Auslegung des Fahrwerkes Vortragender: Günther Dullinger

Transkript

1 Auslegung des Fahrwerkes Vortragender: Günther Dullinger Dullinger Fahrwerkstechnik Schwerpunkte: Stoßdämpferreparatur Setupänderungen Betreuung bei Test- und Renneninsätzen Partner: Sachs Race Engineering KW Competition Koni Motorsport Reiger Racing

2 Tätigkeitsbereiche der Firma Dullinger Fahrwerkstechnik: WTCC Engstler, Münnich,.. GT, Langstrecke Münnich, Fach, Rallye ÖM, Historische EM,.. Procar, Porsche Cup, Mini Challenge, AvD,... Berg-, und Rundstreckenrennen in Ö und D

3 Inhalt des Vortrages: Auslegung von Fahrwerkskomponenten für individuelle Rennfahrzeuge Einstellmöglichkeiten von Rennsportstoßdämpfern im Semiprofessionellen Bereich

4 Hintergrund Fahrwerke sind falsch ausgelegt Fahrwerke sind zu lang oder zu kurz Ein und Ausfederwege passen nicht Federn und Dämpfer sind zu hart oder zu weich

5 Gründe für falsche Auslegung: Ein Standard Fahrwerk wurde bestellt Das Fahrzeug hat sich grundlegend geändert Der Einsatzzweck hat sich geändert

6 Lösungsansätze: Erfassen der Anforderung, bzw. Vermessen des Fahrzeuges zur Fahrwerksauslegung Anpassen des Bestehenden Fahrwerkes an die benötigt Anforderung Individuelle Neuauslegung und Erneuerung des Fahrwerkes

7 Worauf muß man bei der Neuauslegung eines Fahrwerkes achten? Die Dämpferlängen und Wege Die Federraten und Dämpfkräfte Die Bauliche Unterbringung Package Anpassung der Achskinematik

8 Längen und Wege Wie viel Federweg braucht mein Fahrzeug? Rallyefahrzeuge so viel wie Baulich möglich 250mm Tourenwagen Rundstrecke und Bergrennen mm Sportwagen und Formelwagen mm

9 Wie muß sich der Federweg in Ein und Ausfederweg aufteilen? Vorderachse: ca. 60% Einfederweg, 40% Ausfederweg Hinterachse: ca. 40% Einfederweg, 60% Ausfederweg Warum? Da das Fahrzeug das Hindernis zuerst mit dem vorderen Rad trifft, muß hier der Einfederweg gößer sein. Da beim Bremsen das Heck stark entlastet wird, muß an der HA der Ausfederweg Größer sein

10 Ausnahme: Bei sehr unebener Fahrbahn ev. Mit Sprungkuppen (z.b.: Nürburgring), muß der Ausfederweg größer sein. Bei Fahrzeugen mit sensibler Arodynamik, z.b.: Formelauto, muß der Ausfederweg sehr gering sein um die Aerodynamik nicht negativ zu beeinflussen. Solche Fahrzeuge dürfen keine Unterluft bekommen, und fahren durch die Aeroload tiefer als sie stehen. Teilweise wird hier ohne Ausfederweg gefahren.

11 Wie wird die richtige Dämpferlänge ermittelt: Gewünschte Fahrhöhe am Fahrzeug einstellen Fahrzeug anheben Federn ausbauen Rad in die gewünschte Höhe heben z.b.: Getriebeheber Ausgehend von 2 Punkten am Radträger, bzw. Stoßdämpfer und Chassis, die Dämpferlänge im Fahrzustand ermitteln Gewünschte Ein- und Ausfederwege anrechnen. So ergibt sich die Optimale Dämpfer- und Kolbenstangenlänge.

12 Wovon hängt die richtige Federrate und Dämpfkraft ab. Vom Einsatzzweck des Fahrzeuges Vom Fahrzeuggewicht Von der Übersetzung vom Rad zur Feder/Dämpfer Von der Reifenwahl (Straßenreifen, Slick )

13 Wie wird die richtige Federrate ermittelt: Festlegen der eingedämpften Eigenfrequenz des Fahrzeuges Ermitteln des Übersetzungsverhältnisses vom Rad zu Feder/Dämpfer Messen der gefederten Masse Berechnen der benötigten Federrate

14 Wie wird die Eigenfrequenz ermittelt: Diese muß festgelegt werden Sie liegt bei Straßenautos bei ca. 1-1,5 Hz Bei Rennwagen Hz Bei Fahrzeugen mit viel Aerodynamik auch darüber Formel 1 bis zu 10 Hz Sie sollte an der Hinterachse höher sein als an der Vorderachse Zur Kontrolle oder Alternativ kann auch die Federrate am Rad berechnet werden Vorsicht, die Übersetzung geht im Quadrat in die Rechnung ein!!!!!

