P1, 6_Fahrdynamik
Automobildiagnostiker, P1, 6_Fahrdynamik
Automobildiagnostiker, P1, 6_Fahrdynamik
Was versteht man unter Fahrdynamik?
- die Wirkung von Kräften und Bewegungen am Fahrzeug
- Sie bestimmt, wie sich ein Fahrzeug beim Beschleunigen, Bremsen, Lenken, Ausweichen oder bei Fahrbahnunebenheiten verhält
- Dazu gehören Bewegungen wie Wanken, Nicken, Gieren, Schieben, Rutschen und Schleudern
- Beeinflusst wird die Fahrdynamik durch:
- Schwerpunktlage, Radaufhängung, Radstellung, Antriebskonzept, Federung, Dämpfung, Reifen und elektronische Regelsysteme wie ABS, ASR und ESP.
Welche drei Hauptachsen besitzt ein Fahrzeug und welche Bewegungen gehören dazu?
Die Längsachse:
verläuft in Fahrtrichtung.
Um sie entsteht das Wanken oder Rollen, zum Beispiel bei Kurvenfahrt.
Die Querachse
verläuft seitlich durch das Fahrzeug.
Um sie entsteht das Nicken, zum Beispiel beim Bremsen oder starken Beschleunigen.
Die Hochachse
steht senkrecht nach oben.
Um sie entsteht das Gieren, zum Beispiel beim Ausbrechen des Hecks oder beim Schleudern.
Was ist der Unterschied zwischen translatorischen und rotatorischen Bewegungen?
Translatorische Bewegungen
sind geradlinige Bewegungen des Fahrzeugs
zum Beispiel Längsbewegung, Querbewegung oder Heben und Senken.
Rotatorische Bewegungen
sind Drehbewegungen um eine Achse.
Dazu gehören Wanken um die Längsachse, Nicken um die Querachse und Gieren um die Hochachse.
Für die Diagnose ist wichtig:
Beim Bremsnicken liegt eine Rotation um die Querachse vor, beim Kurvenwanken eine Rotation um die Längsachse und beim Schleudern eine Rotation um die Hochachse.
Was ist das Wankzentrum?
Das Wankzentrum ist der Punkt einer Achse, um den sich der Fahrzeugaufbau unter Einfluss einer Seitenkraft neigt.
Es hängt von der Bauart der Radaufhängung ab.
Bei einer Starrachse bleibt die Lage des Wankzentrums relativ konstant.
Bei Einzelradaufhängungen wie Doppelquerlenker oder Federbein muss das Wankzentrum geometrisch über Lenkerachsen, Radaufstandspunkt und Fahrzeuglängsmittelebene bestimmt werden.
Was versteht man unter der Wankachse?
- Die Wankachse ist die Verbindungslinie zwischen dem Wankzentrum der Vorderachse und dem Wankzentrum der Hinterachse.
- Der Fahrzeugaufbau wankt nicht um einen einzelnen Punkt, sondern um diese gedachte Achse.
- Je kleiner der Abstand zwischen Schwerpunkt und Wankachse ist, desto geringer ist die Wankneigung bei Kurvenfahrt.
Warum verändert eine Tieferlegung das Fahrverhalten?
- Durch eine Tieferlegung sinkt der Schwerpunkt.
- Dadurch wird der Abstand zwischen Schwerpunkt und Wankachse kleiner.
- Bei gleicher Seitenkraft entsteht dadurch ein kleineres Wankmoment, das Fahrzeug neigt sich also weniger.
- Das kann sportlicher wirken und die Seitenneigung reduzieren.
- Gleichzeitig kann sich aber die Achsgeometrie verändern.
- Auch Stabilisatoren, Dämpfer und Federkennlinien müssen zur neuen Fahrzeughöhe passen.
Was ist Übersteuern?
- Beim Übersteuern ist der Schräglaufwinkel an der Hinterachse grösser als an der Vorderachse:
- αh > αv
- Das Heck verliert stärker Seitenführung und drängt nach aussen. Das Fahrzeug dreht stärker in die Kurve ein, der Kurvenradius wird kleiner. Der Fahrer muss meist gegenlenken und Gas- oder Bremsmoment dosieren.
- Typisch kann Übersteuern bei Heckantrieb, hoher Motorleistung, Lastwechsel, nasser Fahrbahn oder weit hinten liegendem Schwerpunkt auftreten.
Was ist Untersteuern?
Beim Untersteuern ist der Schräglaufwinkel an der Vorderachse grösser als an der Hinterachse:
αv > αh
Das Fahrzeug folgt dem Lenkeinschlag nicht ausreichend und schiebt über die Vorderräder nach aussen. Der Kurvenradius wird grösser.
Korrektur: Geschwindigkeit reduzieren, Lenkwinkel nicht weiter übertreiben und dem Vorderreifen wieder Haftung geben. Viele Serienfahrzeuge werden leicht untersteuernd abgestimmt, weil dieses Verhalten einfacher kontrollierbar ist.
