307 - Etujousi katkesi

[Benkku]

No ei nyt aivan sentään...

A=pii x r x r

esim. 10 millin lanka

A=314,16 mm2

11 millin lanka vastaavasti 380,13 mm2

Tekee massan lisäykseksi 21 prosenttia.

[KTA]

Niin ja jousen massasta vain puolet on jousittamatonta ja jousi muutenkin muodostaa jousittamattomasta massasta alle 10%. Sama muutaman kymmenen tai sadan gramman säästö saadaan jarrusatulasta tai levystä muutama reikä poraamalla. Eipäs vaan oo kukaan porannut. Jousittamatonta massaa ei pyritä minimoimaan missään nykyautossa ihan huippu vehkeitä lukuunottamatta. Kustannukset ohjaa tuotantoa ei ominaisuudet eikä parinsadan gramma kevennys tommosessa 20kg köntissä vaikuta yhtään mitään.

Vanhimmissa 605 malleissa jouset oli vielä jousia, kierroksia reilusti ja langassa paksuutta, eikä niistä mene jouset poikki ja ovat hyviä kaikilta ominaisuuksiltaan.

[radiaani]

esim. 10 millin lanka

A=314,16 mm2

11 millin lanka vastaavasti 380,13 mm2

Tekee massan lisäykseksi 21 prosenttia.

Miten käy jousen jousivakion (ts. jousto-ominaisuuksien), jos lanka vain vaihdetaan paksumpaan? Voipa olla, että jousesta tulee paljon aiempaa jäykempi. Jousi pehmenee kierrosmäärää kasvattamalla ja juuri siitä tulee tuo yllättävän raju painon kasvu langan paksuutta kasvatettaessa. Tämä siis oletuksella, että jousen läpimittaa ei ole varaa kasvattaa ja halutaan säilyttää jousituksen ominaisuudet muuten entisellään.

[KTA]

Siltikin vaikutus jousittamattomaan massaan on sangen olematon.

[Benkku]

Miten käy jousen jousivakion (ts. jousto-ominaisuuksien), jos lanka vain vaihdetaan paksumpaan? Voipa olla, että jousesta tulee paljon aiempaa jäykempi. Jousi pehmenee kierrosmäärää kasvattamalla ja juuri siitä tulee tuo yllättävän raju painon kasvu langan paksuutta kasvatettaessa. Tämä siis oletuksella, että jousen läpimittaa ei ole varaa kasvattaa ja halutaan säilyttää jousituksen ominaisuudet muuten entisellään.

Tokihan jousivakio suurenee langan halkaisijaa kasvattamalla, mutta tyypillisten vakio-autojen kierrejousien tapauksessa (perusmallit vs. painavamman kulmapainon omaavat) erot langan halkaisijoissa ovat alle millimetrin luokkaa.

Massa-ero tulee pääsääntöisesti tehollisten kierrosten määrästä, ei langan halkaisija-eroista. Vakiojousissa tehollisten kierrosten määräkin kokolailla optimoitu - tyypillisesti luokkaa 5-7. Jousen osuus jousittamattomasta massasta (etupään joustintuet) on melko pieni ja tämäkin osuus vain puolet jousen massasta. Pienemmissä peugeoteissa perinteisesti vääntöjousisauvat takana korikiinnitteisinä, ovat kokonaan jousitettua massaa.

[Benkku]

Niin ja jousen massasta vain puolet on jousittamatonta ja jousi muutenkin muodostaa jousittamattomasta massasta alle 10%. Sama muutaman kymmenen tai sadan gramman säästö saadaan jarrusatulasta tai levystä muutama reikä poraamalla. Eipäs vaan oo kukaan porannut.

Materiaalivalinnoilla on suurempi merkitys, kuin levyn keventämisellä poraamalla, esim. omassa harraste-autossani etupäässä jousittamatonta massaa vakioon nähden, 15 kg vähemmän - per kulma. Esimerkiksi 322 mm:n halkaisijaisen jarrulevyn massa vain 3.2 kg, satula 2.2 kg - vakio-osien paino luokkaa 6.5 kg levy ja colette (ts. liuku) tyypin satula, selkäkappaleineen lähes samaa luokkaa. Vanteesta lähti n. 4 kg vaikka halkaisija ja leveys hieman suurenivat, pyörän pulteistakin yli 0.5 kg per pyörä.

Noh, eivät ehkä realistisia arvoja suursarjatuotannossa, mutta sielläkin voisi optimoinnilla säästää helposti luokkaa 5 kg per kulma.

[MJ]

No ei nyt aivan sentään...

A=pii x r x r

esim. 10 millin lanka

A=314,16 mm2

11 millin lanka vastaavasti 380,13 mm2

Tekee massan lisäykseksi 21 prosenttia.

Kyllä se radiaanin mainitsema "1,1 potenssiin kuusi" tekee aika tarkalleen 1,77-kertaisen määrän, tämänhän voi jokainen tarkastaa laskimella... Muuta en ole väittänyt.

[Benkku]

Kyllä se radiaanin mainitsema "1,1 potenssiin kuusi" tekee aika tarkalleen 1,77-kertaisen määrän, tämänhän voi jokainen tarkastaa laskimella... Muuta en ole väittänyt.

