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Gummi im Fahrwerk

Themenstarteram 13. Juli 2015 um 22:35

Guten Abend zusammen,

ich glaube ich hatte das noch nicht gefragt, aber letztens kam mir wieder ein Buch über Rennfahrwerke unter, in dem steht, dass Rennautos kein Gummi im Fahrwerk haben. Bei Straßenwagen ist ja zwischen Bolzen und Öhsen der Lenker Schmiermittel (eingefangen durch eine Gummimanschette) und eine Schicht Gummi oder Polyurethan. Ich dachte mal, es handel sich um ein Biegegelenk. Schmiermittel verdrückt sich ja auf die Dauer, und muss durch weite Bewegung der Federung wieder verteilt werden. Polyurethan konnte da ein wenig Federn. Also wenn man ruhig über eine glatte Straße fährt. Beim ersten Schlagloch bricht dann die Haftreibung los und dabei vielleicht etwas Polyurethan heraus (Verschleiß).

Oder geht es hier nur um schnöde Geäuschdämmung ohne jegliche Synergie?

Ich träume halt immer noch von der verschleißfreien Federung. Mir gefallen die Biegegelenke in der F1 und die diese gespiegelten Blattfedern bei Kutschen. Bei so einem vollwertigen Fahrwerk mit Stabi und Lenkung gibt es so schrecklich viele Gelenke. Die Verbundhinterachse ist da ein richtiger Lichtblick. Missfallen euch auch die Blattedern mit 2 Gelenken je Feder und die 5 Lenker Hinterachsen?

Und dann habe ich mal ein Patent gelesen, wo jemand ein kugelgelagertes Kugelgelenk vorschlägt. Aber das gibt es ja wohl in wirklichkeit nicht, oder? Beim 2 Rad sind die Lenkachsen Kugelgelagert. Gerne würde ich beim 4 Rad auch so eine leichtängige Lenkung haben. Hat das irgendein Auto?

MfG

Arne

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21 Antworten

Da geht vieles ein. Komfort ist ein Punkt, die Gummilager dämpfen Stoßbelastungen. Das erhöht auf der anderen Seite auch wieder die Haltbarkeit von Fahrwerk und anderen Bauteilen da die Kraftspitzen abgebaut werden.

Dann geht es noch um das Eigenlenkverhalten, d.h. definierte Elastitzität hat enorme Einflüsse auf das Fahrverhalten. Da gibt es so Dinge wie "spurkorrigierende Hinterachslager" oder das "automatische" Gegenlenken bei links/rechts unterschiedlichem Grip und Bremsung. Der negative Lenkrollhalbmesser erzeugt bei definierten Elastitzitäten genau dafür.

Das ist auch der Grund warum man Gummilager nicht einseitig tauschen sollte oder einzelne Gummilager gegen PU-Buchsen mit Vollmaterial ersetzen sollte. Wenn dann alle, dann wird das Eigenlenkverhalten abgeschwächt. Einzelne Buchsen verändern kann u.U. ein heikles Eigenlenkverhalten erzeugen.

Fahr doch mal ein Rennauto, dann hörst du, was das für ein Krach ist :)

Beim Drifttraining in extra dafür umgebauten C-Klasse Sportcoupes haste das deutlich gemerkt. Da waren unter anderem mit den Rennfahrwerken viele Gummiteilet durch Metall ersetzt worden, was das ganze ultradirekt und gemacht hat und ein 1:1 Gefühl für den Fahrzeugzustand vermittelt hat aber das ding hat geklappert als hättest du dir halt was ausgeschlagen oder als würde werkzeug um Werkzeugkasten klappern.

Also Wenn du sowas akzeptieren kannst, kannst dein Fahrzeug schon teilweise entsprechend umrüsten.

Die Mehrlenkerachsen und so Zielen eben aufs Fahren, vor allem auch in Kurven ab, wenn sich das Fahrzeug neigt, dass das Rad in einer gewünschten Konfiguration bleibt um Unter oder Übersteuertendenzen zu eliminieren und so.

Wie die zwei vor mir schon angemerkt haben: Die Gummilager im Fahrwerk haben durchaus mehr Aufgaben, als die Schlichte Entkopplung von Vibrationen und Geräuschreduzierung.