Was versteht man unter neutralem Fahrverhalten?
Beim neutralen Fahrverhalten sind die Schräglaufwinkel vorne und hinten nahezu gleich:
αv = αh
Das Fahrzeug folgt präzise dem gewünschten Kurvenradius.
Es schiebt weder deutlich über die Vorderachse noch bricht es über die Hinterachse aus.
Fahrzeuge mit ausgewogener Achslastverteilung, Allradantrieb oder Mittelmotor können eher zu neutralem Fahrverhalten neigen.
Was ist der Schräglaufwinkel und warum ist er wichtig?
Der Schräglaufwinkel ist der Winkel zwischen der Radebene und der tatsächlichen Bewegungsrichtung des Rades.
Er entsteht, weil der Reifen unter Seitenkraft elastisch verformt wird.
Ohne Schräglaufwinkel könnte der Reifen kaum Seitenführungskraft aufbauen. Das Eigenlenkverhalten eines Fahrzeugs wird wesentlich durch die Schräglaufwinkel an Vorder- und Hinterachse bestimmt.
Was ist der Schwimmwinkel?
- Der Schwimmwinkel ist der Winkel zwischen der Fahrzeuglängsachse und der tatsächlichen Bewegungsrichtung des Fahrzeugs.
- Er entsteht zum Beispiel durch Seitenwind, Fliehkraft in der Kurve oder Lastwechsel.
- Bei hohen Geschwindigkeiten ist der Schwimmwinkel ein wichtiger Hinweis auf die Beherrschbarkeit eines Fahrzeugs.
- Je grösser und schneller wechselnd der Schwimmwinkel, desto schwieriger ist das Fahrzeug zu kontrollieren.
Erkläre den Kamm’schen Reibungskreis.
Der Kamm’sche Reibungskreis zeigt, dass ein Reifen nur eine begrenzte Gesamtkraft übertragen kann. Diese Gesamtkraft setzt sich aus Brems- oder Antriebskraft und Seitenführungskraft zusammen.
Wenn ein Reifen bereits stark bremst oder beschleunigt, bleibt weniger Reserve für Seitenführung. Wird die Haftgrenze überschritten, rutscht der Reifen.
Beispiel: In einer Kurve wird stark gebremst. Die Bremskraft nimmt zu, gleichzeitig wird Seitenführung benötigt. Überschreitet die resultierende Kraft den Reibungskreis, verliert der Reifen Haftung. ABS, ASR oder ESP versuchen dann, die Kräfte wieder in den haftenden Bereich zu bringen.
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Flashcards
Was versteht man unter Fahrdynamik?
- die Wirkung von Kräften und Bewegungen am Fahrzeug
- Sie bestimmt, wie sich ein Fahrzeug beim Beschleunigen, Bremsen, Lenken, Ausweichen oder bei Fahrbahnunebenheiten verhält
- Dazu gehören Bewegungen wie Wanken, Nicken, Gieren, Schieben, Rutschen und Schleudern
- Beeinflusst wird die Fahrdynamik durch:
- Schwerpunktlage, Radaufhängung, Radstellung, Antriebskonzept, Federung, Dämpfung, Reifen und elektronische Regelsysteme wie ABS, ASR und ESP.
Welche drei Hauptachsen besitzt ein Fahrzeug und welche Bewegungen gehören dazu?
Die Längsachse:
verläuft in Fahrtrichtung.
Um sie entsteht das Wanken oder Rollen, zum Beispiel bei Kurvenfahrt.
Die Querachse
verläuft seitlich durch das Fahrzeug.
Um sie entsteht das Nicken, zum Beispiel beim Bremsen oder starken Beschleunigen.
Die Hochachse
steht senkrecht nach oben.
Um sie entsteht das Gieren, zum Beispiel beim Ausbrechen des Hecks oder beim Schleudern.
Was ist der Unterschied zwischen translatorischen und rotatorischen Bewegungen?
Translatorische Bewegungen
sind geradlinige Bewegungen des Fahrzeugs
zum Beispiel Längsbewegung, Querbewegung oder Heben und Senken.
Rotatorische Bewegungen
sind Drehbewegungen um eine Achse.
Dazu gehören Wanken um die Längsachse, Nicken um die Querachse und Gieren um die Hochachse.
Für die Diagnose ist wichtig:
Beim Bremsnicken liegt eine Rotation um die Querachse vor, beim Kurvenwanken eine Rotation um die Längsachse und beim Schleudern eine Rotation um die Hochachse.
Was ist das Wankzentrum?
Das Wankzentrum ist der Punkt einer Achse, um den sich der Fahrzeugaufbau unter Einfluss einer Seitenkraft neigt.
Es hängt von der Bauart der Radaufhängung ab.
Bei einer Starrachse bleibt die Lage des Wankzentrums relativ konstant.
Bei Einzelradaufhängungen wie Doppelquerlenker oder Federbein muss das Wankzentrum geometrisch über Lenkerachsen, Radaufstandspunkt und Fahrzeuglängsmittelebene bestimmt werden.