Varmasti, mutta vastaukseni olikin langan massan laskentaan liittyvä, johon esitetty kaava on väärä.

[radiaani]

Varmasti, mutta vastaukseni olikin langan massan laskentaan liittyvä, johon esitetty kaava on väärä.

Kaava pätee sillä oletuksella, että a) jousivakio k ei muutu ja b) jousen läpimitta D ei muutu. Näillä oletuksilla jousen massa riippuu langan läpimitasta d suhteessa d⁶. Tästä d² verran tulee siitä, että paksu lanka on ohutta raskaampaa (kuten kirjoitit yllä) ja d⁴ siitä, että tekemällä jousi paksusta langasta tarvitaan enemmän kierroksia, ts. pidempi pätkä lankaa.

Ohuen langan etu on ennen kaikkea siinä, että kierroksia tarvitaan vähemmän. Haitta taas siinä, että jännitys langan pinnassa kasvaa myös reippaasti (taisi olla 1/d³).

Massa-ero tulee pääsääntöisesti tehollisten kierrosten määrästä, ei langan halkaisija-eroista. Vakiojousissa tehollisten kierrosten määräkin kokolailla optimoitu - tyypillisesti luokkaa 5-7.

Sitähän tässä olen yrittänyt esittää. 307:n jousissa kierroksia on vain noin kolme. Lienevät siis aika tiukasti optimoituja - ja keveitä? Siitä voi sitten keskustella, onko tästä optimoinnista enemmän etuja vai haittoja.

[Benkku]

Kaava pätee sillä oletuksella, että a) jousivakio k ei muutu ja b) jousen läpimitta D ei muutu. Näillä oletuksilla jousen massa riippuu langan läpimitasta d suhteessa d⁶. Tästä d² verran tulee siitä, että paksu lanka on ohutta raskaampaa (kuten kirjoitit yllä) ja d⁴ siitä, että tekemällä jousi paksusta langasta tarvitaan enemmän kierroksia, ts. pidempi pätkä lankaa.

Jos jousivakio (arvo N/mm) eikä myöskään läpimitta (ts. keskihalkaisija) muutu, ei silloin jousivakiokaan muutu - em. tapauksessa ainoastaan tehollisten kierrosten määrä tai materiaalin kimmo- (E) ja liukumoduuli (G) muuttaa jousivakiota.

[JPL]

406 ja 307 jouset katkeavat ennenaikaisesti, vastaavasti 407 ei. Peugeot on näköjään tehnyt kotiläksynsä. 407 jouset ovat erilaisia, ainakin takana on ohuehko ja pitkä vieteri, johon alla olevat laskukaavat varmaankin pätevät. Säästöä vai teknistä kehitystä? Tuli mieleen, että  ruostesuojaushan estää jouseen muodostuvaa pistekorroosiota, että pitkässä juoksussa hyvä syy suojata autonsa itse kukin  

[Benkku]

Tuli mieleen, että  ruostesuojaushan estää jouseen muodostuvaa pistekorroosiota, että pitkässä juoksussa hyvä syy suojata autonsa itse kukin  

Tuo on taas sellaista 'pseudo-arviota', että tärisee. Alustamassa ei jousen pinnassa tiiviinä pysy. Jousilangan materiaalin pitäisi olla seostetumpaa, vastustaakseen korroosiota. Mitoituksien huippukuormilla 'hieman' kauempana myötörajasta ym. tällöin jousikatkot olisivat - jos ei täysin eliminoitu, niin ainakin hyvinkin harvisempia.

[radiaani]

Jos jousivakio (arvo N/mm) eikä myöskään läpimitta (ts. keskihalkaisija) muutu, ei silloin jousivakiokaan muutu - em. tapauksessa ainoastaan tehollisten kierrosten määrä tai materiaalin kimmo- (E) ja liukumoduuli (G) muuttaa jousivakiota.

Kaipa langan vahvuuskin vaikuttaa asiaan...

Palataanpa takaisin alkuperäiseen väitteeseen, että 307:n jousien katkeamiset olisivat seurausta kustannusoptimoinnista. Oletko sitä mieltä, että kyse on lähinnä tästä vai onko ohuesta langasta tehdyille, harvakierteisille jousille myös ... hyvä teoreettinen perusta?

Minusta tarpeettoman raskaista jousista ei ole kenellekään mitään hyötyä. Toki olisi suotavaa, että jouset eivät katkeilisi, ainakaan kovin usein.

[Benkku]

Langan paksuus vaikuttaa kyllä, mutta kirjoitit ettei jousivakio muutu - tällöin langan halkaisijakaan ei muutu.

Yksikkökustannusten optimoinnista tässä on kysymys. Komponentti valmistettu huonommasta materiaalista, hieman suuremmalle jännitystasolle. Toki ohuemmasta langasta valmistetulle jouselle on myös jousitusteknistä perustetta, mutta suursarjatuotannossa suunnittelua ohjaa täysin ja 100 prosenttisesti valmistuksen yksikkökustannukset.

[Muuan toinen]

Kesti 122 000 km ja 7,5 vuotta. Jousi katkesi pihasta peruuttaessa renkaat linkussa eli taisi olla se yläpään laakeri, joka ns. katkaisi kamelin selän.