Kleiner Fahrdynamik Guide

von Kowalski | am 25 Aug 2016

Text von Andre Neumann.

1. Allgemein

Erstmal ein paar Sätze zum Handling an sich. Wenn man gewisse Zusammenhänge im Hinterkopf hat lassen sich diverse Dinge besser verstehen.

Was ist denn die Hauptaufgabe des Fahrwerks? Immer alle vier Räder auf dem Boden zu haben und möglichst viel Antriebs- bzw. Bremsenergie auf die Straße zu bringen. Das Ganze kollidiert mit den weiteren Anforderungen an Sicherheit (z.B. Bremsweg, Verhalten in Kurven) und Komfort (nicht bockhart etc.).

Welche grundlegenden Fahrzustände gibt’s? Beim Bremsen wird die Front belastet und das Heck entlastet (das Auto “nickt”). Beim Beschleunigen passiert das Gegenteil. Der schnelle Wechsel zwischen beiden Zuständen ist der berühmte Lastwechsel. Beispiel: Man bremst mit einem Hecktriebler in die Kurve hinein und gibt gleich danach kräftig Gas. -> Das Heck kommt rum. Drängt in einer Kurve das Heck nach außen spricht man vom übersteuern. Versucht das Auto eher über die Vorderachse zum Kurvenäußeren zu schieben spricht man von Untersteuern. Anders ausgedrückt: Das Auto lenkt mehr dahin wohin man gerade lenkt = übersteuern. Das Auto lenkt weniger dahin wohin man grad lenkt = Untersteuern. Außerdem kippt das Auto in Kurven nach außen. Die kurvenäußeren Räder werden mehr belastet als die kurveninneren Räder (“wanken”). Diese Fahrzustände muss das Fahrwerk möglichst optimal und für den Fahrer gut beherrschbar/voraussehbar umsetzen.

2. Technik

Grob gesagt besteht das Fahrwerk aus folgenden Komponenten:

- Federn

- Dämpfer

- Stabilisatoren (und Domstreben)

- Aufhängung (am Rahmen)

- der Rahmen bzw. das Chassis (nehmen nämlich auch fahrdynamische Energien auf)

- Lenkung

- Reifen

Bei uns geht’s nur um die ersten fünf Punkte

3. Komponenten

Federn

Sollen prinzipiell die Stoßenergie aufnehmen. Das können sie gut, nur mit dem Energie wieder abgeben hapert es. Eine schnelle Kurve in einer Pferdekutsche führte eigentlich fast immer zu ihrem Umsturz. Also gibt’s heutzutage auch noch Stoßdämpfer. Diese bilden mit den Federn quasi eine Einheit. Ändere ich ein Teil müsste ich eigentlich auch das andere Teil ändern. Lege ich ein Fahrzeug nur mit kürzeren Federn tiefer wird es automatisch auch härter, da die Federn ja eine höherer Federkraft benötigen. Sie müssen ja die gleichen Kräfte nun auf kürzerem Wege abfangen. Im Extremfall (bei Fahrwerken mit TÜV eher unwahrscheinlich) können die Dämpfer ihre Arbeit nicht mehr richtig verrichten, weil sie nicht mehr den vollen Dämpferweg nutzen können für den sie ursprünglich geplant waren.

Dämpfer

Sollen die Federn bei ihrer Aufgabe unterstützen und deren fehlende Eigenschaften ergänzen. Stichwort Abgabe von Energie, also ausfedern. Das können die Dinger nämlich besser als Federn. ;) Die Arbeit der Dämpfer wird in Zug- und Druckstufe unterteilt. Zugstufe: Der Dämpfer wird ausseinandergezogen, federt also aus. Druckstufe: Das Gegenteil der Zugstufe. Dämpfer wird zusammengedrückt, federt also ein. Bei beiden Stufen wird zusätzlich noch zwischen langsamer und schneller Stufe unterschieden. Die schnelle Stufe wird bei Stößen aktiv. Jede Änderung hier kann krasse, teils ungewollte Folgen in Punkto Sicherheit und Komfort zur Folge haben. Deshalb sind Änderungen hier meist nur bei Renndämpfern möglich. Bei Dämpfern mit Straßenzulassung ist in den meisten Fällen nur die langsame Zug- oder Druckstufe änderbar. Diese beeinflusst langsame Zustandsänderungen wie das Ein/Ausfedern beim Bremsen, Beschleunigen oder Lenken. Die Druckstufe hat dabei mehr Einfluss auf den Fahrkomfort als die Zugstufe. Die Zugstufe kann bei zweifach verstellbaren Fahrwerken also getrost härter gestellt werden als die Druckstufe.

