλαπλασιασμού αυτής. Στη συνέχεια μεταφέρεται από το κιβώτιο στο transfer, αν υπάρχει, όπου και εκεί πολλαπλασιάζεται ανάλογα με το αν έχουμε επιλέξει low range ή όχι, και ανάλογα με τον λόγο υποπολλαπλασιασμού του low.

Όλη αυτή τη διαδικασία θα την δούμε σε ξεχωριστό άρθρο στο μέλλον, αυτό που μας ενδιαφέρει εδώ είναι η «πορεία» της ροπής προς τους τροχούς, σχηματικά. Η ροπή έχει πλέον φτάσει στην έξοδο του συγκροτήματος «μοτέρ-κιβώτιο» ή «μοτέρ-κιβώτιο-transfer», όπου υπάρχει transfer.

Μέχρι εδώ η μετάδοση της γίνεται παράλληλα, γίνεται δηλαδή μέσω γραναζιών και αξόνων οι οποίοι μπορεί να μην έχουν κοινό κέντρο περιστροφής, αλλά οπωσδήποτε οι άξονες περιστροφής τους είναι παράλληλοι και μη στρεβλόμενοι. Πράγματι, το μοτέρ και το κιβώτιο ουσιαστικά δεν στρεβλώνουν ποτέ το ένα σε σχέση με το άλλο, στρεβλώνουν πάντα μαζί, σε σχέση με το αμάξωμα, πάνω στις ελαστικές τους βάσεις. Αυτό σημαίνει ότι η ευθυγράμμιση των κινούμενων μερών τους δεν επηρεάζεται από την στρεπτική κατάσταση του αμαξώματος, ούτε από την κίνηση της ανάρτησης. Εξαίρεση εδώ αποτελούν ελάχιστα 4Χ4, πχ Suzuki Samurai, όπου το κιβώτιο ταχυτήτων και το transfer στρεβλώνουν ανεξάρτητα, και γι’ αυτό παρεμβάλλεται μεταξύ τους άξονας με σταυρούς. Το γιατί θα το δούμε άμεσα.

Καλά μέχρι εδώ. Πως όμως η ροπή φτάνει στους τροχούς;

Η ροπή, για να φτάσει στους τροχούς, πρέπει πρώτα να φτάσει στο διαφορικό ή, στα τετρακίνητα οχήματα, στα διαφορικά των αξόνων. Πρέπει δηλαδή, φεύγοντας από την έξοδο του κιβωτίου ή του transfer να μεταφερθεί σε ένα άλλο σημείο της μετάδοσης, το οποίο δεν έχει πάντα σταθερή θέση σε σχέση με το κιβώτιο ή το transfer.

Γιατί δεν έχει σταθερή θέση;

Λόγω τριών πιθανών παραγόντων. Πρώτον, σε άξονες με ανεξάρτητη ανάρτηση (διπλά ψαλίδια, πολλαπλοί σύνδεσμοι κ.α.) το διαφορικό είναι στηριγμένο πάνω στο σασί ή το αμάξωμα με ελαστικές βάσεις και όπως είναι φυσικό, ανάλογα με τις φορτίσεις του, στρεβλώνει πάνω στις βάσεις που το στηρίζουν ανεξάρτητα από το συγκρότημα μοτέρ-κιβωτίου. Τέτοιους άξονες συναντάμε στο εμπρός μέρος των Toyota Land Cruiser 90, 100 & 120, στο εμπρός και το πίσω μέρος του νέου Mitsubishi Pajero, στο εμπρός μέρος του Lada Niva, του Daihatsu Terios και πολλών άλλων τετρακίνητων. Δεύτερον, σε άκαμπτους άξονες, το διαφορικό κινείται συνεχώς, ανάλογα με την κίνηση της ανάρτησης, καθώς είναι εντελώς ανεξάρτητο από το αμάξωμα, και το μόνο σταθερό σημείο αναφοράς του είναι η θέση που έχει σε σχέση με τους τροχούς του άξονα. Τέτοιους άξονες συναντάμε στο πίσω μέρος των Toyota Land Cruiser 90, 100 & 120, στο εμπρός και το πίσω μέρος των Nissan Patrol, Land Rover Defender, Suzuki Jimny, Jeep Wrangler, στο πίσω μέρος του Lada Niva, του Daihatsu Terrios και άλλων τετρακίνητων, κατασκευασμένων κυρίως με προτεραιότητα στις εκτός δρόμου ικανότητες και χρήση. Εδώ η γωνία περιστροφής του διαφορικού αλλάζει συνεχώς σε σχέση με την γωνία περιστροφής της εξόδου του κιβωτίου, καθώς επίσης αλλάζει και η απόσταση του από την έξοδο του κιβωτίου. Αυτό συμβαίνει διότι ο άκαμπτος άξονας κινείται σε όλη τη διαδρομή της ανάρτησης ακτινικά, με κέντρο τα σημεία στήριξης της ανάρτησης στο σασί ή το αμάξωμα, οπότε ουσιαστικά όταν η ανάρτηση εκτείνεται το διαφορικό απομακρύνεται από το κιβώτιο. Το μεταβλητό της απόστασης αντιμετωπίζεται από τους κατασκευαστές με την τοποθέτηση πολύσφηνου μεταβλητού μήκους στην έξοδο του transfer (slip yoke) ή στον ίδιο τον κεντρικό άξονα.