15 Wie lang muß meine Feder sein: Eine Feder muß so lang sein, daß ihre Blockkraft, die maximale Einfederkraft übersteigt. (ca. Radlast mal 3) Die Länge der Feder hast prinzipiell keine Auswirkung auf die Fahreigenschaften Wann brauche ich eine Helperfeder: Eine Feder sollte auch im ganz ausgefederten Zustand nicht lose sein Wenn der Ausfederweg größer ist, als das Fahrzeuggewicht die Feder vorspannt, brauche ich eine Helperfeder

16 Wie wird das Übersetzungsverhältnis von Rad zu Feder/Dämpfer ermittelt: (Achtung : Ganz wichtig, weil im Quadrat wirksam!) Feder ausbauen Stoßdämpfer einbauen Rad am angehobenen Fahrzeug relativ zum Chassis anheben Weg am Dämpfer/Feder messen Hub am Rad zu Hub am Dämpfer in Relation setzen mehrere Punkte messen!!! Alternativ kann das Fahrwerk graphisch (CAD) erfaßt werden, und so die Wege ermittelt werden

17 Wie wird die gefederte Masse ermittelt: Radlasten messen Feder ausbauen und Gewicht der ungefederten Massen wiegen Wenn der Dämpfer bei der Messung eingebaut ist Gasdruck abziehen Differenz von Radlast zu ungefederter Masse entspricht der gefederten Masse.

18 Wie wird nun die benötigte Federrate errechnet: SI Größen beachten!!!!

19 Festlegen der Dämpfkräfte: Dämpfkräfte können nun mittels Berechnung (Bei einem Rennwagen empfiehlt sich eine Dämpfungszahl von 0,7 bis 0,8) berechnet werden, oder anhand von Erfahrungswerten für das jeweilige Fahrzeugkonzept, bzw. passend zur errechneten Federrate festgelegt werden. Wichtig ist hier die Aufteilung der benötigten Dämpfkraft in Druck und Zugstufendämpfung, die mit viel Erfahrungswerten an das Fahrzeugkonzept und die Federrate angepaßt werden muß.

20 Wie werden Dämpfkräfte gemessen: Funktion und Dämpfkraft muß auf einem Stoßdämpferprüfstand ermittelt werden Die Dämpfkraft wird in Ns/m angegeben Die Dämpfkraft nimmt mit der Geschwindigkeit zu.

21 Überprüfen und Optimieren der Berechneten Auslegung: 4-Post-Rig: Bei selbstgebauten Rennfahrzeugen kann das zur Steifigkeit passende Dämpfer- / Federsetup auf einem Fahrdynamik Prüfstand ermittelt werden. In einem 4post sweep Test hat man objektive Messwerte die das Aus-/Eindefederverhältnis, die Radaufstandskräfte, die Radlastschwankungen und die Aufbaufrequenz VA und HA aufzeigen. Hat man am Prüfstand einen Partner dabei der auch die Dämpfer umbauen kann ist an einem Tag eine zielführende Optimierung realisiert. Wir arbeiten hier mit der Fa. KW zusammen, die hier optimal aufgestellt ist.

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23 Optimieren im Fahrversuch: Feder und Dämpferkräfte können müssen im Fahrversuch optimiert werden Berechnete Werte geben nur eine Annäherungswert Viele Unbekannte Reifen, Fahrer, Strecke, Fahrbahnverhältnisse, Witterungsverhältnisse

24 Was wird optimiert: Rundenzeit Fahrbarkeit / Konstanz der Rundenzeit Reifenverschleiß Geschwindigkeit über Distanz

25 Was sind die Parameter, anhand denen optimiert wird: Reifenbild, bzw. Druck und Temperaturverlauf Datarecording Federgeschwindigkeiten und Wege Sektorzeiten Fahreraussagen

26 Was kann an der Strecke verändert werden: Federrate Stabilisatorfederraten Fahrwerksgeometrien Sturz, Spur, Nachlauf,.. Stoßdämpfer Druckstufe (ev. HS und LS) Stoßdämpfer Zugstufe

27 Was bewirkt eine Änderung der Hauptfederate: Weichere Federn bei: - welligen und unruhigen die Straßenverhältnissen - niedrigen Gripverhältnissen - Bei nassen oder feuchten Verhältnissen - Bei Schotter oder Schnee -langsamen Kursen -Härtere Federn bei: -schneller, ebener Strecke - viel Aerodynamik - zu wenig Reifentemperatur - zu viel Bewegung im Auto - Auto wird nervös bei schneller Kurve

28 Federnabstimmung: - Generell gilt, dass die Achse mit den weicheren Federn den größeren Grip aufbaut. Theoretisch muss daher bei: Untersteuern: und bei Übersteuern: - Federn vorne weicher - Federn hinten härter - Federn vorne härter - Federn hinten weicher - Abhängig von der Reifenbelastung kann dies auch umgedreht sein. Wenn die Reifen einer Achse zu wenig belastet werden und daher zu kalt sind, bauen diese wenig Grip auf. Mit härteren Federn kann hier der Reifen mehr erwärmt werden der Grip dieser Achse nimmt zu.