Was genau passiert jetzt wenn ich die Zugstufe andere also härter mache? Beim Bremsen kommt das Heck nicht mehr so stark hoch, beim beschleunigen die Front. In der Kurve kommt die Kurveninnenseite nicht mehr so hoch. Das Fahrzeug liegt also mehr wie das berühmte Brett und wirkt agiler. Die einfedernden Dämpfer werden weiterhin so weit zusammengedrückt wie vorher. Ändert man nun auch noch die Druckstufe wird das Fahrzeug noch agiler (wirkt aber gleichzeitig auch härter). Theoretisch hätte man mit sehr harten Dämpfern ein superagiles Fahrzeug, sollte aber möglichst keine Rückenprobleme haben. Zusätzlich werden die Kräfte in der Kurve nun anders im Fahrwerk verteilt, oder besser sie suchen sich einen anderen Weg. Dies kann wieder Auswirkungen auf das Handling haben. Die nun stärker wirkenden Kräfte kann man sich gut vorstellen, wenn das Fahrzeug einfach seitwärts geschoben werden konnte. Die Räder knicken etwas ab (die kurvenäußeren Räder etwas mehr als die Inneren). An der Unterseite in Richtung Kurveninneres, an der Oberseite nach außen.

Stabilisator

Damit das möglichst nicht so stark geschieht, nutzt man Stabilisatoren. Diese befinden sich unter dem Fahrzeug und stemmen quasi von innen gegen die Räder. Gleichzeitig versuchen sie die Fahrwerksgeometrie gerade zu halten, die Feder/Dämpfereinheit sowie die Räder also möglichst senkrecht zur Straße. Upgrade-Stabilisatoren haben einen größeren Durchmesser und können höherer Kräfte aufnehmen bzw. abgeben. Verstellbare Stabilisatoren können zusätzlich noch weiter in ihrer Härte verstellt werden. Mache ich nur den Frontstabil härter wirkt dies einem übersteuern entgegen und verstärkt oder erzeugt evtl. eine Untersteuerneigung. Stellt man nur den Heckstabi härter nimmt das Untersteuern ab und das Übersteuern zu. Der Wagen geht also besser ums Eck! ;)

Domstrebe

Wie der Stabi, sitzt aber auf den Federbeinen und nicht drunter. Hat so gut wie keine Auswirkung auf das Radabknicken, ist aber von Funktion und Zweck das Gleiche wie der Stabi. Eine Domstrebe verhindert bei Kurvenbelastung auftretendes Verwinden der Karosserie zwischen den Federbeinen. Das kurvenäußere Federbein kippt quasi nach außen ab. Unter bestimmten Umständen neigen sich die Domlager auch mal zueinander nach innen. Die Domstrebe verhindert dies und sorgt so für noch etwas mehr Agilität.

Aufhängung

Dazu zählen sämtliche Federbeine, Stützen, Umlenkhebel oder was sich die Ingenieure sonst noch einfallen lassen sowie deren Befestigung am Chassis, die sogenannten Buchsen. Diese Buchsen sind meist mehr oder weniger flexibel und sind deswegen aus Gummi oder anderem Kunststoff. Bei US Cars (wie z.b. dem 6th Gen Mustang) sind soweit bekannt ALLE Buchsen aus Gummi. Das sorgt für möglichst hohen Komfort und macht das Auto auch für blutige Anfänger kontrollierbar. Andererseits büßt das Fahrzeug dadurch einiges an Agilität ein. Damit sich dies zugunsten besseren Handlings ändert bieten Hersteller wie Pedders, BMR etc. härtere, weniger flexible Buchsen aus Polyurethan an (im Englischen meist “PU bushes” oder “poly bushes”). Manchmal bieten Hersteller auch stärkere aber leichtere Aufhängungsteile wie Trailing Arms (Umlenkhebel?) an. Diese halten stärkere Belastungen z.b. beim Einlenken oder schneller Kurvenfahrt aus. Sie verwinden sich als weniger stark und geben z.b. Lenkimpulse direkter weiter. Durch ihr geringeres Gewicht wird die Reaktion auf Lenkimpulse oder Änderungen des Fahrzeugzustandes schneller also noch direkter an den Fahrer weitervermittelt.

Chassis

Eine typische US Car-Macke ist – immerhin nicht mehr so stark wie früher – das sich das Chassis in Kurven oder beim Gasgeben verdreht. Gut zu sehen ist das bei “The Fast and The Furious” als gegen Ende Vin Diesel den alten Challenger seines Vaters vorgeführt. Ein Gasstoß und die Karre verdreht sich. ähnlich aber eben weniger stark ist es auch bei modernen Pony Cars wie dem 6th Gen Mustang oder den 6th Gen Camaro. Dies nimmt Agilität aber bringt auch kaum mehr an Komfort oder Sicherheit. Irgendwann konnte im Extremfall halt mal die Tür klemmen oder so. ;)   Dies liegt ganz einfach daran, das US Cars eben in erster Linie für den heimischen US Markt entwickelt wurden. Bei maximal 75MPH auf der Interstate und meist ca. 45MPH auf Landstraßen wird das Chassis einfach viel weniger belastet und muss dem entsprechend weniger stabil gebaut werden. Um dies zu reduzieren bieten Aftermarkethersteller wie Hotchkis, BMR oder Steeda Unterbodenverstärkungen (Chassis Brace oder ähnlich genannt) an.


Themen: Allgemein, Tuning

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