Τέλος, ο τρίτος παράγοντας είναι ότι, ανεξάρτητα από το είδος της ανάρτησης, το σασί ή το αμάξωμα στρεβλώνει διαφορετικά στα σημεία στήριξης (βάσεις) του μοτέρ και του κιβωτίου και διαφορετικά στα σημεία στήριξης της ανάρτησης ή των υποπλαισίων των διαφορικών.

Για να μεταδοθεί λοιπόν η ροπή από την έξοδο του κιβωτίου ή του transfer στο/στα διαφορικά επιβάλλεται η χρήση κεντρικού άξονα (photo 1 & 2), με συνδέσμους μεταβλητής γωνίας.

Σύνδεσμοι μεταβλητής γωνίας;

Αλλιώς universal joints ή κοινώς «σταυροί» (σχήμα 1). Οι σταυροί κάνουν ακριβώς αυτή τη δουλειά. Μεταφέρουν την ροπή που δέχονται, έχοντας ταυτόχρονα την δυνατότητα να την στρέφουν υπό γωνία, ενώ περιστρέφονται. Οι κλασσικοί κεντρικοί άξονες έχουν έναν σταυρό σε κάθε άκρο τους, έτσι η ροπή, μέσω του πρώτου σταυρού, μεταφέρεται στον κεντρικό άξονα και, μέσω του δεύτερου σταυρού, μεταφέρεται στον άξονα του πηνίου του διαφορικού.

Πολύ ωραία όλα αυτά, αλλά οι κραδασμοί “που κολλάνε”;

Εδώ είναι το λεπτό σημείο, και αξίζει την προσοχή μας. Οι σταυροί, εκτός από σύνδεσμοι μεταβλητής γωνίας είναι και σύνδεσμοι μεταβλητής ταχύτητας. Η ταχύτητα με την οποία μεταδίδουν την κίνηση αυξομειώνεται κυματοειδώς, σε κάθε κύκλο περιστροφής του σταυρού.

Το εύρος αυτής της κυματοειδούς καμπύλης είναι ευθέως ανάλογο με την γωνία στην οποία καλείται ο σταυρός να μεταφέρει την κίνηση. Όταν δηλαδή ένας σταυρός μεταφέρει την κίνηση χωρίς γωνία, ευθεία, η κυματοειδής καμπύλη εξισώνεται με ευθεία, δεν υπάρχει δηλαδή περιοδική διαφοροποίηση της ταχύτητας. Όσο η γωνία μεταφοράς της κίνησης μεγαλώνει, τόσο μεγαλώνει και το εύρος της καμπύλης, τόσο περισσότερο δηλαδή αυξομειώνεται και η ταχύτητα, σε κάθε κύκλο περιστροφής.

Είπαμε πριν ότι οι κλασσικοί κεντρικοί άξονες έχουν έναν σταυρό σε κάθε άκρο τους ώστε η ροπή μέσω του πρώτου σταυρού να μεταφέρεται στον κεντρικό άξονα και μέσω του δεύτερου σταυρού να μεταφέρεται στον άξονα του πηνίου του διαφορικού. Αυτοί οι σταυροί είναι τοποθετημένοι στον κεντρικό άξονα σε γωνία 90 μοιρών ο ένας από τον άλλον, έτσι ώστε οι κυματοειδείς καμπύλες τους να αλληλοεξουδετερώνονται. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα το άθροισμα τους να μας δίνει και πάλι ευθεία, σταθερή δηλαδή ταχύτητα και απουσία κραδασμών.

