SOA, ovvero le balestre sopra i ponti!

(by McGiver)

Premessa

Non voglio per nulla entrare nella questione se ha senso o meno fare il SOA piuttosto che altre tecniche per alzare da terra la Jeep e garantire una buona articolazione.

Il presente articolo ha solo la finalita’ di raccontare la mia esperienza su come ho realizzato il SOA sul mio Wrangler YJ del 95, giungendo alla fine dell’opera con un mezzo tosto e pronto per le avventure che ho in mente di fare con la mia Jeep.

Assetto iniziale da cui sono partito:

- Ammortizzatori e balestre OME 2.5” hard con un foglio aggiuntivo sia nelle balestre ant. che post.

- Pitman allungato

- Disconnects JKS

- Barra panhard anteriore telescopica JKS

- Barra panhard posteriore assente

Obiettivo:

- porre le balestre sopra i ponti per alzare la Jeep, togliere tutti gli ingombri sotto i ponti e aumentare l’articolazione

- garantire la reversibilita’ dell’operazione di SOA con un lavoro non troppo significativo

Le componenti toccate, materiali/pezzi utilizzati e consigli pratici

Albero di trasmissione posteriore

Sicuramente uno dei problemi piu’ spinosi. Alzando il mezzo l’inclinazione dell’albero diventa tale da rendere assai fragile tutta la dinamica (crociere in primis) e da comportare evidenti vibrazioni in esercizio.

Soluzione: albero telescopico con doppia crociera (CV)

con il kit di riduzione della lunghezza dell’albero posteriore del riduttore

In realta’ l’attivita’ e’ stata piu’ complessa del previsto poiche’ non e’ stato affatto banale:

misurare la lunghezza min e max dell’albero CV prima di aver applicato lo SYE
sostituire l’attacco dell’albero al pignone (ovvero il tricorno con le due con staffette ad omega assai deboli
decidere se applicare lo SYE direttamente con il riduttore sul mezzo oppure toglierlo e lavorare sul banco
l’angolo di inclinazione dell’albero rispetto alla linea ideale tra centro pignone e centro flangia del riduttore
capire come contrastare il wrap delle balestre in accelerazione

I miei consigli a posteriore in ordine:

1. e’ preferibile applicare lo SYE prima, spostare le balestre sopra i ponti e poi misurare la massima estensione e la massima compressione dell’albero facendo andare a fine corsa le balestre (ovvero ruote sollevate da terra) e a fine corsa gli ammortizzatori; cosi’ si e’ certi della misura ma ovviamente si deve aspettare a montare l’albero finche’ Tex non te lo manda della misura giusta (sperando che lo abbia in casa!)

2. sostituire le clip ad omega con un tricorno a flangia; attenzione che questo diminuisce di circa 2-3 cm la lunghezza necessaria dell’albero di trasmissione

3. applicare lo SYE sul riduttore posto comodo sul banco di lavoro; misurare bene dove tagliare l’albero del riduttore al fine di guadagnare il massimo spazio per l’albero, ma non esagerare perche’ altrimenti la nuova flangia non ha sufficiente presa sul mille righe dell’albero; lavorate con cura altrimenti e’ facile rovinare il paraoglio del SYE (parlo per esperienza)

4. l’angolo di inclinazione dell’albero deve essere tale che l’albero sia piu’ basso di 1-2 gradi rispetto alla linea ideale tra centro pignone e centro flangia del riduttore; in altre parole la linea ideale che uscirebbe dal pignone, parallelo ad esso e centrato al suo centro deve cadere sulla parte inferiore della flangia SYE del riduttore.Vedi

http://www.4x4wire.com/tech/pinionangle/

5. è necessario pensare ad un dispositivo di antiwrap, soprattutto se si montano le balestre OME. L’innalzamento della bocca del differenziale quando si accelera è tale da mettere in crisi subito gli angoli massimi delle crociere, rendendo molto probabile la rottura di quest’ultime o addirittura dell’albero di trasmissione quando si affrontano ostacoli in salita e si usa i cavalli del 4000. Attingendo da http://www.jeepaholics.com/tech/bambar/ (ringrazio Al per il supporto) ho realizzato un braccio antiwrap che fino ad ora ha dato eccellenti risultati; nella mia prossima realizzazione aggiungero anche un piccolo biscotto che permetterà piu’ facilmente al ponte dietro di avanzare in caso di un ostacolo (in retromarcia o su un buco a velocità elevata) senza essere frenato dalla barra antiwrap

