Ähnlich, wie beim Konzepte Artikel, sieht es auch beim Thema Fahrwerk aus: Das perfekte Fahrwerk gibt es nicht! Aber die gute Nachricht ist; man kann sehr nah heran kommen. In den vergangenen ca. 5 Jahren ist mir sowohl das Thema Motoren, als auch Fahrwerk sehr viel näher gekommen. Was schon einmal grundsätzlich der falsche Ansatz ist, ist zu glauben, dass bestimmte Marken / Hersteller besser sind, als andere!
Ein kleines Bsp. aus dem PKW Bereich stellen mein Z3QP und mein ehem. Clubman Works (2. Gen) dar: Der Works, ist so bedeutend einfacher zu fahren und insbesondere schnell und auf welliger BAB. Sprich 180 aufwärts. Der BWW fährt bei 243km/h nach GPS in den Drehzahl Begrenzer. Das geht nur geradeaus! Wer nur einen Blick auf das FW (Fahrwerk) des BMW wirft, dem wird sofort klar warum. Insbesondere an der Hinterachse verändern sich alle Sturz und Spurwerte, beim Einfedern und Ausfedern. Das ist ungünstig. An der Vorderachse (Mc Person) ebenfalls. Ich kann mich an die A661 erinnern, auf der ich in die Stadt gefahren bin und bei 180 war in der Kurve schon echt Alarm angesagt war, weil die Kiste beim Aus- und -Einfedern im Fahrwerk die Richtung verändert. Grob gesprochen. Das ist beim Mini komplett anders. Nicht weil ein Mini so toll ist, sondern, weil es eine andere und bessere FW Aufhängung hat.
Ich vereinfache aber diesen Artikel deutlich, indem ich nur auf FW eingehe, die einen Leiterrahmen haben.
Starrachse vs. Einzelrad
Einzelrad ist auf einer Strasse oder ggf. auch noch Piste deutlich besser! Je unabhängiger das FW vom Chassis arbeiten kann, desto besser. Das ist hier der Fall. Die ungefederten Massen sind auch kleiner und daher spricht die Federung besser an. Oft sieht man heute die Kombination aus Einzelrad vorn (IFS, individual front suspension) vorn mit Starrachse hinten. Eine Starrachse ist auch wesentlich (!) günstiger für den Hersteller, als eine IFS!
Das sind doppelte Dreiecksquerlenker. Man beachte, dass so etwas bei US Karren seit Jahrzehnten Standard ist und Porsche JETZT im 911 von
Porsche 911, 2011
MC Pherson weggegangen ist. Zuvor halt diese unglaublich komplizierte Version davon. Hier wird auch klar, warum eine Einzelradaufhängung nicht leichter ist, als eine Starrachse! Denn Antriebswellen und das Differential kommen hier ja noch dazu. Ich habe mal ein Video gesehen von jemandem der beim Toyota Supra MKIII die Hinterachse gegen eine Ford 9″ ausgetauscht hat und ca. 100kg Gewicht gespart. Beim Umbau zum Dragster fahren natürlich.
Auch sehr wichtig für Hersteller und TÜV/Regularien ist, dass das Packaging einer ISF sehr viel größer ist – wenn sie Federweg bringen soll!
Sprich, wenn das Ganze Travel haben soll, dann sieht das so aus. Nur wächst damit auch die Breite des Fahrzeugs beträchtlich! Hier im Bsp. ist die Motorhaube ca. der original Radlauf, darunter sind Verbreiterungen, die nicht mal ansatzweise die Räder bedecken.
Funktionieren kann das aber ggf. sehr gut! Erfordert aber komplett Umbau:
Ändert dann aber nichts daran, dass die Antriebswellen extremem Stress ausgesetzt sind und über kurz oder lang versagen. Denn die müssen die Bewegung mitmachen! In einer Starrachse ist das nicht der Fall.
Offroader brauchen aber ein ganz anderes Setup, als Sportwagen. Beim Offroader spielt die Größe des Ein-und-Ausfederwegs eine entscheidende Rolle, Spur/Stur-Veränderung beim Federn ist eher nicht sooo relevant.
Relativ klar verständlich dürfte sein, dass je breiter die Dreiecksquerlenker sind, desto größer ist der zu erzielende Federweg. => Nimmt die Breite der Vorderachse zu und/ oder die Aufhängungspunkte müssen weiter in die Mitte des Fahrzeugs wandern.
