tiistai 29. huhtikuuta 2014

Perävaihteiden eroja

Katselin hyllyssä olevia ehyitä käytettyjä varaosaperävaihteita hieman tarkemmin ja huomasin että niissä on merkittäviä ulkoisia eroja. Erot ovat peräisin takahaarukoiden rakenne-eroista ja sitä myöden kardaaniakselien eroista. Samalla  se vaikuttaa siihen mikä on takarenkaan leveys ja halkaisija. Perävaihteet eivät mallisarjojen kesken ole vaihdettavissa muutoin kuin purkamalla ja käyttämällä vain kyseisen mallin perävaihteen osia. Ulkoinen kotelo on pääosin samanlainen mutta sisällä on muutakin eroa kuin välityssuhde. Itse tunnistan "isolohkoisissa" malleissa kahdeksan eri peräkoteloa joihin neljään tai viiteen käy samat sisäosat. Muissa malleissa ensimmäisistä kuusivaihteisista (V11) alkaen täysin eri perät.

Kuusikymmentäluvun perävaihde.

Öljytila on pieni vaan ei ollut suuria tehojakaan. Tyylikkäin kaikista peristä.

Seitsemänkymmenluvun alun perävaihdetyyppi.

Tätä aiemmat perävaihteet ovat huomattavasti sirompia ja usein customoijien suosiossa. Sisäkalut ovat yhteneväiset suurimmalta osin. Kuvassa näkyvä perä on peräisin GT850-mallista ja omaa suuren öljytilavuuden. Tämän jälkeen perän valu muuttui ja on pysynyt melko samanlaisena uudempien perävaihteiden rinnalla.

Otin kahdesta yleisimmästä isolohkoisen perävaihteesta kuvat joista selviää eroja.


California III:n perävaihteen vetohammastus.

 Keskiö ja akseliholkki.

California Kolmosen ja sitä edeltäneiden perävaihteen lautaspyörän akseli on lyhyempi kuin myöhemmissä malleissa. Sen voi havaita katsomalla kardaanitunnelia. Tässä yhteydessä kardaanin kaksoisristinivel on lyhyttä mallia ja kardaanitunnelin alkupäässä on vain lyhyt paksunnos nivelelle. Kardaanitunneli on myös voimakkaasti litistetty renkaan kohdalta.

California Stonen vetohammastus.

Perävaihteen vetohammastus on siis mallista riippumatta samalla kohtaa mutta perävälitys enemmän tai vähemmän oikealla. Se ei silti vaikuta perävaihteen muihin rakenteisiin. Vanhempaankin koteloon voidaan "päivittää" rakenne vaihtamalla tarpeellisia osia. Akseliholkki on irrotettu huollon ajaksi. Myös sen mitta vaihtelee vastaavasti ja vanhemmissa se on pienempi läpimitaltaankin koska taka-akselikin on ohuempi, esim. GT850.

Akseliholkki irrotettuna näkee hyvin lautaspyörän akselin rakenteen. 

Kuvassa heti vetohammastuksen alapuolella on n. 12 mm pitkä lieriömäinen osuus joka aiemmissa malleissa on vain muutaman millimetrin pituinen.

 California Stonen kardaaniakseli.

Tässä mallissa on nivelessä kiinteästi oleva kardaaniakseli ja kardaanitunnelissa on pitkä paksu osuus. Takarenkaan koko on tavallisesti 17 tuumaa. Tällä pitkällä nivelellä saadaan kardaanitunnelia ja perää "väistämään" oikealle ja siksi pitää perävaihteessa olla pidempi lautaspyörän akseli yltääkseen pyörän keskilinjalla olevaan takapyörän navan vastaavaan hammastukseen.

 Lyhyt nivel.

Tässä versiossa kardaaniakseli on irtonainen joka lähtee perävaihteen irrotuksessa mukana taapäin. Kardaanitunneli on ohut läpimitaltaan ja rengaskoko 18 tuumaa.

Sitten on erikseen suuntaistuetulla avokardaanilla varustetut mallit kuten V10, V11 ja Ghezzi-Brian. Näissä on perän kotelon keskiössä yleensä neulalaakeri joka mahdollistaa perän kiertymisen taka-akselin ympäri. Liike on pieni joten neulalaakeri ei hyödynnä koko pinta-alaansa vaan paine tulee aina samoille neuloille ja tapahtuu kulumista ja perä alkaa heilua kiinnityksissään ja tuki tulee enää perän vetohammastuksen kautta joka on valmiiksi hyvällä käyntivälyksellä varustettu eli perävaihde jää ilman kunnon tukea. Joissakin V11-malleissa on käytetty neulalaakerin tilalla pronssiholkkia. Joka sekin joutuu lialle alttiiksi. Omaan V10:n neulalaakeriin olen tehnyt muutoksen vaihtamalla sen pidemmäksi ja tukemalla takahaarukasta asti paksulla holkilla jossa on O-rengastiivistys. Olen kuitenkin taipuvainen laittaamaan omaanikin pronssilaakerin sen edullisuuden ja helpon vaihdettavuuden vuoksi. Alkuperäinen neulalaakeri kun piti vaihtaa 30.000 km välein. Pidennetty versio on kestänyt sen jälkeen 60.000 km joten sen kesto on jo huomattavasti parempi. Laakeri on helppo vaihtaa renkaanvaihdon yhteydessä kunhan se on hankittu valmiiksi. Sama koskee pronssiholkkia.