Για να λειτουργήσει όμως αυτή η αρχή είναι απαραίτητο οι γωνίες των δύο σταυρών να είναι ίδιες (σχήμα 2 & 3), ή έστω με ελάχιστη απόκλιση μεταξύ τους, ώστε το ζενίθ της καμπύλης του ενός να συμπίπτει με το ναδίρ αυτής του άλλου, και να μας δίνουν σταθερό άθροισμα. Έτσι είναι ρυθμισμένα όλα τα οχήματα, σε εργοστασιακή μορφή. Σε οποιοδήποτε όχημα με έναν ή δύο άκαμπτους άξονες, αν ψηλώνοντας την ανάρτηση του οχήματος μας έστω και ελάχιστα δεν διορθώσουμε ταυτόχρονα και την γωνία εξόδου από το transfer, με transfer case drop kit ή την γωνία εισόδου στο διαφορικό με ρυθμιζόμενα ή με καινούργια control arms (pinion angle, photo3 & 4), θα καταλήξουμε να έχουμε διαφορετικές γωνίες λειτουργίας των δύο σταυρών στη θέση ηρεμίας του οχήματος, λόγω του σηκώματος από την ανάρτηση (σχήμα 4). Αυτό θα έχει σαν αποτέλεσμα οι διαφορές στην ταχύτητα περιστροφής των σταυρών να μην αλληλοεξουδετερώνονται, να μην μας δίνουν δηλαδή σταθερό άθροισμα αλλά αυξομειούμενη ταχύτητα. Αυτή η αυξομείωση της ταχύτητας μεταφέρεται στο αμάξωμα και γίνεται αντιληπτή από εμάς ως κραδασμός. Εκτός από τον κραδασμό όμως δημιουργεί ταχύτατη φθορά στους ίδιους τους σταυρούς, αλλά και στα ρουλεμάν του πηνίου, στα ρουλεμάν της εξόδου του κιβωτίου και στις βάσεις του κιβωτίου. Οι κραδασμοί δεν είναι θέμα του “πόσο” σηκώθηκε το όχημα με την aftermarket ανάρτηση, αλλά του πόσο σωστά και ολοκληρωμένα έγινε η μετατροπή. Έχω συναντήσει βελτιώσεις της τάξης των τριών εκατοστών που βγάζουν κραδασμούς από πρόχειρη δουλειά στο θέμα των γωνιών των σταυρών, όπως επίσης βελτιώσεις της τάξης των 6+ ιντσών που, ακριβώς λόγω της σωστής ρύθμισης και της αντικατάστασης κάποιων “συμπληρωματικών” εξαρτημάτων, επιτρέπουν στο όχημα να κινείται χωρίς κανέναν απολύτως κραδασμό από την μετάδοση.

Και τι γίνεται με αυτούς που λένε «διπλόσταυρους κεντρικούς άξονες»;

Συχνά ακούω ότι η λύση για τους κραδασμούς από το ψήλωμα της ανάρτησης είναι η τοποθέτηση κεντρικών αξόνων με “διπλό σταυρό”. Αυτό δυστυχώς δεν είναι σωστό ή καλύτερα, δεν είναι όλη η αλήθεια. Οι άξονες με διπλό σταυρό (double cardan joint ή double cv, photo 5) χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές όπου απαιτούνται μεγάλες γωνίες λειτουργίας, καθώς έχουν την δυνατότητα να δίνουν μεγαλύτερες τιμές ωφέλιμης λειτουργίας από τους απλούς, και όχι σαν λύση για εξάλειψη κραδασμών. Η βασική τους διαφορά από τους άξονες με μονό σταυρό είναι ότι έχουν δύο σταυρούς στο ένα άκρο τους, πολύ κοντά τον έναν με τον άλλον, οι οποίοι είναι τοποθετημένοι με τέτοιον τρόπο ώστε οι κυματοειδείς τους καμπύλες να αλληλοεξουδετερώνονται. Η έξοδος της κίνησης δηλαδή από τον σύνδεσμο με τους δύο σταυρούς γίνεται με σταθερή ταχύτητα, ανάλογα και με την γωνία στην οποία δουλεύει το double cv. Αυτό σημαίνει ότι ο τρίτος σταυρός του άξονα, αυτός που δίνει την κίνηση στον άξονα του πηνίου του διαφορικού, θα πρέπει να βρίσκεται όσο το δυνατόν σε ευθεία με τον κεντρικό άξονα, θέλει δηλαδή εντελώς διαφορετική ρύθμιση απ’ ότι ο κλασσικός κεντρικός με τους δύο μόνο σταυρούς (σχήμα 5).

