Bump Steer Problematik

by Frank Martin on 22. März 2011

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Da es auch in der Praxis nie ganz ohne Theorie geht hier ein kleiner Ausflug auf die Schulbank.

Beim Bau eines Rennwagens/Dragsters wird man immer mal wieder mit mehr oder weniger großen Problemchen konfrontiert. Da ich mich selbst in jener verzwickten Lage befinde solch ein Sportgerät zu bauen (www.scirotor.de) muss oder darf ich mich diesen Problematiken annehmen.

Das Problem Lenkung beschäftigt mich schon eine Weile. Wer ein Fahrzeug oder einen Rennwagen selbst schonmal gebaut hat, wird früher oder später mit dem Problem „bump-steer“ oder auf deutsch Vorspuränderung über Federweg konfrontiert.

Dabei geht es um die Positionierung des Lenkgetriebes in X, Y und Z Richtung.

Simulation mit IPG Kinematics

Da ich der Fachliteratur keine zufriedenstellenden Erkenntnisse abgewinnen konnte, hab ich mich mal rangesetzt und ein wenig die Simulationsprogramme gequält um ein paar Ansätze für die Praxis zu bekommen.
Das Ergebnis ist meiner bescheidenen Meinung nach Enorm. Da kann ordentlich was schiefgehen beim Bau eines Rennwagens, auch wenn er „nur“ geradeausfahren soll.

McPherson Federbein

Ausgegangen wird in diesem Fall von einem McPherson Federbein mit vorn liegender Lenkung. Folgendes Bild stellt den Ausgangszustand dar:

McPherson Federbein mit vorn liegender Lenkung

Das grüne Dreieck ist dabei der Dreieckslenker, blau markiert das Federbein und gelb die Spurstange.

In den folgenden Bildern ist nun dargestellt, wie sich die Vorspur über den Federweg ändert. Das erste Bild ist bezogen auf den Ausgangszustand. In allen weiteren Bildern ist beschrieben was im Gegensatz zum Ausgangszustand verändert wurde. Man bemerke allerdings: Es wurde die Lenkung selbst, sowie der Spurstangenkopf nur in der Z-Koordinate (Höhe) variiert.

Ausgangszustand

Ausgangszustand

Lenkgetriebe 20mm höher

Lenkgetriebe 20mm höher

Spurstangenkopf 15mm höher

Spurstangenkopf 15mm höher

Kombination beider

Kombination beider

Spurstangenkopf nochmal 5mm höher

Spurstangenkopf nochmal 5mm höher

Ergebnisse

Ergebnis der Simulationen: Aus diesen Diagrammen ist zu erkennen, dass die Spurstangen möglichst in einer Ebene mit den Dreieckslenkern angeordnet sein sollte. Da dies aus platztechnischen Gründen nicht wirklich immer machbar ist, sollte die Lenkung so tief wie möglich an diese Ebene angenähert werden. Die Spurstangen sollten dann möglichst parallel zur Ebene der Dreieckslenker liegen.

Diese Aussagen decken sich mit denen, die ich in der einschlägig bekannten Fachliteratur gefunden habe (Doorlslammers Chassis Book von Dave Morgan; Jerry Bickel etc.)

Also Augen auf beim Lenkungseinbau: Toe-out bzw. negativer Vorspurwinkel (Nachspur) kann sich auf der Strecke bzw. Straße sehr unangenehm auswirken!

Dies mag dem größten Teil der Leser zwar relativ marginal vorkommen, aber dieses Beispiel verdeutlicht die komplexen kinematisch-dynamischen Zusammenhänge die wir in heutiger Zeit als selbstverständlich hinnehmen.

 

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