Bumpsteer (bump steer)

Bumpsteer ist ein Begriff aus der Fahrzeugtechnik, der das Phänomen beschreibt, bei dem die Räder eines Fahrzeugs infolge von Federbewegungen (Ein- und Ausfedern) eine ungewollte Lenkbewegung ausführen. Dies kann die Lenkpräzision und das allgemeine Fahrverhalten negativ beeinflussen, insbesondere bei der Fahrt über unebene Oberflächen oder während schneller Kurvenfahrten.

Ursachen und Mechanismus des Bumpsteer

Bumpsteer ist hauptsächlich auf die geometrische Anordnung der Lenkung und der Radaufhängung zurückzuführen. Die Hauptkomponenten, die dabei eine Rolle spielen, sind die Spurstangen, die Lenkhebel und die Aufhängungspunkte. Wenn das Rad ein- oder ausfedert, ändert sich der Winkel der Spurstangen relativ zur Horizontalen und zur Fahrzeuglängsachse. Wenn diese Winkeländerungen nicht korrekt auf die Bewegungen der Radaufhängung abgestimmt sind, führt dies dazu, dass sich die Spurweite der Räder geringfügig ändert, was wiederum eine Lenkbewegung verursacht.

Auswirkungen von Bumpsteer

Die Auswirkungen von Bumpsteer können vielfältig sein:
- Unvorhersehbares Lenkverhalten**: Das Fahrzeug kann auf Unebenheiten mit unerwarteten Lenkbewegungen reagieren, was die Kontrolle über das Fahrzeug erschwert.
- Reduzierter Fahrkomfort**: Durch die ständige, unkontrollierte Lenkkorrektur kann das Fahren ermüdender und weniger komfortabel sein.
- Erhöhter Reifenverschleiß**: Unerwünschte Lenkbewegungen führen zu ungleichmäßigem Abrieb der Reifen.
- Beeinträchtigte Fahrzeugsicherheit**: In extremen Fällen kann schlecht kontrolliertes Bumpsteer zu gefährlichen Fahrsituationen führen, insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten oder in kritischen Manövern.

Korrektur und Abstimmung von Bumpsteer

Die Korrektur von Bumpsteer erfordert eine genaue Abstimmung der Fahrwerksgeometrie. Dies umfasst typischerweise die Anpassung von:

- Spurstangenlänge und -winkel**: Die Anpassung der Länge und des Winkels der Spurstangen kann helfen, die Auswirkungen von Bumpsteer zu minimieren.
- Höhe der Aufhängungspunkte**: Durch Veränderung der Aufhängungshöhe an der Karosserie oder am Achsträger kann der Winkel der Radaufhängungskomponenten optimiert werden.
- Lenkgeometrie**: Überprüfung und Justierung der geometrischen Beziehungen zwischen Lenkgetriebe, Spurstangen und Radmittelpunkten.

Fazit

Bumpsteer ist ein komplexes Phänomen, das die Fahrstabilität, den Komfort und die Sicherheit erheblich beeinträchtigen kann. Eine sorgfältige Überprüfung und Abstimmung der Fahrwerks- und Lenkgeometrie ist entscheidend, um sicherzustellen, dass das Fahrzeug auf Ein- und Ausfederbewegungen nicht mit ungewollten Lenkbewegungen reagiert. Dies ist besonders wichtig bei Fahrzeugen, die für hohe Leistungen oder spezielle Fahranforderungen ausgelegt sind.

Nachlauf

Nachlauf ist ein wichtiges Konzept in der Fahrzeugdynamik und bezieht sich auf die Ausrichtung der Lenkachse eines Fahrzeugs. Er beschreibt den Winkel und die Position der Lenkachse in Bezug auf einen senkrechten Schnittpunkt mit dem Boden. Dieses Merkmal der Radaufhängung beeinflusst das Lenkverhalten und die Stabilität des Fahrzeugs, insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten.

