Experiment mit Fahrwerksbuchsen: Seitenkraftuntersteuern

[Knobi]

Hallo zusammen,

 

ich habe gestern mal mit unterschiedlich harten Fahrwerksbuchsen an der Hinterachse gespielt und damit tatsächlich den erwarteten Effekt beim Verhalten im Grenzbereich erzielt, vielleicht interessiert das ja den einen oder anderen.

 

 

Ausgangslage

 

Die Hinterachse der CB-Modelle wird an einem in seitlicher Richtung verwindungsweichen Längslenker sowie zwei unteren und einem oberen Querlenker geführt, miteinander verbunden durch einen Achsschenkel, einen Kugelbolzen und zwei Gummibuchsen. Alle drei Querlenker sowie der Längslenker sind karosserieseitig ebenfalls mit Gummibuchsen geführt/gelagert.

Ein (sehr zierlicher und kaum wirksamer) Querstabilisator samt Koppelstangen verringert die Seitenneigung bei Kurvenfahrt, verstärkt andererseits aber natürlich die Übersteuerneigung an der Hinterachse.

Sämtliche Gummibuchsen mit Ausnahme der des Längslenkers sind hondatypisch vergleichsweise klein und bewirken so eine exakte Radführung, ermöglichen jedoch durch ihre Verformung ein leichtes und reibungsarmes Ansprechen des Stoßdämpfers, auf den kaum Kräfte in seitlicher Richtung wirken.

Bei Kurvenfahrt wirkt eine zum Fahrzeug gerichtete Kraft seitlich an der Aufstandsfläche des kurvenäußeren und stärker belasteten Reifens.

Die entsprechenden Gegenkräfte treten an den unteren Querlenkern als Druckkräfte auf, am oberen Querlenker aufgrund der Hebelwirkung von Rad und unteren Anlenkpunkten als Zugkräfte und am Längslenker als Scherkräfte in seitlicher Richtung, welche eine elastische Verformung bewirken.

 

 

Fahrverhalten

 

Durch die Seitenkraft bei Kurvenfahrt verformen sich die Buchsen und verändern somit die Stellung der Hinterräder gegenüber der Karosserie in Richtung "positiver Sturz" und (sehr geringfügig) Vorspur. Die Veränderung der Vorspur und die sonstige Achsgeometrie gleichen den Nachteil des vergrößerten Sturzes dabei nicht vollständig aus: Die Räder verlieren durch ihren ungünstiger werdenden Winkel zur Straße geringfügig an Seitenführung, vor allem beim schweren und hinten "toplastigen" Kombi.

Hierdurch ergibt sich vor allem beim Kombi ein deutliches, wenn auch spät einsetzendes und kontrollierbares Lastwechselübersteuern, sobald man bei scharfer Kurvenfahrt plötzlich Gas wegnimmt oder bremst (ggf. provokant mit Links). Das kann zwar beim frechen Rumflitzen großen Spaß machen, aber auch nerven und für gelegentliche Nordschleifenausflüge hätte ich es gern etwas abgemildert, ohne jedoch allzu viel verändern zu müssen.

 

 

Änderungsmöglichkeiten und Wirkung

 

Normalerweise würde man bei dieser Ausgangslage den Wagen hinten noch etwas absenken, wobei die Achsgeometrie deutlich negativen Sturz und etwas mehr Vorspur erzeugt. Damit wäre das Übergewicht an Heck und Dach größtenteils kompensiert - allerdings auch die enorme Zuladungskapazität, die ja schließlich einer der Gründe für den Besitz eines Kombis ist und man hätte anschließend einen Reifenmörder.

 

Lösung 1 könnten demnach höhenverstellbare Federbeine an der Hinterachse sein, aber jedesmal extra fummeln, um ein paar flotte Runden zu drehen? Nee. Das muss einfacher und billiger gehen.