G-B:n versio tukilaakeroinnista.

Mielestäni tuo laakeri saisi saman tien olla takahaarukan oikean varren sisäreunaan asti. Olisi kunnolla pinta-alaa. Ainakin tuohon lukkorenkaan ja pronssin väliin pitäisi laittaa ohut välysprikka niin olisi tukevampi ja kulutuskestävämpi liitos.

Tuon pronssiholkin  tai neulalaakerin lisäksi pitäisi olla voimansiirtoketjun momenttikeskiössä eli lautaspyörän sisäpuolella tukilaakerointina. Tätä olen miettinyt mutta siinä on ainakin yksi huomiota vaativa seikka: sen lisäksi että laakerin pitää pyöriä samaa nopeutta kuin takapyörän laakeri niin se ei voi sivusuunnassa olla kiinteä koska lautaspyörän laakerointi on uivaa tyyppiä. Vain suurin välys on määritelty koska suunnittelija on ottanut huomioon alumiinkotelon ja siinä pyörivän teräsakselin lämpölaajenemiset. Mahdollinen tukilaakeri on siis oltava myös uivaa tyyppiä. Onneksi sijoituspaikka on suojainen ja kohteen voitelu voidaan toteuttaa kohtuullisen helposti sekä laakeri ko paikkaan on edullinen suojattu ja kestovoideltu standardilaakeri kuten ovat pyöränlaakeritkin.

Oma vuosien takainen tiivistetty neulalaakeriversioni.

Tämä juttu hieman poukkoilee vaikka perävaihteista on kysymys kaiken aikaa. Perävaihteiden säätö tapahtuu näissä vanhemmissa versioissa shimmilevyjen vahvuutta ja määrää säätelemällä. Perävaihteen hammaskosketuksen säädössä myös paperitiivisteillä on merkitys välysten muodostumiselle. Tarkoittaa että osat ja rakenteet eivät ole samanlaisia ja jokainen perävaihde on säädettävä toimimaan omana yksilönään tiettyjen toleranssien sisällä. Väärät välykset tai heikko tai väärässä kohtaa oleva hammaskosketus vaurioittaa perävaihteen nopeasti.

Pienen vetopyörän akseli ja laakerit.

Laakerivälys säätyy väliholkin pituuden mukaan. Kuvassa on mutteri irrotettu ja hammasvälykseen vaikuttava välyslevy "shimmi" näkyy hammaspyörän ja laakerin välissä. Laakerit ovat akselissa liukusovitteella joten säätäminen on suhteellisen helppoa. Kokeilemalla ja sivistyneellä arvauksella pääsee lähelle oikeaa välystä.

 Laakerivälyksen toteaminen.

Akselille on myös määritetty kiertomomentti joka kertoo laakereiden välyksen vastuksen.
On huomioitava että laakerit ovat teräksisessä laakeripesässä joka on liukusovitteella alumiiniseen peräkoteloon eli lämmön poistuminen on kohtuullisen hyvää kun taas itse akseli, joka määrittelee laakereiden keskinäisen kireyden lämpenee ja venyy siten enemmän kuin laakeripesä jolloin laakerien ja akselin kuumetessa laakerivälys kasvaa eikä muodosta enää niin paljon lämpöä.

Pienen vetopyörän akselin mutteri.

Kun tämä mutteri on kiristettynä paikoilleen ja säädöt ovat kunnossa voidaan kokoonpano asentaa paikoilleen. Mutterista piti ensin hioa ruosteet pois koska se toimii myös tiivistepintana, tässä versiossa, huulitiivistettä vasten.

Säädetty ja koottu akseli.

Mutterin lukitsee tähtilevy joka tukeutuu akselin uriin ja mutterin "kruunun" pykäliin. Lukituslevystä huolimatta on syytä käyttää kierrelukitetta. Oranssi holkki on erikoistyökalu perän purkua ja kokoonpanoa varten. Kuvassa mutterin tiivistepinta kiillotettuna.

Avokardaaniversiossa on huulitiiviste pienen vetopyörän akselilla.

Mutteri on laakerivälyksen säädön jälkeen liimattu ja varmistettu.

Tuo lukituslevy tukeutuu pienen vetopyörän akselin vetohammastuksen jokaiseen hammasväliin ja vastaaviin mutterissa. Niiden jako on suunniteltu siten että aikansa kun prikkaa pyörittelee ja kääntelee niin löytyy lukitseva asento. Lukituslevyn paikallaan pysymisen varmistaa lukkorengas johon taas kardaanin kiinnitys nojaa.

Perän pienen vetopyörän akselin laakeripesän, peräkotelon ja tiivisteen laipat tiivistyvät toisiinsa O-renkailla mutta raoissa oli käytetty myös nestemäistä tasotiivistettä. Se ehkäisee tehokkaasti ruosteen ja syöpymien muodostumista rakoihin koska kaksi eriarvoista metallia ovat vastakkain vuorotellen ja muodostavat siten sähkökemiallisen parin.