Αν ρυθμίσουμε έναν διπλόσταυρο άξονα με τον κλασσικό τρόπο, με τον “σωστό” δηλαδή τρόπο για έναν άξονα με έναν σταυρό σε κάθε άκρο του, θα έχουμε εντελώς λανθασμένες γωνίες λειτουργίας, κραδασμούς και πρόωρη φθορά σταυρών και ρουλεμάν (σχήμα 6).

Ένας άλλος σύνδεσμος που δίνει έξοδο με σταθερή ταχύτητα είναι οι μπιλιοφόροι, ή cv joints. Χρησιμοποιούνται κυρίως στη θέση των σταυρών στα εμπρός ημιαξόνια, και επιτρέπουν στους μπροστινούς τροχούς να στρίβουν και ταυτόχρονα να δέχονται ροπή από το διαφορικό. Η πιθανή χρήση μπιλιοφόρου στη θέση του διπλού σταυρού σε κεντρικό άξονα δεν είναι κάτι εντελώς αδόκιμο, είναι όμως σίγουρα ασυνήθιστο. Ο λόγος είναι ότι το βάρος ενός μπιλιοφόρου τόσο ανθεκτικού, ώστε να δέχεται και να μεταφέρει τη ροπή του μοτέρ στο διαφορικό, θα ήταν τόσο μεγάλο που θα μείωνε δραματικά τον χρόνο ζωής του ρουλεμάν εξόδου του transfer. Οι μπιλιοφόροι είναι εκ κατασκευής βαρύτερα εξαρτήματα από τους σταυρούς ίδιας αντοχής.

‘Aλλες αιτίες κραδασμών;

Όσα είδαμε παραπάνω αφορούν σε οχήματα που έχουν ανάρτηση με άκαμπτο άξονα πίσω, ή εμπρός και πίσω. Σε συστήματα ανεξάρτητης ανάρτησης, το ψήλωμα της ανάρτησης δεν επηρεάζει την γωνία των κεντρικών αξόνων παρά μόνο αν ακολουθείται από κιτ χαμηλώματος του διαφορικού. Το κιτ αυτό βοηθάει την γωνία των ημιαξονίων να διατηρηθεί κάτω από επικίνδυνα για τους μπιλιοφόρους επίπεδα. Συνήθως δεν επηρεάζει την γωνία του κεντρικού άξονα παρά ελάχιστα, και δεν προκαλεί κραδασμούς. Καλό είναι όμως να ελέγχεται έτσι κι’ αλλιώς. Αν οι γωνίες της μετάδοσης είναι σωστά ρυθμισμένες, δεν πρέπει να έχουμε καθόλου κραδασμούς. Εμφάνιση τους σημαίνει φθορά σε κάποιο εξάρτημα (όλα, και ιδίως οι σταυροί έχουν ορισμένο κύκλο ζωής) ή ζημιά, πχ κάποια σπασμένη βάση κιβωτίου. Έλεγχος και αντικατάσταση των φθαρμένων μερών είναι η λύση.

Αντίθετα με ότι μερικοί από εμάς πιστεύουν, τα καλά εξαρτήματα της μετάδοσης έχουν πολύ μεγάλη αντοχή και διάρκεια ζωής, αν δουλεύουν εντός των προδιαγραφών τους. Μεγάλο ρόλο φυσικά παίζει και ο τρόπος που οδηγούμε το όχημα, όχι τόσο ο βαθμός δυσκολίας των διαδρομών που κάνουμε όσο ο τρόπος που τις κάνουμε. Η σωστή ρύθμιση του οχήματος μας είναι κάτι που δεν έχει να κάνει με το πόσα χρήματα επενδύουμε σε κιτ αναρτήσεων και άλλες βελτιώσεις. Έχει να κάνει με το πόσο προσεκτικά γίνονται αυτές οι βελτιώσεις. Αν φροντίσουμε ώστε την ευθύνη για αυτή τη σωστή ρύθμιση να την αναλάβει κάποιος που έχει την ικανότητα και τον επαγγελματισμό να τη φέρει σωστά σε πέρας, εξασφαλίζουμε αξιοπιστία και μακρόχρονη ηρεμία. Και λέγοντας ηρεμία δεν εννοώ μόνο την έλλειψη κραδασμών στο ταξίδι. Εννοώ κυρίως την έλλειψη ανάγκης να τρέχουμε κάθε λίγο στο συνεργείο με πρόβλημα. Κάθε όχημα που υφίσταται έστω και την παραμικρή βελτίωση είναι τόσο αξιόπιστο, όσο καλός είναι ο μηχανικός που το φροντίζε.