 

Lösung 2 könnte sein, den Stabilisator zu entfernen und damit mehr Seitenneigung zu erlauben, wobei das kurvenäußere Rad erst im richtigen Moment mehr negativen Sturz und Vorspur bekommt.

Andererseits könnte sich das ziemlich seltsam anfühlen und ich habe auf den Versuch verzichtet.

 

Lösung 3 ist die Verwendung härterer Fahrwerksbuchsen, jedoch nur an den Gelenken hinter der Radmitte und am oberen Querlenker.

Die Buchsen von Längslenker, vorderem Querlenker und Stoßdämpferauge bleiben serienmäßig weich; die Buchsen von hinterem und oberen Querlenker werden gegen deutlich härtere Polyurethanteile getauscht, siehe Bild 1 im Anhang.

 

Nun deformieren die wirkenden Kräfte bei Kurvenfahrt in erster Linie die weichen Lager des vorderen Querlenkers vor der Radmitte und verkürzen diesen, während hinterer und oberer Querlenker ihre wirksamen Längen kaum verändern. Die elastische Verformung des Längslenkers verändert sich dabei insgesamt nur geringfügig.

Das Rad verliert allenfalls noch sehr geringfügig an negativem Sturz, geht jedoch stärker in Vorspur und lenkt "vom Kurvenrand weg". Nichts anderes tat das optionale 4WS-System bei höheren Geschwindigkeiten - jedoch mit ungleich höherem Aufwand.

 

 

Versuch und tatsächlicher Effekt

 

Die betreffenden Buchsen der stabilen hinteren Querlenker waren mithilfe einer Presse schnell gegen PU-Teile von Prothane getauscht; bei den oberen Querlenkern aus Pressblech war die Operation etwas fummeliger und gelang erst mit eingelegten Blechstreifen als Verformungsschutz.

Zur Demontage der hinteren Querlenker wird zwangsweise auch die äußere Lagerung der vorderen Querlenker gelöst, da beide Lenker am Achsschenkel mit einer gemeinsamen Schraube befestigt sind - deshalb vor dem Anziehen dieser Schraube das Auto unbedingt auf die Räder stellen und erstmal kräftig durchfedern, da sich die originale Gummibuchse nicht drehen, sondern nur elastisch verformen kann und ansonsten bald einreißen würde. Die PU-Buchsen hingegen können sich dank mehrteiliger Konstruktion auch in eingebautem Zustand tatsächlich verdrehen.

 

Die Probefahrt zeigte schnell, dass sich die Reifengeräusche nun stärker auf die Karosserie übertragen. Dieser Effekt war auch nach dem Einbau vom PU-Buchsen an der Vorderachse zu bemerken, tritt aber durch die derzeit montierten Sportreifen auch besonders deutlich hervor und wäre mit Normalbereifung kaum störend.

Am Ansprechverhalten der Hinterradfederung änderte sich kaum etwas - ich halte es daher für wichtig, zumindest die Buchsen von Stoßdämpferauge und Längslenker weich zu lassen (während an der Vorderachse ausgerechnet die weiche Buchse der Dämpfergabel das größte Ärgernis war).

 

Nach einigen Versuchen auf nächtlich-menschenleeren Autobahnauf- und Abfahrten stellte sich heraus, dass der erhoffte Effekt größtenteils da ist: Der Wagen fühlt sich nun beim Lastwechsel spürbar angenehmer an und kommt später, aber erstaunlicherweise auch gutmütiger "hinten rum". Bei Letzterem hatte ich eher das Gegenteil befürchtet, nämlich ein unvermittelteres Ausbrechen, aber das war zum Glück völlig unbegründet.

Nun bleibt abzuwarten, wie lange die serienmäßigen Buchsen der vorderen Lenker die etwas höhere Belastung vertragen.

 

Die Operation hat sich also durchaus gelohnt und der nächste Schritt wären Spielereien mit Sturzverstellern vorn und hinten. Mal sehen.

Bearbeitet 9. Mai 2011 von Knobi