Sterzo

Lo sterzo è azionato tramite due barre, la prima è posta tra una ruota e l’altra (tirante laterale), la seconda è posta tra la leva di comando fissata sulla scatola dello sterzo e la barra in precedenza descritta (tirante di rinvio)

Il problema consiste nel fatto che dopo il soa, il tirante laterale si abbassa notevolmente portandosi di circa dieci dodici centimetri sotto le balestre. Per semplicità ipotizziamo di ricongiungere il tirante laterale con quello di rinvio; quest’ultimo, dopo il SOA, s’inclinerebbe parecchio.

La conseguenza spiacevole sarebbe che nel momento in cui le balestre si flettono e subordinatamente il ponte si muove,il tirante di rinvio agirebbe sulla leva di comando e nel momento in cui per esempio s’incappa in una buca, si sarebbe costretti a sterzare repentinamente per seguire la traiettoria desiderata. Per risolvere questo problema è indispensabile che il tirante di rinvio sia nella posizione più orizzontale possibile. Le soluzioni sono molteplici, quella da noi adottata, è di riportare il tirante di rinvio sopra le balestre attraverso una piccola barra posta verticalmente sulla giunzione dei due tiranti. In questo modo si porta il tirante di rinvio nella posizione originale, vale a dire sopra la balestra.

Dalla teoria alla pratica:

Tubi freno

Come tutti sanno i tubi freno della jeep hanno attacchi americani quasi impossibili da trovare in Italia. Io ho fatto una scelta drastica: ho sostituito tutti i tubi rigidi dei freni con tubi flessibili tipo avio e ho messo ove possibile un attacco ad occhio (anche sul ripartitore di frenata) e non i raccordi originali. Attenzione che le misure dei tubi devono essere prese con cura e poi aggiungete 15-20 cm che non fa mai male. Soprattutto misurate la lunghezza dei tubi dopo aver fatto il SOA, cosi’ e’ piu’ facile prendere le misure corrette (sempre nella massima estensione dei ponti, ovvero ruote appese).

Sui tubi freni anteriori ahime’ progettati assai male perche’ penzolanti vicino agli ammortizzatori, vale la pena prestare un po’ di attenzione posizionando i tubi dietro l’ammo, ossia verso l’abitacolo e non verso il paraurti anteriore.

Freno di stazionamento

I due cavi del freno di stazionamento dopo il SOA sono troppo corti e quindi quello lato passeggero deve essere rilasciato da una sua staffa per essere lasciato un po’ piu’ penzolante ma lungo a sufficienza, mentre quello lato guida deve essere riposizionato facendo un buco nuovo nella staffa di ancoraggio delle guaine.

Ponte posteriore

Innanzitutto devono essere tolti i supporti inferiori degli ammo, io ho tolto anche il supporto della panhard sul ponte. La sella che fa da supporto sul ponte per le balestre nel mio caso e’ stata fatta nuova. Bella robusta (un pezzo di ferro fatto ad U di spessore generoso con un foro al centro per la spina delle balestre) e piu’ lunga di 3-4 cm rispetto all’originale per evitare il wrapping delle balestre.

Scavata a semicerchio per essere piu’ robustamente saldabile al ponte.

Ho lasciato le selle originali perche’ hanno un ingombro minimo e poi la trasformazione SOA potra’ essere reversibile.

