Stuurinrichting van de Citroën 2CV


De stuurinrichting van de 2 CV is constructief bijzonder eenvoudig maar toch zeer soliede uitgevoerd.
In de voorste van de reeds bij de wielophanging genoemde dwarsbuizen is een langwerpig gat gemaakt, waarin een tandheugel in geleidebussen naar links en rechts kan verschuiven. Deze randheugel wordt aangedreven door een kort asje waarop een tandrondsel, dat in een loodrecht op de dwarsbuis geplaatste lagerbus geleiding vindt en daarin met een kogellager is bevestigd.

108

Het gedeelte van het korte asje, dat naar buiten steekt is van spiebanen voorzien en daarop wordt de stuurbuis met een klem vastgezet.
De stuurbuis, die met het stuurwiel een geheel vormt vindt geleiding in een buis met 2 geleidebussen, die tegen het dashboard is geschroefd.

Aan de onderzijde van de dwarsbuis is op de plaats waar het tandrondsel op de tandheugel ingrijpt een stop aangebracht.
In deze stop bevindt zich een druktaats, een korte veer en een draadstop. De veer drukt de tandheugel tegen het rondsel, zodat de speling tussen het rondsel en de heugel altijd minimaal is.
De tandheugel is aan het ene uiteinde voorzien van een verdikking, die hol is. Daarin bevinden zich van links naar rechts: een afstandstuk, 1 kogelbout met aan weerszijden een cup, een veertje, dan weer een kogelbout met 2 cups en het geheel wordt op het uiterste uiteinde afgesloten met een draadstop.

109

De draadeinden van de kogelbouten steken buiten de dwarsbuis. Over deze bouten wordt een plaat geschoven, die het langwerpige gat in de buis afdicht en daarover een tweede dekplaat, die met 6 bouten op de dwarsbuis is bevestigd.
Tussen deze laatste dekplaat en de dwarsbuis is enige ruimte.
Wanneer de tandheugel heen en weer gaat beweegt de onderste dekplaat mee en schuift onder de vaste dekplaat door.
In verband hiermee moet de onderste dekplaat van enig vet worden voorzien.
Aan ieder van de naar buitenstekende kogelbouten is een spoorstang bevestigd, die met het andere einde is verbonden met een fuseearm, die met 2 bouten op de fusee is bevestigd. Elke spoorstang is voorzien van een stelbus met linkse en rechtse draad, waarmee het toespoor kan worden gewijzigd.
Behalve het regelmatig smeren van de fuseepennen behoeft de stuurinrichting geen onderhoud.
Het overbrengingsmechanisme in de dwarsbuis wordt alleen bij montage van vet voorzien, doch behoeft verder niet te worden gesmeerd.

Oppervlakkig gezien is de stuurinrichting erg eenvoudig, doch in werkelijkheid vrij gecompliceerd.
De oorzaak is, dat de wielen en de fusees niet zuiver in het vertikale vlak draaien, maar op meerdere punten daarvan afwijken.
In verband hiermee kan men dan ook aan de afstelling hiervan zelf niets verrichten, want daarvoor moet men niet alleen over zeer goede en nauwkeurige meetapparatuur, maar ook over de nodige ervaring beschikken.
Voor dergelijke werkzaamheden moet men zich zeer beslist tot de dealer
wenden. ‘ 

Toch zullen we, voor wat meerder inzicht in algemene zin iets meedelen over de verschillende wielstanden en over hetgeen daarmee wordt beoogd of verkregen.
De voorbeelden, en de tekeningen, die we daarbij aanhalen hebben niet direkt betrekking op de 2 CV, doch zijn van een willekeurige auto genomen, om de diverse begrippen duidelijker tot uitdrukking re brengen.
110

Toespoor

Toespoor betekent meestal dat de voorwielen, op ashoogre gemeten aan de voorkant een paar millimeter dichter bij elkaar staan dan aan de achterkant.
De wielen staan dan aan de voorkant enigszins schuin naar binnen ten opzichte van de rijrichting. De reden is dat – althans bij een auto met achterwielaandrijving de vooras geduwd wordt en de voorwielen daardoor de neiging hebben naar buiten uit te wijken.
Maar bij een 2 CV met voorwielaandrijving is dit juist andersom, want daarbij wordt er aan de voorwielen getrokken en willen de wielen naar buiten uitwijken.
Van een 2 CV staan aan de voorzijde de wielen dan ook iets verder van elkaar dan aan de achterzijde. Eigenlijk heeft dc 2 CV geen toespoor, maar uirspoor, hoewel onder uitspoor – zoals verderop zal blijken – ook nog iets anders verstaan wordt.

Het juiste uitspoor voor de 2 CV moet in onbeladen toestand, d.w.z. met reserveband gereedschap en 5 liter benzine in de tank, aan de voorzijde, gemeten tussen de velgen 1-3 mm meer bedragen dan aan de achterzijde.