Die Elastokinematik dieser Gummilager wird bewusst bei der Fahrwerksauslegung mit berücksichtigt und bestimmt das Verhalten des Fahrzeuges deutlich mit. Die Gummilager sind somit keineswegs nur reine Komfortelemente.

Die komplexen Achskonstruktionen sind zwar aufwendig und mögen dir schrecklich vorkommen. Es ist aber so, dass die Entwickler gerne die Bewegung des Rades über den kompletten Federweg fest definieren möchten (Stichworte Ein-/Ausfedern bei Kurvenfahrt). Die größte Freiheit gibt es dann eben mit einer 5-Lenker Achse, bei der man die Bewegung des Rades - sprich Spur und Sturz und die restlichen Fahrwerksparameter - sauber definieren kann. Nur mal als gedanklichen Vergleich die Verbundlenkerachse: da gibt es praktisch keine Möglichkeit, Spur oder Sturz über den Federweg variabel zu gestalten. Die komplexen Achsen haben also durchaus ihre Berechtigung.

Ja das war die richtige Ergänzung.

Wobei ich kein Problem hätte, wenn sich Sturz und Vor oder Nachlauf so verändern, dass es zu übersteuernder Tendenz führt ;)

Themenstarteram 18. Juli 2015 um 9:48

Einseitig tauschen möchte ich gar nichts. Mitlenkende Achsen werden ja immer wieder gerne angepriesen, aber so richtig begeistert ist dann niemand. Also meine Verbundlenkerhinterachse neigt wegen des Gummis zum Übersteuern, habe ich jedenfalls gelesen. Ich merke davon nichts. Andererseits lenke ich auch bis zu einem gewissen Punkt ein, und bin dann darauf gefasst, gegen zu lenken. Für normales Fahren ist das völlig okay.

Die Grenze zwischen Federbewegung und Geräuschen ist ja wohl, dass die Geräusche mit der Frequenz so hoch liegen, dass innerhalb der beweglichen Teils Resonanzen ansprechen. Ein Gummilager kann kleine Auslenkungen abfangen, bevor das Schmiermittel arbeiten muss. Und ein Gummilager federt Auslenkungen quer zur Fahrtrichtung ab. Diese Auslenkungen will man bei niedrigen Frequenzen eigentlich nicht federn. Bei hohen Frequenzen entstehen die quer-Auslenkungen dadurch, dass eigentlich vertikale Auslenkungen durch Reflexion innerhalb des bewegten Teils umgelenkt werden und zu Querauslenkeungen werden, die rein gar nichts über den Fahrzustand aussagen und einfach nur laut sind.

Ich versuche immer noch in Blender mit der eingebauten Physics Engine ein Fahrwerk zu simulieren. Dort ist ein Ziel, dass eine Kraft Quer auf das Rad dazu führt, dass das Rad nachgibt (Gummilager, Gummi im Rad), aber nicht die Spur ändert. Eigentlich will ich sogar, dass der Sturz sich in die richtige Richtung ändert. Längs gerichte Kraft darf ruhig das Rad verschieben, und um die Radnabe drehen, aber sonst gar nichts. Alle Sparansätze (Pendelachse, Verbundachse, Starrachse mir 4-link) versagen dabei. Mehrlenker (z.B.) DoppelQuer, schaffen diesen Test.

Vielleicht ist es ja möglich, dass das Lenkrad ohne Gummi mit dem Rad verbunden ist.

Ich würde so ein Modell dann über eine Testlandaschaft fahren lassen und dann Elektrik einbauen, die die Räder in der Kurve nach außen schiebt (aber ohne Sturz Änderung), und die am Lenkrad als schärferer Tiefpass fungiert. Dann würde die Elektrik nur noch das machen, was passiv überhaupt nicht realisierbar ist. Dann noch Stromverbrauch anzeigen.

Ich will auch irgendwie auf die Reifen zoomen und zeigen, was der Sturz (so 4°) bei einem elestischen GummiReifen bringt. Ich glaube nur, das kann man nicht visualisieren.

Gerne würde ich auch Stabies diagonal verbauen und elektronisch einen schärferen Hochpass für die Federung einbauen (Luftfederung) und zeigen, dass das noch stabil fährt ...

Befasse dich mal mit Reifeneingenschaften, dann dürfte dir relativ schnell klar werden dass deine Ziele wenig erstrebenswert sind.