Funktionsweise des Nachlaufs

Der Nachlauf entsteht durch den Winkel zwischen einer gedachten Linie, die durch die oberen und unteren Drehpunkte der Radträger (wo die Radaufhängung an das Rad anschließt) verläuft, und einer vertikalen Linie, die durch das Radmitte zieht. Wenn die obere Drehachse hinter der unteren liegt (in Fahrtrichtung gesehen), spricht man von positivem Nachlauf. Dies ist bei den meisten modernen Fahrzeugen der Fall und trägt zu einer Selbstzentrierung der Lenkung bei.

Vorteile von positivem Nachlauf

• Selbstzentrierung: Durch den Nachlauf wird das Lenkrad dazu gebracht, nach einer Kurvenfahrt wieder in die Mittelstellung zurückzukehren. Dies erleichtert dem Fahrer das Halten der Geradeausfahrt und erhöht den Fahrkomfort.
• Stabilität bei hoher Geschwindigkeit: Nachlauf trägt zur Stabilität des Fahrzeugs bei hohen Geschwindigkeiten bei, da die Räder dazu neigen, sich selbst in die Fahrtrichtung auszurichten.
• Feedback zum Fahrer: Ein angemessener Nachlaufwinkel verbessert das Lenkgefühl und das Feedback, das der Fahrer erhält. Dadurch kann der Fahrer das Fahrverhalten und die Straßenbedingungen besser einschätzen.

Nachteile von zu viel Nachlauf

• Erhöhter Lenkaufwand: Zu viel Nachlauf kann dazu führen, dass das Lenkrad schwerer zu drehen ist, insbesondere im Stand.
• Ungleichmäßiger Reifenverschleiß: Übermäßiger Nachlauf kann zu einem erhöhten Verschleiß an den Außenkanten der Vorderreifen führen.

Fazit

Nachlauf ist ein entscheidender Faktor für die Lenkcharakteristik und die allgemeine Stabilität eines Fahrzeugs. Durch die richtige Abstimmung des Nachlaufs können Hersteller und Fahrzeugtuner nicht nur das Lenkverhalten verbessern, sondern auch einen höheren Grad an Sicherheit und Komfort für den Fahrer erreichen.

Spur

Spur ist ein weiterer wichtiger Parameter in der Fahrzeuggeometrie, der die Ausrichtung der Räder zueinander beschreibt. Es geht dabei um den Winkel, unter dem die Räder relativ zur Längsachse des Fahrzeugs stehen, betrachtet in der Draufsicht. Eine korrekte Spureinstellung ist entscheidend für die Fahrstabilität, den Reifenverschleiß und das Lenkverhalten.

Typen der Spureinstellung

• Vorspur: Wenn die Vorderreifen vor der Achse enger zusammenstehen als hinter der Achse, also nach innen geneigt sind, spricht man von einer "Vorspur" oder einer positiven Spureinstellung. Eine erhöhte Vorspur an der Vorderachse verbessert die Geradeausstabilität und sorgt für ein ruhigeres Verhalten in Kurven. Allerdings erreicht das Fahrzeug auf Geraden dadurch nicht seine maximale Geschwindigkeit. Eine verstärkte Vorspur an der Hinterachse bewirkt ebenfalls eine ruhigere Fahrt. Sie bietet mehr Bodenhaftung beim Beschleunigen und bei schnellen Lastwechseln. Jedoch führt dies auch zu einer reduzierten Höchstgeschwindigkeit und macht das Fahrzeug im Kurveneingang schwerfälliger. Eine positive Vorspur führt dazu, dass das Fahrzeug in Kurven untersteuert und verglichen mit einer Nachspur einfacher zu kontrollieren ist, wenn es durch Gaswegnahme und Lenkkorrektur zu einem Ausbrechen kommt.
• Nachspur : Wenn der Abstand der Vorderreifen vor der Achse größer ist als hinter der Achse, wird dies als "Nachspur" oder eine negative Spureinstellung bezeichnet. Diese Konfiguration führt dazu, dass das Fahrzeug zu Übersteuerung neigt. In der Folge kann es zum Schleudern kommen, wodurch es schwerer zu kontrollieren ist. Ein Übermaß an Nachspur kann zudem zu einem vorzeitigen Verschleiß an den Innenkanten der Reifen führen.

