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Fahrwerkstechnik im Detail, Teil 3 - Spur und Sturz

Keine Winkelexperimente am Familienauto

Fahrwerkstechnik im Detail - Teil 3 01 Foto: sportauto 4 Bilder

Das beste Feder-/Dämpfer-Set-up ist nutzlos, wenn die Achsgeometrie eines Fahrzeugs nicht optimal darauf eingestellt ist.

07.03.2006 Wolfgang Weber Powered by

Die ersten beiden Folgen unserer Serie Fahrwerkstechnik im Detail haben sich den Themen Federn und Dämpfer gewidmet. Aber auch die teuersten und besten Fahrwerke können wenig ausrichten, wenn die Achsgeometrie nicht stimmt.

Ohne den richtigen Winkel geht nichts

Es ist hierbei entscheidend, die meist wertvollen Tuningteile auch perfekt aufeinander abzustimmen, da sich sonst nicht der gewünschte Effekt einstellt. Hierzu ist es auch notwendig, die wichtigsten Winkel eines Fahrwerks und deren Wirkung auf das Fahrverhalten und den Reifenverschleiß zu erkennen. Somit behandelt die dritte Auflage unserer Service-Rubrik die wichtigen Parameter Spur und Sturz, und welchen Einfluss die jeweiligen Einstellungen auf die Fahrdynamik nehmen.

Die Spur kennzeichnet die Stellung der Räder einer Achse zueinander in Fahrtrichtung gesehen  und hat dementsprechend eine fundamentale Auswirkung auf das Lenkverhalten des Fahrzeugs. Wobei auch noch entscheidend ist, welches der vier Räder im Moment der „Chef“ ist. Oder, besser gesagt, auf welchem Rad ein höherer Druck der dynamischen Achslastverteilung wirkt.

Vorspur verbessert Einlenkverhalten

Wenn beide Vorderräder eine leichte Vorspur, also eine positive Spur, aufweisen, wird man bei gerader Fahrt nicht viel davon merken, da die Kräfte gleichmäßig verteilt sind. Erst wenn man in eine Kurve einlenkt, entfällt auf das Außenrad mehr Gewicht als auf das entlastete Innenrad – es wird deshalb seine Vorspur besser in einen Richtungswechsel umsetzen können. Aus diesem Grund hilft eine Vorspur am Kurveneingang zu einem besseren Einlenkverhalten. Im weiteren Verlauf der Kurve gehen wir meist wieder aufs Gas und entlasten dabei die Vorderräder, wobei die Tendenz des Autos dabei wieder mehr zum Untersteuern neigt.

Um herauszufinden, wie sich Spurwerte aufs Fahrverhalten auswirken, muss man immer den momentanen Lastzustand aller vier Räder miteinbeziehen. Tipp für Quertreiber: Eine Nachspur – negative Spur – an der Hinterachse, hilft dem Driftwinkel auf die Sprünge.

Ein falscher Sturz führt zu schlechtem Grip und hohem Verschleiß

Als weiterer Winkel nimmt der Radsturz, die Neigung der Räder zur Fahrbahnsenkrechten, einen entscheidenden Einfluss auf die Fahrdynamik. Steht das Rad nach oben innen, spricht man von einem negativen Sturz. Ist es nach außen geneigt, gilt ein positiver Sturzwert.

Um eine optimal wirkende Auflagefläche des Reifens bei Kurvenfahrt zu erreichen, muss den physikalischen Kräften entgegengewirkt werden. Durch die Fliehkräfte bedingt, taucht die Federung am Kurvenaußenrad ein. Alle Fahrwerksteile, speziell die Gummilagerungen, geben unter der Belastung nach – und auch der Reifen walkt nach innen weg. Die Summe all dieser Faktoren würde einen hohen positiven Sturzwinkel des Außenrads ergeben, was weder gut für den Grip und die Kurvengeschwindigkeit, noch für den Reifenverschleiß ist. Daher stellt man den Reifen bei gerader Fahrt auf einen leicht negativen Sturzwert, um dann bei Kurvenfahrt die optimale Reifenauflagefläche zu erreichen.

Sturz während der Fahrt variieren

Es gibt aber auch Verstellmechanismen, die während der Fahrt den Sturz je nach momentaner dynamischer Anforderung variieren. Diesen Job erledigen zum einen unterschiedlich lange Querlenker – oben kürzer, unten länger. Somit steigert sich der negative Sturzwert abhängig vom Einfederweg. Überdies nimmt der Nachlaufwinkel Einfluss, weil dadurch auch Lenkbewegungen auf die Sturzveränderung einwirken. Dies geschieht durch die nach hinten geneigte Lenkachse (= Nachlauf, siehe Kasten links). Durch das konstruktive Einbeziehen dieser Parameter kommt man relativ nahe an das Optimum heran, bei Geradeaus- und bei Kurvenfahrt immer eine möglichst große wirksame Fläche des Reifengummis auf dem Asphalt zu halten.

Der Rennfahrer erfährt sich die bestmöglichen Einstellungen durch viele Testkilometer. Ein sehr hilfreiches Mittel zum Ermitteln optimaler Achswerte ist der Reifentemperaturverlauf über die gesamte Reifenbreite, der aber unmittelbar nach der Kurvenhatz gemessen werden muss. Gerade auf der Nordschleife ist das ein leidiges Problem, da die lange Gerade am Ende jeder Runde den Temperaturverlauf des Reifens wieder verwässert.

Spurverbreiterung durch hohe Sturzwerte

In der DTC, der Deutschen Tourenwagen Challenge, gab es schon fast pervers klingende Sturzwerte von bis zu -8°. Bei genauerem Hinterfragen stellte sich heraus, dass die Teams eine Spurverbreiterung anstrebten, die Reifen aber im oberen Bereich regelkonform stets von den Kotflügeln abgedeckt sein mussten. Also wurde kurzer Hand nur der untere Querlenker verlängert. Die breitere Spur brachte mehr ein, als man durch den extrem anmutenden Sturz verloren hatte. Auch ist zu bedenken, dass der maximale Grip eines Rennreifens wesentlich höhere Fliehkräfte erzeugen kann, als es ein Straßenreifen vermag. Deshalb ist die Achseinstellung auch sehr vom verwendeten Reifenmaterial abhängig.

Für Straßenfahrzeuge eignet sich das Nachahmen von Achswerten der Rennfahrzeuge also keinesfalls, da das Anforderungsprofil eines Rennwagens viel spezieller ist. Oder reicht dem Privatmann eine Laufleistung eines Reifensatzes von zirka 750 Kilometer? Das ist nämlich im Langstreckenpokal am Nürburgring die durchschnittliche Kilometerleistung eines Rennreifensatzes. Also Finger weg von Winkel-Experimenten. Der Fachmann hat fürs Alltags- auto immer die beste Einstellung in seinem Achsmesscomputer parat.

Wolfgang Weber

Wolfgang Weber ist dem Fahrwerk nicht nur aufgrund seiner Ausbildung zugetan. Der studierte Feinwerktechniker und Wirtschaftsingenieur hat die Tücken des Fahrzeug-Unterbaus auch bei seinen motorsportlichen Aktivitäten kennen gelernt. Nach Erfolgen in der Rallye-EM (Meister der Gruppe A 1992 und 1995) arbeitet er seit 1996 als Test- und Demonstrationsfahrer für die Firma RUF-Automobile. Seit Anfang 2005 ist Weber fester Bestandteil des sport auto-Instruktoren-Kaders.

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Dieser Artikel stammt aus diesem Heft
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