I punti di attenzione lavorando sul ponte dietro sono:

gli ancoraggi degli ammortizzatori; il loro posizionamento e’ critico perche’ in massima estensione il ponte non deve essere appeso agli ammo, ma alle balestre; in massima compressione, bisogna che l’articolazione del ponte sia buona, ma e’ il tampone fine corsa che blocca la corsa e non il fine corsa degli ammo. In modo un po’ artigianale, mantenendo gli ammo OME, ho realizzato i due supporti come nella foto

l’angolo di ancoraggio delle selle delle balestre al ponte; come detto prima affinche’ l’angolo del differenziale e quindi dell’albero di trasmissione rispetti la geometria ottimale (1-2 gradi inferiore) bisogna saldare le selle il piu’ precise possibili in termini di angolo. Il modo per farlo e’ quello di appoggiare le selle, fissare i cavallotti (ma non troppo), mettere il mezzo a terra e vedere di aggiustare l’angolo di fissaggio misurando l’angolo del albero di trasmissione. Trovato la posizione, fissare con due punti di saldatura le selle, togliere i cavallotti, saldare tutto a regola d’arte. Nel caso in cui questo angolo non dovesse poi alla fine soddisfare la situazione ottimale, sara’ necessario mettere degli spessori triangolari tra balestre e le selle per rimediare.

Differenziale posteriore

A causa dell’angolo ottimale dell’albero di trasmissione, si ottiene necessariamente un tiltaggio (angolo tra la bocca del differenziale e la parallela al terreno) del differenziale posteriore molto elevato; questo puo’ causare gravi danni nella lubrificazione. Infatti alzandosi la bocca del differenziale, il livello del tappo per l’olio si abbassa e di conseguenza a macchina a terra riesco a mettere meno olio nel differenziale di quanto e’ prescritto dalla casa e in tragitti autostradali e’ certo di bruciare il cuscinetto superiore del pinione. La soluzione che ho trovato e’ quella , a fine lavoro, di alzare la Jeep posteriormente fino a che il differenziale risulti parallelo a terra, riempire l’olio fino a livello, chiudere il tappo e il problema suddetto dovrebbe essere risolto. Fatto questo, data la difficoltà dell’operazione, ho poi deciso di alzare semplicemente il tappo di rabbocco dell’olio del coperchio del differenziale, chiudendo il vecchio.

Panhard anteriore

Affinche’ la barra panhrad funzioni al meglio (come d’altra parte la tiranteria dello sterzo) e’ necessario che sia il piu’ orizzontale possibile. Per far questo ho realizzato un supporto a forma di L da ancorare saldamente all’attacco della panhard sul ponte. Cosi’ facendo ho innalzato il punto di attacco della barra sul lato passeggero, lasciandolo inalterato quello sul lato pilota. Risultato: barra panhard orizzontale. Attenzione a misurare con attenzione l’altezza del supporto ad L affinche’ in massima compressione del ponte tale supporto non vada ad interferire con parti del motore.

Grazie alla barra panhard telescopica JKS ho potuto regolare la lunghezza per rendere piu’ precisa la modifica

Disconnects

Invertendo destra-sinistra le piastre forate ferma balestre (quelle in cui entrano i cavallotti per capirci) si ottiene che l’attacco per il disconnect presente sulla piastra funziona ancora perfettamente. Inoltre con i disconnects JKS e’ possibile regolarne la lunghezza per compensare la maggior distanza tra ponte e barra stabilizzatrice.

Ponte Anteriore

Innanzitutto devono essere tolti i supporti inferiori degli ammo. La sella che fa da supporto sul ponte per le balestre nel mio caso e’ stata fatta nuova. Bella robusta (un pezzo di ferro fatto ad U di spessore generoso con un foro al centro per la spina delle balestre) e piu’ lunga di 3-4 cm rispetto all’originale per evitare il wrapping delle balestre. Scavata a semicerchio per essere piu’ robustamente saldabile al ponte.

Con la mola a disco e’ necessario asportare un po’ di materiale vicino alla boccia del differenziale affinche’ si possa mettere il cavallotto.

Ho lasciato le selle originali perche’ hanno un ingombro minimo e poi la trasformazione SOA potra’ essere reversibile.

I punti di attenzione lavorando sul ponte anteriore sono:

1. gli ancoraggi degli ammortizzatori; il loro posizionamento e’ critico perche’ in massima estensione il ponte non deve essere appeso agli ammo, ma alle balestre; in massima compressione, bisogna che l’articolazione del ponte sia buona, ma e’ il tampone fine corsa che blocca la corsa e non il fine corsa degli ammo. In modo un po’ artigianale, mantenendo gli ammo OME, ho realizzato i due supporti come nella foto.