An der Hinterachse sollte ein Reifen bei Geradeausfahrt z.B. möglichst Sturzfrei also senkrecht stehen, dann gibt's den geringsten Rollwiderstand und Verschleiß. Damit die Aufstandsfläche aber trotz Verformung bei Kurvenfahrt voll auf der Straße bleibt muss die Radaufhängung idealerweise dann mehr Sturz erzeugen damit sich der Reifen quasi in die Kurve neigt. Aber da zeigt sich schon das Grundproblem einer Radaufhängung, das kann nicht für alle Reifengrößen und Modelle gleich gut funtkionieren.

Ähnlich bei der Spur, ein Reifen kann nur Querkräfte aufnehmen wenn er einen Schräglaufwinkel hat, so soll bei Kurvenfahrt der Reifen durch die Achsaufhängung auch eine leichte Spuränderung erfahren. Würde der Reifen genau gerade bleiben muss sich immer die ganze Karosserie um den Schräglaufwinkel drehen bis die Hinterachse entsprechende Querkräfte erzeugt. Daher ist ja eine Allradlenkung auch mit nur wenigen Grad Lenkwinkel so interessant.

Eine Verbundachse kann entgegen der Vorurteile relativ viel davon realisieren, sie ist ja kein starres Rohr sondern so konzipiert dass sie sich bei Kurvenfahrt definiert verformt. Dazu kommt dass heute fast überall sog. spurkorrigierende Lager in den Verbundlenkerachsen verbaut sind.

Mitlenkende Achsen sind schon gut, guck dir doch an wie einfach heutige Autos selbst bei Ausweichmanövern zu beherrschen sind. Ohne entsprechendes Eigenlenkverhalten kaum möglich. Gerade Lastwechselsituationen sind mit das schwierigste im Fahrwerksbereich, und was macht man instinktiv wenn man einem Hindernis ausweichen muss?

Ein Auto auf übersteuernde Tendenz auszulegen würde ich lassen, das hört man immer von Leuten die keine Ahnung haben was das bedeutet. So ein Auto ist in bestimmten Situationen unkontrollierbar. Ideal ist neutral bis leicht untersteuernd dass dann per Gaspedal (Hecktriebler) oder Lastwechsel in einen kontrollierbaren Drift zu bekommen ist.

Themenstarteram 18. Juli 2015 um 14:08

Ich versuche mir gerade die Situation am Vorderrad vorzustellen. Angenommen ich habe ein großes Gelenk unten am Radträger, dann ist das Gelenk für die Spur dahinter (und ein bisschen höher), und das Gelenk für den Sturz ist darüber (und ein bisschen dahinter). Wenn jetzt Querkräfte am Latsch wirken, wird der Radträger etwas ins Kurveninnere verschoben, aufgrund des Hebels drückt der obere Teil des Radträgers aber nach außen. Was dann am Sturzgelenk wiederum zum Untersteuern führt. Man setzt daher das Gelenk für die Spur tief genug, so dass dort der Radträger noch ins KurvenInnere verschoben wird. Wenn die Spur weit genug hinten angebracht ist, kann sie das Untersteuern ausgleichen.

Damit ist klar, die Spurstange muss so liegen wie beim BobbyCar. HintenUnten.

Themenstarteram 18. Juli 2015 um 14:11

Oder vorne oben wie in der F1 (minus*minus = plus).

Ganz so einfach trennen kann man das nicht, da muss man schon die gesamte Kinematik einbeziehen.

Wenn du durch die Kurve fährst braucht der Reifen einen Schräglaufwinkel und durch die Kräfte wandert der Latsch zur Kurveninnenseite des Rades und der Reifen verformt sich. Durch die Fliehkräfte hast du außer bei einem Fahrwerk mit aktiven Stabis oder ABC (ActiveBodyControl) auch noch die Seitenneigung der Karosserie die deine Geometrie am Reifen verändert. Dazu kommen ggf. auch noch die Antriebskräfte beim Fronttriebler.

Da an der Vorderachse aber noch irgendwer am Lenkrad dreht ist die Sache mit der Spur da gar nicht so interessant, viel wichtiger ist das hinten.

Untersteuern gleichst du nicht damit aus dass die Radaufhängung "automatisch" weiter einlenkt. Da muss mehr Grip vorne oder weniger Grip hinten her. Stärkerer Stabi hinten, ggf. (je nach Reifen) mehr Sturz vorne, weniger Gewicht vorne, mehr Luftdruck vorne, ...