King of the Hammer (event)
Das ist nur ein random truck von King of the Hammers. Wichtig: Die Relationen auf dem Foto. Die Reifen dürften 40 oder 42″ sein – Durchmesser. Ein typischer 285/75-16 ist 32″. 10″ = 25 cm!
Man sieht sofort: Dort, wie normalerweise der Motor sitzt, ist die Aufhängung. Das Ganze funktioniert hier also nur, weil der Motor hinter der Vorderachse liegt. Also front-mid-engine setup, das ist für normale trucks unmöglich.
Es sind auch erst wenige Jahre, in denen IFS beim King of the Hammers mitmischen; können. Jetzt werden US Rennen gern von den Europäern belächelt, das ist aber nicht richtig. Ich bin nicht grundsätzlich ein US-Lover (sollte nach ein paar Artikeln hier auch klar sein) aber die Technik ist geil! und das Rennen absolut mörderisch: Von Pisten à la Dakar, sprich die Kiste muss ultraschnell sein und bei 150km/h zuverlässig laufen. Über Felsen, die so groß sind, wie diese Reifen und das bergauf. Sehr steil. Sprich eine Dakar Kiste wäre wohl etwas schneller auf der Piste aber ohne Chance hier…
Typischer Weise haben die einen V8 und 500PS aufwärts; à la LS3 und co.
Zum Vergleich, so sieht das Ganze mit 2 Starrachsen aus:
Man sieht hier schön den wesentlichen Vorteil der Starrachse: Sie arbeitet. Also nur sie – nicht die Karosse. Sprich der Stress auf das Auto wird geringer, der Flex.
Das sieht bei normalen trucks dann so aus:
Hier ist natürlich ein spezielles Fahrwerk am Start aber … you get the idea.
Im Offroader ist die Einzelrad vorn und hinten sehr selten oder es ist keiner, wie unzählige SUVs zeigen. Wo allerdings der Übergang zwischen SUV und Offroader ist, ist sicher eine recht weiche Grenze. Ich habe mich vor etwa 2 Jahren intensiv mit dem Thema HUMVEE auseinander gesetzt. (Nicht HUMVEE mit HUMMER verwechseln! Gleiche Basis aber der Hummer H1 hat alles, was ein SUV ausmacht und ist mit Klima und Dämmstoffen, anderen Türen, ZV etc. dann 800kg schwerer)
HUMVEE als Bsp. für 4 x Einzelrad:
Der HUMVEE ist in verschiedener Hinsicht ein technisch gutes Fahrzeug. Rahmen (geschlossen und kein C Profil, wie bei Amis sonst üblich!) sehr steif und stabil. Innenliegenden Bremsen, Horror zum wechseln aber verringert die ungefederten Massen an jedem Rad um locker 8kg. Die Portale heben die Achsen um ca. 10cm und gleichzeitig halbieren sie die Drehmomente (die Portale sind ca. 2:1 untersetzt) in den CVs (Antriebswellen). Der HUMVEE ist extrem niedrig, weil die Sitze neben (nicht auf!) dem sehr hohen Rahmen liegen. Der Unterboden ist flach und glatt.
Die 4 einzeln aufgehängten Räder haben aber einen wesentlichen Nachteil beim Achsverschränken. Da zusätzlich der HUMVEE gut 1 Tonne Zuladung hat, ist das FW auch noch steif und das bedeutet eine Kippgefahr im Gelände. Wer sich HUMVEEs im Gelände anschaut, die verschränken müssen, sieht schnell wo das Problem ist und wie ausgeprägt das ist. Im Zweifel kippt das Auto auf die Seite und das geht schneller, als man denkt.
Das ist kein Problem vom HUMVEE, sondern gilt generell, well die Achsverschränkung zu limitiert ist.
Man sieht, dass selbst diese lächerliche Verschränkung den HUMVEE schon überfordert, unbeladen.
Genauso sieht es natürlich mit Kisten wie Sprinter/Crafter und Co aus, die dann auch noch einen bedeutend höheren Schwerpunkt haben.