29 Stabiabstimmung - Der Stabilisator ist ebenfalls eine Feder. Sie wirkt allerdings nur bei wechselseitigen Federn, oder rollen. - Bei Untersteuern: Stabi vorne weicher oder hinten härter - Bei Übersteuern: Stabi vorne härter oder hinten weicher

30 Sturzeinstellung Vorteile von hohem Sturz: Höhere Kurvengeschwindigkeit v.a. in schnellen Kurven Optimale Belastung des Reifens (Rollen wird ausgeglichen) Erreichen der optimalen Reifentemperatur Vorteile von wenig Sturz: geringerer Reifenverschleiß weniger Reifenschäden Reifen blockiert weniger beim Bremsen Unter Umständen mehr Grip in langsamen Kurven, durch bessere Aufstandsfläche Weniger Reifentemperatur

31 Auswirkungen der Spur auf das Fahrverhalten: Vorspur an der VA: Vorteil: Das hauptsächlich belastete Kurvenäußere Rad fährt beim Einlenken schon zur Kurvenmitte hin. Das Einlenken wird präziser. Nachteil: Der Schräglaufwinkel des Kurvenäußeren Rades ist im Kurvenverlauf größer, der Reifen wird stärker belastet.

32 Nachspur an der VA: Nachteil: Beim Einlenken lenkt das Kurvenäußere Rad eher nach außen, das Einlenken ist weniger aggressiv. Vorteil: Im Verlauf der Kurve wird der Kurvenäußere Reifen nicht so stark belastet da der Schräglaufwinkel geringer ist. Die Achse kann im Verlauf der Kurve mehr Grip aufbauen.

33 Vorspur an der Hinterachse: Generell ist an der Hinterachse von Rennsportfahrzeugen eine Vorspur ratsam. Sie führ zu der nötigen Spurtreue der Hinterachse. Nachspur an der Hinterachse: Nachspur an der Hinterachse wird eher selten eingestellt. Nur wenn ein Fahrzeug extrem zu Untersteuern neigt, kann u.u. mit einer Nachspur an der Hinterachse das Heck entsprechende agil gemacht werden. z. B. Bei Fronttrieblern oder bei Rallyes.

34 Stoßdämpfer Druckstufenabstimmung Auch hier gilt - ähnlich wie bei der Feder - Eine zu harte Druckstufe an der VA generiert eher Untersteuern - Eine zu harte Druckstufe an der HA generiert eher Übersteuern - Eine harte Druckstufe an der VA generiert auch ein agiles Einlenkverhalten, ohne die Traktion (beim Fronttriebler) negativ zu beeinflussen. - Je schneller und vor allem glatter der Untergrund ist, desto härter kann die Druckstufe gewählt werden. - Bei wenig Grip oder schlechtem Untergrund muss die Druckstufe - vor allem in Low-SpeedBereich - weich eingestellt werden. - Die vom Fahrer festgestellte Fahrzeugbewegung ist fast immer im Low-Speed-Bereich

35 Was kann man mit der High-Speed Druckstufe beeinflussen:. Überfahren von Curbs (nicht nur rauf - auch runter). Cutten von Kurven bei Rallyes. Extreme Schläge der Fahrbahn z.b. Schotterrallye. Sprünge bei Off-Road Rallyes. Schnelle, hochfrequente Bewegungen mit kleinen Amplituden Der High-Speed beeinflusst auch sehr stark die schnelle - hochfrequente Bewegung des Rades bei rauer Fahrbahnbeschaffenheit. Dadurch kann auf die Reifenbelastung Einfluss genommen werden, ohne die Fahrzeugbalance (via Low-Speed) allzu stark zu beeinflussen.

36 Was kann man mit der Zugstufeneinstellung beeinflussen: - In langsamen Kurven verringert eine harte Zugstufe eher den Grip, da sie das Rad eher entlastet. - In schnellen Kurven erhöht eine harte Zugstufe den Grip, da der dynamische Schwerpunkt tiefer ist, und das Fahrzeug ruhiger liegt. (S-Ring: Nockstein/Fahrerlager) - Eine harte Zugstufe an der VA führt zu exakterem Einlenken, da der dynamische Schwerpunkt vorne tiefer ist - Eine harte Zugstufe an der angetriebenen Achse vermindert die Traktion der Achse (gezielt an langsamen Kurven) - Eine harte Zugstufe hält die betreffende Achse beim Bremsen stabil (z.b.: nervöses bei Bremsen) - Eine harte Druckstufe führt in schnellen Kurven zu einer ruhigen satten Straßenlage (Fahrerlager) - Eine harte Zugstufe beruhigt das Fahrzeug nach einer starken Anregung (z.b.: Curb) schneller, man kann unter Umständen früher ans Gas gehen

37 Hilfsmittel zur Fahrwerksabstimmung: Testplan: Testziele und Vorgangsweise Datenerfassung und Dokumentation Guideline - bereits erfaßte Zustände und Erfahrungswerte Flowchat definierte Vorgangsweise nach Vorlage Dullinger Setup-Tool für Iphone und Android

38 Das Dullinger Setup-Tool: Lösungsansätze für die Setuparbeit an der Rennstrecke Allgemeine Informationen Individuelle Konfiguration für mein Fahrzeug Immer greifbar am Handy Offline einsatzbereit, updates via Internet Erhältlich für Iphone und Androin vie APP-Store oder Playstore

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