Zitat:

@Moers75 schrieb am 18. Juli 2015 um 10:53:22 Uhr:

Befasse dich mal mit Reifeneingenschaften, dann dürfte dir relativ schnell klar werden dass deine Ziele wenig erstrebenswert sind.

Ein Auto auf übersteuernde Tendenz auszulegen würde ich lassen, das hört man immer von Leuten die keine Ahnung haben was das bedeutet. So ein Auto ist in bestimmten Situationen unkontrollierbar. Ideal ist neutral bis leicht untersteuernd dass dann per Gaspedal (Hecktriebler) oder Lastwechsel in einen kontrollierbaren Drift zu bekommen ist.

Keine Ahnung würd ich nicht sagen. Ich weiß schon sehr genau was das bedeutet. Ideal wäre natürlich ein neutrales Fahrzeug, aber das baut ja im Moment keiner außer Toyota GT86 vielleicht. Ich drücks mal so aus, ich bevorzuge ein mit eindrehendes Heck und kein Auto das künstlich untersteuert, wie es ja gerade Mode ist bzw. übertrieben ist.

Dass man sogar Fronttriebler durchaus agil abstimmen kann, beweis ja Ford ein ums andere mal, vor allem mit den ST-Modellen.

Eine agile Abstimmung oder ein eindrehendes Heck heißt aber nicht dass ein Auto eine übersteuernde Auslegung hat. Übersteuernde Auslegung heißt du fährst langsam immer schneller im Kreis und irgendwann geht als erstes das Heck weg ohne Bremsen, Beschleunigen oder Lastwechsel. Damit hätte man die klassische Heckschleuder, aber einer gewissen Geschwindigkeit unkontrollierbar. Sieht man wenn es schief geht ja selbst in der F1 schön dass selbst die Profifahrer ein ausbrechendes Heck dass nicht übers Leistungsübersteuern kommt meist nicht mehr abfangen können.

Ideal ist ein bei normaler Kurvenfahrt leicht Untersteuerndes Auto dass über Lastwechsel oder Beschleunigen kontrolliert übersteuert.

Übertriebenes Untersteuern nervt - IMHO. :(

Kann zwar nicht allzu viel beitragen, aber als ich mal ein Video von den Bewegungen meiner Verbundlenkerachse gemacht habe, war ich schon erstaunt, wie groß diese sind.

https://www.youtube.com/watch?v=5DLtdaMW1VU

Zitat:

@xY2kx schrieb am 19. Juli 2015 um 18:14:07 Uhr:

Kann zwar nicht allzu viel beitragen, aber als ich mal ein Video von den Bewegungen meiner Verbundlenkerachse gemacht habe, war ich schon erstaunt, wie groß diese sind.

https://www.youtube.com/watch?v=5DLtdaMW1VU

Hab mir das Video jetzt ein paar Mal hintereinander angesehen und war Anfangs auch recht erstaunt.

Auf der anderen Seite muss man ja berücksichtigen, dass die Kamera an der Karosserie befestigt ist. Somit sieht man auch die Wankbewegung des Aufbaus. Die Achse selber bewegt sich gar nicht so stark, aber der Aufbau dreht sich sozusagen um die Achse. Ein Großteil der Bewegung, die da zu sehen ist, ist nur das Ein- und Ausfedern. Ich hoffe, man versteht, was ich meine.

Trotzdem sehr interessantes Bildmaterial.

Man müsste mal die Kamera direkt in der Mitte vom Verbundlenker befestigen und von innen nach außen hin zum Rad filmen. da könnte man dann tatsächlich die Bewegung der Achse an sich sehen.

Edit:

Gibts eh schon:

https://www.youtube.com/watch?v=5YxV8FzEWAA

Der komische Chinese hat zwar an seiner Verbundlenkerachse noch einen Stabi verbaut (warum auch immer), aber da sieht man, dass das Video oben ziemlich täuscht. Eine sichtbare Verformung der Achse quer zur Fahrtrichtung, so wie das obere Video den Anschein erweckt, kann man nicht erkennen.

Ich weiss, was du meinst, aber deck mal links das gesamte Bild und schau nur auf die Stirnseite der Felge, da sieht man, wie sehr sich der Winkel des Rads zur Längsachse des Autos ändert.

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