112

Maar er is nog een andere reden voor het toespoor. Wanneer een wiel zuiver rechtuit over het wegdek voortrolt omstaat er tussen band en wegdek slechts wrijving in voor- en achterwaartse zin. Bij het vooruitrollen zet de band zich tegen het wegdek af en vervormt het loopvlakprofiel zich naar voren; bij het remmen daarentegen naar achteren. In zijdelingse zin is er echter geen enkele wrijving tussen band en wegdek en er is dan ook maar een zeer geringe zijdelingse kracht voor nodig om het wiel uit het rechte spoor te brengen.

Door het wiel toespoor te geven en het enigszins schuin op de rijrichting te plaatsen ontstaat hierin verbetering. Men moet hierbij het raakpunt en het raakvlak van het wiel op het wegdek beschouwen. Het raakpunt van het wiel ligt midden in het raakvlak zuiver loodrecht onder de as. Van het raakvlak – de platte kant aan de onderzijde van de band – ligt een gedeelte voor het raakpunt en een ander even groot gedeelte achter het raakpunt. Doordat het wiel ondanks de schuine plaatsing toch rechtuit blijft rijden, moet het gedeelte van het loopvlak dat zich voor het raakpunt bevindt van binnen naar buiten bijslippen. De krachten die daardoor optreden zijn gelijk doch tegengesteld gericht, zodat ze elkaar opheffen en de richting van het wiel niet kunnen beïnvloeden. Wèl ontstaat daardoor een wrijving in zijdelingse zin, die het wiel een zekere geleiding en spoorkracht geeft. Men kan dit vergelijken met de opstaande wielranden, waarmee een trein of een tram over de rails voortrolt.

Caster
Wanneer men een voorwiel demonteert en men gaat zijdelings van de wagen staan, dan kijkt men tegen de fusee, die weliswaar nog voor een groot gedeelte door de wielnaaf aan het gezicht wordt onttrokken.
Het asje, waar de fusee om draait – de fuseepen – staat niet zuiver vertikaal, doch heeft een enigszins achteroverhellende stand. Wanneer men even doordenkt zal het duidelijk worden dat de wielen zich bij het ronddraaien van het stuur niet evenwijdig bewegen aan het wegdek, doch in een vlak dat daar schuin op gericht is. Het gevolg is, dat bij het naar links of rechts draaien van de wielen de wagen enigszins wordt opgelicht.

Men kan dit vergelijken met de voorvork en het balhoofd van een fiets. Ook die zijn schuin geplaatst en wanneer men het voorwiel van een fiets dwars zet, licht het frame zich aan de voorzijde op. Het wiel zal echter altijd naar de rechtuitstand terugkeren omdat het gewicht dat op het frame drukt altijd het laagste punt zoekt. Vandaar dat men de handen van het stuur los kan laten, terwijl de fiets toch rechtuit blijft rijden. Hetzelfde effect heeft men ook bij een auto, want het is aan het caster te wijten, dat bij het uitkomen van een bocht de voorwielen haast altijd automatisch weer de rechtuit stand aannemen.
Het caster van de 2 CV, dat niet op de wagen is te meten bedraagt 15°.

Fuseepenhelling (king pin inclination)
Gaat men voor de wagen staan dan ziet men dat de fusee, van hieruit gezien eveneens in een schuine stand is gemonteerd en wel met het onderste einde naar het midden van de band, waar deze het wegdek raakt. Het doel dat men daarbij nastreeft is het verlengde van de fuseepen ten naastenbij met raakvlak van het wiel op het wegdek te laten samenvallen. Zou namelijk de fuseepen evenwijdig aan het wiel zijn gemonteerd, dan zou de afstand tussen de hartlijnen van het wiel en van de fuseepen een moment vormen, waardoor het wiel door de aandrijving, of door enig obstakel dat het wiel op het wegdek ontmoet, de fusee de neiging zou geven te gaan draaien en daardoor de besturing ongunstig zou beïnvloeden. Om deze reden laat men de hartlijnen van het wiel en van de fuseepen elkaar zoveel mogelijk naderen, echter nooit geheel omdat daaruit een te zware besturing zou voortvloeien.

Camber(wielvlucht)
Gaat men aan de voorzijde van de wagen staan, dan ziet men dat de voorwielen ook in deze stand niet zuiver vertikaal staan en dat de onderlinge afstand tussen de wielen aan de bovenzijde groter is dan aan de onderzijde. Men noemt dit (positieve) camber of met een Hollands woord ‘wielvlucht’.
Er wordt wel eens beweerd, dat er tussen het camber en het toespoor verband bestaat en in zekere zin is dit wel juist. Wanneer het caster namelijk toeneemt wordt ook het camber groter. Men kan zich dit het beste in overdreven zin voorstellen door de vooras een kwartslag achterover te laten hellen zodat de spoorstangen vlak boven het wegdek komen te liggen. Van het toespoor komt de kleinste onderlinge afstand tussen de wielen dan aan de onderzijde te liggen en inderdaad zal het camber daardoor belangrijk toenemen. Toch is de wrijving tussen band en wegdek, veroorzaakt door het camber geheel anders dan van het roespoor, zoals uit het volgende zal blijken.
Een rollend wiel, dat zuiver vertikaal staat, zal zich in rechte lijn voortbewegen. Laat men het wiel overhellen, dan zal het wiel een cirkelboog willen beschrijven (denk aan een hoepel). Deze neiging bezitten ook de door het camber schuingeplaatste voorwielen van een auto. Niet alleen het wiel maar ook de as waarom het wiel draait is schuin geplaatst en de
114