Und weil das Leben nicht so einfach ist, sind keineswegs alle Starrachsen Fahrwerke an Leiterrahmen gleich gut zum Verschränken geeignet! In Australien ist das prominenteste Bsp. dazu die Toyota Serie mit Blattfedern, 79er oder Toopies oder in Europa häufiger zu findende 76er oder 74er(?) Die Nomenklatur bei Toyo ist ein bißchen scheisse. Aber you get the idea.
Dagegen steht der 80er (Toyo) mit Schraubenfedern, der hervorragend verschränken kann, zumindest mit besseren Federn.
Das in Deutschland sehr beliebte G-Modell von Mercedes, W463 und 61 sind auch nicht sonderlich prall im Verschränken, trotz Starrachse und Spiralfedern. Am Ende muss die Führung der Starrachse den Raum geben flexen zu können. Das ist hier ab Werk nicht der Fall. Aber das war von Mercedes auch nicht gewünscht. Das Ding sollte auf Pisten funktionieren und hat zum kompensieren auch Differentialsperren an Achsen und im Verteiler bekommen. Ohne Aufpreis. Sicher nicht, weil Mercedes spendabel ist!
Das Gegenteil dazu stellt der Defender dar. Ultraflexibel im FW ab Werk und daher auch ohne Sperren. Natürlich könnte LR solche einbauen, aber solange alle Ränder am Boden sind, ist das nicht nötig (Traktion vorausgesetzt).
Ein Rad in der Luft kann man ja mit einer Sperren kompensieren. Allerdings mit höherer Belastung auf das andere Rad, denn das Drehmoment verteilt sich ja nur auf eine Seite. Und vor allem kann die Fuhre kippen.
Blattfeder vs. Spiralfeder vs. Luftfeder
Die Feder, die dir „jeder Dorfschmied“ reparieren kann. Ist imho völliger Blödsinn und kein Feature.
1. Nachteil der Blattfeder ist das idR deutlich höhere Gewicht vs. Spiral.
2. Nachteil ist der Platzbedarf
3. Federcharakteristik kann ideal oder angepasst sein. Die ab Werk sind aber immer ein Kompromiss für das original FZ.
4. Der Gesamtfederweg ist relativ begrenzt.
Vorteil der Blattfeder:
1. Sie hat eine gewisse Dämpfung eingebaut, die im Ausfall des Dämpfern hilfreich sein kann.
2. Sie übernimmt (kann) die Führung der Achse gleich mit und ist nicht allein eine Feder.
Spiralfeder hat im wesentlichen Vorteile:
1. Leichter, als eine Blattfeder
2. Kompakt
3. Sehr oft sehr viel Aftermarket Support, für Länge und Ladung
Nachteil ist, dass die keine Führung der Achse übernimmt, sie kann also nicht so super primitiv sein, wie eine Blattfeder.
Luftfeder
Noch einmal deutlich leichter, als eine Spiral Feder. Wer eine Ersatzfeder mitnehmen möchte wird das merken. Das Gewicht von Luft ist halt sehr gering. Im Falle meiner standard LKW Feder im Sieben3, ist diese auch noch super kompakt.
Der Federweg ist sehr begrenzt in einer Luftfeder, das ist idR ein Nachteil – je nach Fahrwerk!
Dämpfer sind eigentlich offtopic, da sie unabhängig von der FW Technik immer eine Rolle spielen.
Dämpfer sind immer dann von wesentlicher Bedeutung, wenn Bewegung im FW ist. Sprich entweder sehr schnell, sprich 200km/h aufwärts. Wir jeder kennen, der eine 90er Karre mal mit über 200 auf schlechter BAB bewegt hat. Oder wenn der Dämpfer lange Fahrten der Feder dämpfen muss. Daher hatte ich auch großen Wert auf die Bilstein 5100 gelegt und nicht einfach Bilstein für die Serien Dämpfer geholt.
Blöd wenn man Dämpfer mit Coilover verwechselt! Dann sind die (dynamischen!) Gewichte der Karosse noch on top.
Dabei sieht die Konstruktion auf den 1. Blick gar nicht so schlecht aus! Die Löcher dürften dimple dies sein, sprich nach innen gewölbt, was die Stabilität erhöht. Genau da sind die gerissen. DD wären gut gegen Flex, hier wäre einfach mehr Material besser gewesen. Wobei allerdings der Coilover an dem unteren Teil der Aufhängung ist.
Führung der Achse
…to be continued.