Επεξηγηματικές φωτογραφίες & σχέδια:

Για να μεταδοθεί η ροπή από την έξοδο του κιβωτίου ή του transfer στο/στα διαφορικά επιβάλλεται η χρήση κεντρικών αξόνων με συνδέσμους μεταβλητής γωνίας, δηλαδή με σταυρούς.

Η ρύθμιση της γωνίας εξόδου του transfer με transfer case drop kit ή με αποστάτες, ή αντίστοιχα η ρύθμιση της γωνίας εισόδου του πηνίου με ρυθμιζόμενα control arms πρέπει να γίνεται από έμπειρο τεχνικό. Συνήθως χρειάζεται ένα από τα δύο, καθώς διορθώνει την γωνία που αλλάζει με το lift. Σωστή ρύθμιση μας δίνει χρόνια απροβλημάτιστης λειτουργίας και αξιοπιστία, είναι πολύ σημαντικότερος παράγοντας από το ίδιο το ύψος του suspension lift. Ακόμη και το μικρότερο ψήλωμα μπορεί να χαλάσει την αξιοπιστία του συνόλου, αν δεν γίνει σωστά.

Όπου απαιτούνται μεγάλες γωνίες λειτουργίας, λόγω μεγάλου lift ή μικρού μήκους του κεντρικού άξονα, η χρήση συνδέσμου double cardan προσφέρει μεγαλύτερη αξιοπιστία και αντοχή.

Τα universal joints ή κοινώς «σταυροί», μεταφέρουν την ροπή που δέχονται, έχοντας ταυτόχρονα την δυνατότητα να την στρέφουν υπό γωνία, ενώ περιστρέφονται.

Σωστή διάταξη άξονα με μονούς σταυρούς και στα δύο άκρα του. Οι γωνίες των δύο σταυρών είναι ίδιες ή έστω με ελάχιστη απόκλιση μεταξύ τους, έτσι το ζενίθ της καμπύλης του ενός συμπίπτει με το ναδίρ αυτής του άλλου, μας δίνουν σταθερό άθροισμα και απουσία κραδασμών.

Λάθος ρύθμιση άξονα με μονούς σταυρούς και στα δύο άκρα του. Οι γωνίες των σταυρών δεν είναι ίδιες, το ζενίθ της καμπύλης του ενός δεν συμπίπτει με το ναδίρ αυτής του άλλου και το αποτέλεσμα είναι κραδασμοί κατά την κίνηση και επικίνδυνη φθορά των μηχανικών μερών της μετάδοσης.

Η σωστή ρύθμιση άξονα με διπλό σταυρό στο ένα άκρο του είναι διαφορετική από αυτήν ενός κλασσικού κεντρικού. Η θέση του πρέπει να είναι τέτοια ώστε ο τρίτος σταυρός του άξονα, αυτός που δίνει την κίνηση στον άξονα του πηνίου του διαφορικού, να βρίσκεται όσο το δυνατόν σε ευθεία με τον κεντρικό άξονα.

Λάθος ρύθμιση άξονα με διπλό σταυρό στο ένα άκρο του έχει. Αν η θέση λειτουργίας ενός άξονα με διπλό σταυρό στο ένα άκρο του έχει ρυθμιστεί με τρόπο «σωστό» για κλασσικό κεντρικό άξονα, το αποτέλεσμα είναι κραδασμοί κατά την κίνηση και επικίνδυνη φθορά των μηχανικών μερών της μετάδοσης. Η σωστή ρύθμιση τέτοιου άξονα είναι η «λάθος» ρύθμιση του κλασσικού κεντρικού.

Μιχάλης Μισκής