denkbeeldige verlenging van de as, raakt ergens het wegdek aan de buitenkant van de auto. Met dit snijpunt als middelpunt zal het wiel een cirkelboog willen beschrijven, doch blijft rechtuit rollen omdat het wiel door de auto wordt voortgestuwd. Bekijkt men nu vanuit het middelpunt het raakvlak van de band, dan blijkt dat het binnenste gedeelte van het loopvlak door de grotere straal een grotere weg moet afleggen dan de buitenzijde van het loopvlak. Dit betekent dat de binnenzijde van de band tot aan het midden naar achteren moet bijslippen, terwijl de buitenzijde van het loopvlak tot aan het midden naar voren bijslipt. Door het camber ontstaat dus een slip in voor- en achterwaartse zin, terwijl door het toespoor slip in dwarsrichting ontstaat.

Het camber van de 2 CV bedraagt:
bij wielen in de rechtuitstand 1° (± 45′); 
bij wielen onder een hoek 90 (± 1°30′).

Uitspoor (toe-out)
Wanneer een auto door een bocht rijdt moeten alle vier wielen afzonderIijke cirkelbogen beschrijven die evenwel concentrisch moeten zijn d.w.z. op gelijke afstanden van elkaar moeten liggen. Zou dit niet het geval zijn dan zouden de wielen gaan wringen en slippen.
Dit betekent dat deze 4 cirkelbogen een gemeenschappelijk middelpunt moeten hebben en dit middelpunt ligt ergens op de denkbeeldige verlenging van de hartlijn van de achteras.
Bij het nemen van een bocht naar links moet het linker wiel een grotere hoek ten opzichte van de lengte-as van de wagen maken dan het rechterwiel, doch in een rechter bocht is het juist andersom. De constructie van de stuuririchting is zodanig dat deze verschillende hoeken bij het naar links en rechts uitwijken automatisch tot stand komen en de reden daarvan schuilt in de plaatsing van de fuseearmen, die naar binnen gericht zijn.
115

Het zou te ver voeren ten aanzien van dit punt verder op de geometrie van de stuurinrichting in te gaan. Voor het bepalen van de lengte en de stand van de fuseearmen bestaan diverse benaderingsformules die echter geen van allen exact zijn en meestal wordt dan ook door de constructeur de lengte en de stand van deze armen langs experimentele weg bepaald, namelijk door ze op ware grootte uit te zetten.
In een bocht moeten de voorwielen een verschillende hoek maken en het zal wel duidelijk zijn dat daardoor die wielen aan de voorzijde in dat geval wijder staan dan aan de achterzijde. Van het toespoor blijft niets over: integendeel de wielen staan nu gespreid. Vandaar ook de benaming: uitspoor.

Door de verschillende hoeken zullen de verlengden van de assen, waarop de wielen draaien elkaar snijden in een punt, dat ergens op het verlengde van de achteras moet liggen, want pas dan gaan de 4 wielen om eenzelfde punt door de bocht.
Ook in dit opzicht kunnen afwijkingen ontstaan en we zullen dit met een praktisch voorbeeld verduidelijken.
Gesteld dat de wagen met de voorwielen vrij krachtig en zijdelings tegen een trottoirband botst. Het is dan heel goed mogelijk – en zelfs waarschijnlijk – dat in het toespoor een afwijking ontstaat. Deze afwijking kan men vrij gemakkelijk weer corrigeren door de lengte van de spoorstangen te wijzigen, doch het blijft een open vraag of na het bijstellen van het toespoor ook het uitspoor in orde is. Wanneer namelijk bij de botsing een der fuseearmen ontzet, kan men weliswaar het toespoor bijstellen, doch de 4 wielen zullen dan in een bocht niet meer om een gemeenschappelijk middelpunt draaien. De banden van de voorwielen gaan dan gillen en gieren omdat ze moeten bijslippen.
Omgekeerd moet men daaruit niet de gevolgtrekking maken, dat wanneer een der voorwielbanden giert, er wel iets met het uitspoor niet in orde zal zijn, want sommige loopvlakprofielen hebben een neiging tot gieren reeds van nature. Bovendien speelt de bandenspanning hierbij een belangrijke rol.

De uitslag van de voorwielen van de 2 CV moet naar beide zijden 34° bedragen.
Wanneer een voorwiel in z’n uiterste stand staat moet de speling tussen de band en de draagarm 5 mm zijn en de speling tussen de batteur en de draagarm 1 mm.
Voldoen deze afstanden niet aan de voorgeschreven maten dan kan dit worden bijgesteld met de bout, die zich op het uiteinde van de draagarm in de nabijheid van de fuseepen bevindt.