2. l’angolo di ancoraggio delle selle delle balestre al ponte; il ponte anteriore ha il problema dell’angolo di caster’ ovvero l’angolo di inclinazione della ruota che deve essere negativo (ovvero la parte superiore della ruota deve essere inclinato verso il dietro del mezzo di un angolo pari a 3-8 gradi). Non e’ affatto facile misurare l’angolo e saldare le selle affinche’ questo sia rispettato. Io ho fatto l’assunzione che le selle originali avessero la’ngolo corretto e cosi’ ho saldato le selle nuove esattamente parallele a quelle originali, ma ovviamente sopra il ponte. Alla fine ho ottenuto un angolo piu’ vicino agli 11 gradi che agli 8, ma non mi sembra che si avverta nessun disturbo nel ritorno dello sterzo. bisogna saldare le selle il piu’ precise possibili in termini di angolo. Per sicurezza prima di saldare in modo definitivo le selle , vale la pena di fare un punto di saldatura, fissare i cavallotti (ma non troppo), mettere il mezzo a terra e vedere di aggiustare l’angolo di fissaggio misurando l’angolo di caster. Saldare poi tutto a regola d’arte.

Tamponi di fine corsa

Se le operazioni di modifica dei supporti inferiori degli ammo e’ stata fatta correttamente, ci si ritrova con un’escursione massima (mantenendo i tamponi di fine corsa originali) di almeno 25-30cm. Affinché il mezzo abbia la giusta articolazione senza esagerare, ho fatto dei fine corsa lunghi 12 cm dietro e 10 davanti che lascino circa 15 cm d’escursione massima.

In un secondo momento sono incappato in un inconveniente: la rottura dell’albero posteriore. In seguito ad un’accurata analisi sono arrivato alla conclusione che la crociera rivolta verso il riduttore non snodava sufficientemente quando il ponte era in massima estensione. La soluzione adottata, è stata mettere dei fine corsa in estensione, cioè: due cordini d’acciaio Ø8 attaccati ad un’estremità, ai longheroni del telaio, e dall’altra sul differenziale, il più vicino possibile al pinione.

Barra antiwrap

Un altro grosso problema risolto in un secondo tempo, è stato quello del wrap del ponte posteriore. Anche questa volta siamo incappati nella rottura dell’albero, precisamente la crociera rivolta verso il pinione. Inizialmente c’è stato difficile capire le vere ragioni della rottura, poiché se, staticamente, cioè a motore spento, portavamo le balestre ai limiti d’escursione sia in estensione, che in compressione, l’albero snodava senza impedimenti. Abbiamo trovato la soluzione solo grazie ad un breve filmato dell’albero al lavoro. Le balestre molto morbide non sono capaci di contrastare completamente la rotazione del ponte sul proprio asse, questa è dovuta alla coppia che viene scaricata sulle ruote dal motore oppure dai freni. Ipotizzando di essere in piena accelerazione magari a velocità ridotta e con le balestre in compressione massima lo snodo della crociera non è sufficiente, poiché, sotto sforzo, il ponte è tiltato verso l’alto di circa dieci-quindici gradi, di conseguenza l’albero si rompe.

La soluzione in questo caso è stata costruire una robusta barra antiwrap, che impedisse la rotazione del ponte sul proprio asse. Questa è ancorata su tre punti con altrettanti silentblock, posti: due sul ponte a lato del differenziale, coassiali e messi paralleli ai longheroni del telaio; e uno sul supporto del riduttore con relativo rinforzo, con asse parallelo a quello del ponte.

Alcune foto prima …

… ed altre dopo lo SOA

Tempo impiegato: circa 3 gg a tempo pieno (se lo dovessi rifare avrei bisogno di al piu’ due giorni)

Tutti i lavori sono stati svolti presso l’officina specializzata in automezzi speciali OZ Cles (Trento) tel. 0463 421303.

Ringraziamenti

Leonardo – genio della meccanica

Andrea – abile e distintivo esecutore