Welche Komponenten gehören zum Fahrwerk?
Radaufhängungen
Feder
Dämpfer
Räder
Reifen
Was macht die Radaufhängung?
Sie verbindet die Räder mit dem Aufbau über Radträger, Lenker, Gummibuchsen, Federn und Dämpfer
Was für eine Aufgabe hat die Radaufhängung?
Die Übertragung von Radlasten, Antriebs- und Bremskräften sowie Seitenführungskräften.
Was sind die Kriterien zur Auslegung der Radaufhängung?
Das Fahrverhalten und der Fahrkomfort (—> Zielkonflikt)
Beim Ein- bzw. Ausfedern treten in der Regel räuliche Radbewegungen auf, welche sind das?
Achskinematik: Rein geomatrische Betrachtungen der Radbewegung abhängig vom Federweg
Elastokinematik: Radbewegungen unter Wirkung von Seitenführungs- und Umfangskräften, die eine elastische Verformung der führenden Lenker und/oder Radlenkerlager hervorrufen
Was wird bei der Auslegung von Federn und Dämpfern berücksichtigt?
Fahrkomfort: Aufbaueigenfrequenz, Beschleunigungsamplitude des Aufbaus
Fahrverhalten: Achseigenfrequenz, dynamische Radlast, Wankmomentenverteilung Vorder-/Hinterachse
Was sind die die Beispiele des überragenden Einflusses auf das Fahrverhalten und den -komfort von Rädern und Reifen?
Kraftschlusspotential, Abhängig von Fahrbahn (Asphalt, Pflaster, trocken, nass, Eis, Schnee…) und Reifen (Gummimischung, Querschnittsverhältnis, Profilhöhe und -art, Reifendruck,…)
Anstieg Seitenführungskraft, abhängig von Schräglaufwinkel
Was sind die Grundgrößen der Achskinematik?
Radstand
Spurweite
Hub (Radeinfederung)
Vorspur
Sturz
Nachlauf
Lenkrollhalbmesser
Was sind die Abgeleiteten Größen der Achskinematik?
Momentanzentren (Verbindung vorne/hinten —> Rollachse)
Nickzentren (Verbindung rechts/links —> Nickachse)
Wieso soll die Änderung der Spurweite klein sein?
Geradeauslauf bei Unebenheiten
Rollwiderstand und Reifenverschleiß
Kennlinien sollen unsymetrisch sein, d.h. ∆s_F,R bei Einfedern kleiner. Sinnvoll, da Dämpferkräfte bei Einfedern ebenfalls kleiner
Was ist bei der Vorspur zu beachten?
Ist Vorspur s_TI>0, dann sind beide Vorspurwinkel kleindelta_TI>0.
s_TI <0 ist negative Vorspur, wird auch als Nachspur bezeichnet
Was gilt allgemein bei der Vorspur, beim Geradeausfahren?
Vorspur soll klein sein, da sie stets Seitenführungskräfte bewirkt (auch bei Geradeausfahrt), also Radwiderstand und Reifenverschleiß
Was macht der Vorspurwinkel bei Kurvenfahrt?
Lenkeffekte zur Änderung des Eigenlenkens.
Beim Kurvenwankeen federt äußerer Rad ein. Wenn dabei ∆kelinesDaelta_T > 0 an
Vorderachse —> Übersteuern (Lenkwillig)
Hinterachse —> Untersteuern (Lenkunwillig)
Bei gegenläufigen Änderungen der kleinDelta_T bei Kurvenwanken innen - außen dominiert Rad außen, da höhere Radlast!
Was ist beim Sturz zu beachten?
Kurvenäußeres Rad dominiert, da höhere Radlasten!
Daraus folgt für Wanken in der Kurve:
Geht das kurvenäußere Rad in negativen Sturz (bei diesem Rad Vorzeichen für epsilon_V nach beiden Definitionen gleich), so wächst die Seitenkraft der ganzen Achse!
Was versteht man unter konstruktivem Nachlauf?
Das ist die Strecke n_K, um die der Radaufstandspunkt hinter dem Durchstoßpunkt des Lenkzapfens durch die Fahrbahn nachläuft.
Welche Aufgabe hat der Nachlauf bei Geradeausfahrt?
Umfangskraft F_xT bei Heckantriebfahrzeug ist vorne stets nach hinten gerichtet. Sie greift bei Nachlauf hinter dem Lenkzapfen an, somit ist Geradeauslauf der Vorderräderstabil.
Bei Frontantrieblern kleinerer Nachlauf, da Antriebskraft F_xTD nach vorne weist und meist größer ist als Rollwiderstand sowie häufiger als Bremskraft.
Welche Aufgabe hat der Nachlauf bei Kurvenfahrt?
M_k = F_yT * n_k ergibt rückdrehendes Lenkmoment
Bei negativem Nachlauf entsteht Lenkmoment, das Radeinschlag erhöht (also kein Rückstellmoment!)
Was sind die Nachteile des Nachlaufs?
Entstehen durch Bodenunebenheuten Seitenkräfte, so entstehen Momente an Lenkung
Bei festgehaltener Lenkung im Seitenwind entstehende Seitenkräfte erzeugen ein Moment, dass Räder gegen Lenkelastizität so einschlägt, dass Kursabweichung vergrößert wird.
Worum handelt es sich beim Reifennachlauf?
Ist der Abstand n_T von Seitenführungskraft zur Senkrechten durch Radmitte.
Wie wird der Lenkrollhalbmesser erzeugt?
r_S wird bestimmt von Sturzwinkel epsilon_v und Spreizwinkel sigma_s
Was verursacht der Spreizwinkel sigma_s (=Lenkzapfensturz)?
Er bringt zusätzlich Gewichtsrückstellung (Radaufstandspunkt wandert bei Lenkeinschlag vom Aufbau aus gesehen nach unten)
Worum handelt es sich beim Lenkrollhalbmesser?
r_s ist Abstand des Durchstoßes der
Lenkachse (Spreizachse) und der
Radhauptebende
durch die Fahrbahn
Was erzeugt eine Schiefziehende Lenkung bei r_s > 0?
Sie erzeugt Spurstangenkraft F_TR. Ungleiche Bremskräfte der Vorderräder ziehen an Lenkung derart, dass Spurabweichung vergrößert wird. Daher r_s möglichst klein!
Wie sieht es mit dem Ausgleich schiefziehender Bremsen bei r_s < 0 aus?
Bei richtiger Auslegung gilt:
d.h. jedes Rad gleicht Moment der Bremskraft durch Lenkeffekt selbst aus —> schiefziehende Bremsen ohne Einfluss auf Kurs —> selbststabilisierend
Daher Lenkrollhalbmesser r_s möglichst negativ. Ausführung bis r_s =-20 mm üblich
Wie sieht die Auslegung heutiger Fahrzeuge mit Frontantrieb aus?
Lenkrollhalbmesser r_s negativ, damit schiefziehende Bremsen ausgeglichen werden
Störkrafthebelarm q_w ~0, damit Antriebskrafteinflüsse (bei Frontantrieb) auf Radstellung und Lenkung geringer sind.
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