Fazit

Die Spur ist ein entscheidender Aspekt der Fahrzeugausrichtung, der das Fahrverhalten, die Stabilität und den Reifenverschleiß direkt beeinflusst. Eine korrekte und gut abgestimmte Spureinstellung ist nicht nur für die Sicherheit und die Performance wichtig, sondern auch für die Wirtschaftlichkeit des Fahrzeugbetriebs. 

Stabilisator

"Viel hilft viel" - nicht beim Stabilisator, dort gilt eher "die Mischung machts".

Für den e36 V8 Umbau biete ich Halterungen für die Stabilisatorlager an, dabei werde ich immer wieder gefragt, ob man auch dickere Stabilisatoren fahren kann. Natürlich kann man das, es führt halt nur ins Untersteuern, was in der Regel bei hochmotorisierten Fahrzeugen mit Heckantrieb eher nicht gewollt ist.

Der Stabilisator ist eine torsionssteife Stange, die quer zur Fahrtrichtung unter dem Fahrzeugrahmen angebracht ist und die gegenüberliegenden Räder einer Achse miteinander verbindet. Bei einer Kurvenfahrt wird das Fahrzeug aufgrund der Zentrifugalkraft nach außen gedrängt, was normalerweise dazu führt, dass das äußere Rad stärker belastet wird. Hier kommt der Stabilisator ins Spiel: Er verdreht sich und erzeugt ein Drehmoment, das die Neigung der Karosserie ausgleicht und das innere Rad stärker belastet. Dies führt zu einer gleichmäßigeren Verteilung der Radlasten, was die Stabilität verbessert und die Neigung des Fahrzeugs verringert.

Einfluss auf das Eigenlenkverhalten

Das Eigenlenkverhalten eines Fahrzeugs beschreibt, wie es auf Lenkbewegungen reagiert, insbesondere in Bezug auf Über- oder Untersteuern. Ein gut abgestimmter Stabilisator kann das Lenkverhalten signifikant beeinflussen:

Untersteuern: Ein stärkerer Stabilisator an der Vorderachse kann das Untersteuern erhöhen, da er die Neigung der Vorderachse zu begrenzen hilft und dadurch die seitliche Haftung der Vorderreifen reduziert. Das Fahrzeug neigt dazu, geradeaus zu fahren, statt der Kurve zu folgen.

Übersteuern: Ein stärkerer Stabilisator an der Hinterachse fördert das Übersteuern. Durch die Begrenzung der Rollbewegung der Hinterachse wird die Haftung der Hinterreifen verringert, was dazu führen kann, dass das Heck in Kurven ausbricht.

Optimierung durch Abstimmung

Die richtige Abstimmung des Stabilisators ist entscheidend für das optimale Eigenlenkverhalten. Fahrzeughersteller und Rennsportteams investieren erhebliche Ressourcen in die Abstimmung der Stabilisatoren, um ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Fahrkomfort, Sicherheit und Leistung zu erreichen. Die Abstimmung kann abhängig von Fahrzeugtyp, beabsichtigtem Einsatz (Straße vs. Rennstrecke) und Fahrerpräferenz variieren. Verstellbare Stabilisatoren ermöglichen es, die Steifigkeit an unterschiedliche Bedingungen anzupassen und so das Fahrverhalten gezielt zu beeinflussen.