Kardaaniakselin takaosa kiinni perävaihteessa.

Kardaanin kiinnityksessä on suunnitteluvirhe ja kiristämisestä huolimatta alkavat nivelet heilua akseleissa, niin vaihdelaatikon kuin peränkin päässä. Vaiva on kutenkin helppo korjata ja kardaanin kiristys on sen jälkeen tukeva. Muutostyö pitää tehdä kuitenkin ennen kuin ura-akselit perässä ja vaihteistossa ovat vaurioituneet liikaa. Tässä tapauksessa pääsin tekemään muutoksen lähes neitseelliseen rakenteeseen. Kuvasta puuttuu nivelen "räjähdyssuoja". Ongelma ei vaivaa enää VII-mallien avokardaaneita. Vain V10 ja Ghezzi-Brian.

Päädyin kaverin suostumuksella ja yhteisellä suunnittelulla tekemään muutoksen perävaihteen laakerointiin taka-akselin suhteen. Perän kotelossa on edelleen kiinni pronssilaakeri joka on muutoksen jälkeen tuettu uudelleen tekemällä lukkorenkaan oikealle puolelle metallipusla. Sen sisällä kulkevan taka-akselin kanssa on kiinteässä yhteydessä holkki joka ennen ylettyi takahaarukan oikeasta aisasta takapyörän oikeaan laakeriin asti. Nyt se on katkaistu kahtia ja sen voi purkaa aiemmasta poiketen oikealle. Holkin katkaisukohdassa on laakeri joka sisäkehältään tukeutuu taka-akseliin ja sen päällä olevaan holkkiin. Laakerille sorvasin lautaspyörän akselin sisäpintaan laakeripesän liukusovitteella. Laakeria ei ole kiinnitetty lainkaan sijaintipaikkaansa koska muutoin se vaikuttaisi perän lautaspyöräparin keskinäiseen hammasvälykseen.

 Sorvauksen valmistelua. Akselin keskitys menossa.

On ehdottoman tärkeää että tukilaakeri tulee juuri samaan keskiöön lautaspyörän akselin laakerin kanssa. Laakerin pesän sorvaus tulee kokolailla tarkalleen lautaspyörän keskiöön eli myös vetojärjestelmän voimalinjan keskiöön. Tällöin peräkotelon oikeassa kyljessä oleva pronssipusla toimii apulaakerin ominaisuudessa ja saa vain murto-osan kuormituksesta mitä sille oli alunperin sälytetty. Tukilaakeri tulee pyörimään sekä perän (takapyörän) nopeuden mukaan sekä perävaihteen kiertymisen mukana taka-akselin ympäri yhtä aikaa. Laakerille ei siis tule juurikaan staattista kuormitusta vaan kaikki on dynaamista pyörimisliikettä.

Lisätty tukilaakeri väliholkkeineen.

Koska perän laakerointi on sivusuunnassa "uiva" niin tukilaakerinkin pitää olla sitä. Kuvassa näkyy tukilaakerin sisällä väli joka johtuu siitä että käytin alkuperäista holkkia uuteen rakenteeseen aihiona.  Väli on yhtä leveä kun sorvini katkaisuterän leveys. Lautaspyörän akselilla oleva lieriömäinen osuus ei ole aivan tukilaakerin levyinen: laakeri tukeutuu akselin sisäpintaan vain 2/3-osa leveydeltään. Mutta se riittää hyvin. Eikä akselin seinämän läpimitta heikkene alkuperäisestä.

Tuohon keskellä näkyvään holkin päähän asettuu liukusovitteella takapyörän oikeanpuoleinen laakeri. Sen vasemmalla puolella on väliholkki ja oikean puolen pyöränlaakeri. Siitä jatkuu holkki aina takahaarukan vasempaan aisaan asti. Jos  muutos osoittautuu hyväksi niin teen erääseen toiseenkin pyörään vastaavan ratkaisun. Loppuu tuskailu kuluvien puslien, sivuttaisvoimien ja kuluvien vetohammastusten suhteen. Vaikuttaa myös kardaaniakselin toimintaan. Murtokulmat ovat hallinnassa ja mahdolliset värinät voivat pienentyä. Tämä muutos koskee ainoastaan avokardaaneilla varustettuja malleja.

Perä koottu ja osat paikoillaan.

Keskellä oleva tumma kiekko on kumisen vetokytkimen laippa joka on normaalisti laakeroitu pyörän keskiöön.
Tukilaakeri on kestovoideltu standardikokoinen yksirivinen urakuulalaakeri kuten pyöränlaakeritkin. Se vaatii siis saman verran huomiota kuin pyöränlaakerit eli tarkastelua renkaanvaihdon yhteydessä ja määräaikaishuollossa. Kestävyyden kannalta laakeri pyörii varsin suojatuissa olosuhteissa päinvastoin kuin esimerkiksi vasen takapyörän laakeri joka on ulkoisille kuormituksille altis.

Ei kommentteja:

Lähetä kommentti