Was versteht man unter der Wankachse?
- Die Wankachse ist die Verbindungslinie zwischen dem Wankzentrum der Vorderachse und dem Wankzentrum der Hinterachse.
- Der Fahrzeugaufbau wankt nicht um einen einzelnen Punkt, sondern um diese gedachte Achse.
- Je kleiner der Abstand zwischen Schwerpunkt und Wankachse ist, desto geringer ist die Wankneigung bei Kurvenfahrt.
Warum verändert eine Tieferlegung das Fahrverhalten?
- Durch eine Tieferlegung sinkt der Schwerpunkt.
- Dadurch wird der Abstand zwischen Schwerpunkt und Wankachse kleiner.
- Bei gleicher Seitenkraft entsteht dadurch ein kleineres Wankmoment, das Fahrzeug neigt sich also weniger.
- Das kann sportlicher wirken und die Seitenneigung reduzieren.
- Gleichzeitig kann sich aber die Achsgeometrie verändern.
- Auch Stabilisatoren, Dämpfer und Federkennlinien müssen zur neuen Fahrzeughöhe passen.
Was ist Übersteuern?
- Beim Übersteuern ist der Schräglaufwinkel an der Hinterachse grösser als an der Vorderachse:
- αh > αv
- Das Heck verliert stärker Seitenführung und drängt nach aussen. Das Fahrzeug dreht stärker in die Kurve ein, der Kurvenradius wird kleiner. Der Fahrer muss meist gegenlenken und Gas- oder Bremsmoment dosieren.
- Typisch kann Übersteuern bei Heckantrieb, hoher Motorleistung, Lastwechsel, nasser Fahrbahn oder weit hinten liegendem Schwerpunkt auftreten.
Was ist Untersteuern?
Beim Untersteuern ist der Schräglaufwinkel an der Vorderachse grösser als an der Hinterachse:
αv > αh
Das Fahrzeug folgt dem Lenkeinschlag nicht ausreichend und schiebt über die Vorderräder nach aussen. Der Kurvenradius wird grösser.
Korrektur: Geschwindigkeit reduzieren, Lenkwinkel nicht weiter übertreiben und dem Vorderreifen wieder Haftung geben. Viele Serienfahrzeuge werden leicht untersteuernd abgestimmt, weil dieses Verhalten einfacher kontrollierbar ist.
Was versteht man unter neutralem Fahrverhalten?
Beim neutralen Fahrverhalten sind die Schräglaufwinkel vorne und hinten nahezu gleich:
αv = αh
Das Fahrzeug folgt präzise dem gewünschten Kurvenradius.
Es schiebt weder deutlich über die Vorderachse noch bricht es über die Hinterachse aus.
Fahrzeuge mit ausgewogener Achslastverteilung, Allradantrieb oder Mittelmotor können eher zu neutralem Fahrverhalten neigen.
Was ist der Schräglaufwinkel und warum ist er wichtig?
Der Schräglaufwinkel ist der Winkel zwischen der Radebene und der tatsächlichen Bewegungsrichtung des Rades.
Er entsteht, weil der Reifen unter Seitenkraft elastisch verformt wird.
Ohne Schräglaufwinkel könnte der Reifen kaum Seitenführungskraft aufbauen. Das Eigenlenkverhalten eines Fahrzeugs wird wesentlich durch die Schräglaufwinkel an Vorder- und Hinterachse bestimmt.
Was ist der Schwimmwinkel?
- Der Schwimmwinkel ist der Winkel zwischen der Fahrzeuglängsachse und der tatsächlichen Bewegungsrichtung des Fahrzeugs.
- Er entsteht zum Beispiel durch Seitenwind, Fliehkraft in der Kurve oder Lastwechsel.
- Bei hohen Geschwindigkeiten ist der Schwimmwinkel ein wichtiger Hinweis auf die Beherrschbarkeit eines Fahrzeugs.
- Je grösser und schneller wechselnd der Schwimmwinkel, desto schwieriger ist das Fahrzeug zu kontrollieren.
Erkläre den Kamm’schen Reibungskreis.
Der Kamm’sche Reibungskreis zeigt, dass ein Reifen nur eine begrenzte Gesamtkraft übertragen kann. Diese Gesamtkraft setzt sich aus Brems- oder Antriebskraft und Seitenführungskraft zusammen.
Wenn ein Reifen bereits stark bremst oder beschleunigt, bleibt weniger Reserve für Seitenführung. Wird die Haftgrenze überschritten, rutscht der Reifen.
Beispiel: In einer Kurve wird stark gebremst. Die Bremskraft nimmt zu, gleichzeitig wird Seitenführung benötigt. Überschreitet die resultierende Kraft den Reibungskreis, verliert der Reifen Haftung. ABS, ASR oder ESP versuchen dann, die Kräfte wieder in den haftenden Bereich zu bringen.