Fazit

Der Stabilisator ist ein kritischer Bestandteil in der Fahrwerksauslegung, der wesentlich zur Fahrstabilität und zum Eigenlenkverhalten beiträgt. Durch die richtige Konfiguration und Abstimmung kann er die Fahrdynamik verbessern und sowohl die Sicherheit als auch das Fahrvergnügen erhöhen.

Kurz und knapp:

Bei auftretendem Untersteuern: Stabilisator VA weicher oder Stabilisator HA härter

Bei auftretendem Übersteuern: Stabilisator VA härter oder Stabilisator HA weicher

Sturz

Sturz, auch bekannt als Camber, ist ein Ausrichtungsparameter der Räder eines Fahrzeugs. Er beschreibt die Neigung der Räder relativ zur Vertikalen, wenn das Fahrzeug von vorne oder hinten betrachtet wird. Sturz wird als positiv bezeichnet, wenn die Oberseite der Räder nach außen geneigt ist, und als negativ, wenn sie nach innen geneigt ist. Diese Einstellung ist entscheidend für die Fahrdynamik, da sie die Reifenhaftung, den Reifenverschleiß und das allgemeine Fahrverhalten beeinflusst.

Funktion des Sturzes

Der Sturz beeinflusst maßgeblich, wie die Reifenfläche auf der Straße aufliegt. Ein korrekt eingestellter Sturz kann die Leistung und Sicherheit des Fahrzeugs unter verschiedenen Bedingungen optimieren:

• Negativer Sturz: Dies ist die häufigste Einstellung bei Hochleistungsfahrzeugen. Bei negativem Sturz neigen sich die Räder an der Oberseite nach innen. Diese Einstellung erhöht die Kontaktfläche der Reifen während der Kurvenfahrt, was zu besserem Grip und schnelleren Kurvengeschwindigkeiten führt. Allerdings kann zu viel negativer Sturz zu einem schnelleren Verschleiß der inneren Reifenseite führen.
• Positiver Sturz: Positiver Sturz ist weniger verbreitet. Er kann die Stabilität bei Geradeausfahrt verbessern, reduziert jedoch die Kurvengrip.

Vorteile des negativen Sturzes

• Verbesserte Kurvenleistung: Durch die Vergrößerung der Reifenkontaktfläche in Kurven verbessert sich der Grip, was zu höheren Kurvengeschwindigkeiten und verbessertem Fahrverhalten führt.
• Bessere Handlingeigenschaften: Negativer Sturz kann die Neigung des Fahrzeugs zum Untersteuern reduzieren, was besonders bei leistungsstarken Autos oder auf Rennstrecken vorteilhaft ist.

Nachteile des negativen Sturzes

• Erhöhter Reifenverschleiß: Wenn die Reifen nicht gleichmäßig auf der Straße aufliegen, führt dies zu schnellerem Verschleiß auf der Innenseite der Reifen.
• Reduzierter Komfort: Zu viel Sturz kann zu einem härteren Fahrgefühl führen, da die Stöße und Vibrationen von der Straße direkter übertragen werden.

Abstimmung des Sturzes

Die Einstellung des Sturzes hängt von mehreren Faktoren ab, darunter Fahrzeugtyp, beabsichtigte Nutzung und Fahrstil. Für alltägliche Fahrzeuge wird in der Regel ein milder negativer Sturz eingestellt, um eine ausgewogene Mischung aus Handling und Reifenverschleiß zu gewährleisten. Bei Rennfahrzeugen oder speziell modifizierten Autos kann der Sturz stärker negativ sein, um die Leistung zu maximieren, obwohl dies auf Kosten der Reifenlebensdauer und des Komforts gehen kann.

Fazit

Sturz ist ein kritischer Aspekt der Fahrzeugausrichtung, der erhebliche Auswirkungen auf die Leistung, den Reifenverschleiß und das allgemeine Fahrverhalten hat. Eine sorgfältige Abstimmung und regelmäßige Überprüfung dieser Einstellung sind entscheidend, um das Optimum aus Sicherheit, Leistung und Effizienz herauszuholen.