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2019 | Book | 2. edition

Fahrwerk

Author: Michael Trzesniowski

Publisher: Springer Fachmedien Wiesbaden

Book Series: Handbuch Rennwagentechnik

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About this book

In diesem Buch lernt der Leser die wesentlichen Unterschiede zum Pkw durch die nach Baugruppen aufgeteilte Analyse kennen. So erhält er das Rüstzeug, die erworbenen detaillierten Kenntnisse in die Konstruktion und Entwicklung von Wettbewerbsfahrzeugen einzubringen. Das Fahrwerk bestimmt wohl wie keine andere Baugruppe das Fahrverhalten und damit die „DNA“ eines Rennfahrzeugs. Beginnend beim Reifen – dem entscheidenden mechanischen Bauteil – werden alle Bauelemente der Radaufhängung inklusive Lenkung sowie Bremsanlage vorgestellt und besprochen. Der Schwerpunkt liegt auf den Doppelquerlenker- und Federbeinachsen. Die Konstruktion von Radaufhängungen beginnt mit kinematischen Betrachtungen, führt über Bauteilauslegung zu fahrdynamischen Betrachtungen des Gesamtfahrzeugs. Letztendlich sollen die Maximalkräfte der Reifen in Quer- und Umfangsrichtung ausgeschöpft werden und das Fahrzeug dabei beherrschbar bleiben. Durch die detaillierte, in die Tiefe gehende Darstellung ist das Werk für den interessierten Motorsport-Enthusiasten ebenso geeignet wie für den in der Praxis stehenden Ingenieur, der sich den Fragen rund um Rennfahrwerke zuwendet. Das Formelmaterial ist so aufbereitet, dass das Buch auch als Nachschlagwerk eingesetzt werden kann.

Table of Contents

Frontmatter
1. Reifen und Räder Tyres and Wheels
Zusammenfassung
Während Räder noch wegen ihrer ästhetischen Wirkung im allgemeinen Blickfeld stehen, wird den Reifen von den Zusehern an der Rennstrecke kaum Beachtung geschenkt. Auch bei Serienfahrzeugen sind die Verhältnisse nicht anders. Untersuchungen haben gezeigt, dass kaum ein Lenker den Fülldruck seiner Reifen regelmäßig kontrolliert. Dabei zählen beide Teile zu den ungefederten Massen, sind sicherheitsrelevant und der Reifen ist mit Abstand das wichtigste (mechanische) Einzelbauteil an einem Fahrzeug und besonders an einem Wettbewerbsfahrzeug. Die Reifen übertragen sämtliche Kräfte auf den Wagen, die seine gewünschte Lage zur Fahrbahn sicherstellen (die aerodynamischen Kräfte unterstützen ihn hierbei bloß bzw. wirken sogar störend in Fall eines Auftriebs an den Achsen oder bei Seitenwind), und sind somit das begrenzende Glied im Gesamtsystem Rennfahrzeug. Abgesehen davon sind die Reifen zugleich das am schwierigsten zu beherrschende Bauteil, weil es großen Deformationen unterworfen ist und zusätzlich seine Eigenschaften stark mit der Temperatur und mit dem Verschleißzustand, also bereits während eines Rennens, ändert.
Michael Trzesniowski
2. Radaufhängung Suspension
Zusammenfassung
Die Radaufhängung ist der Großteil des Fahrwerks. Sie bestimmt die Stellung des Reifens und wird damit neben den Reifen die wichtigste Baugruppe eines Fahrzeugs und insbesondere eines Wettbewerbsfahrzeugs. Ihre Leistungsfähigkeit bestimmt wesentlich die Eigenschaften des gesamten Fahrzeugs.
Michael Trzesniowski
3. Federn und Dämpfer Springs and Dampers
Zusammenfassung
Die Aufbaufeder ist das ausgleichende Element zwischen dem Aufbau, der möglichst ruhig bleiben sollte, und den Rädern, die der Fahrbahnoberfläche folgen sollen. Die Feder nimmt Kraftspitzen auf ohne sie direkt in den Wagenkasten einzuleiten. Dämpfer geben die in der Feder gespeicherte Energie wieder kontrolliert ab und wirken darüber hinaus als dynamische Federn. Damit tragen beide auch zum Leichtbau bei, weil tragende Teile nicht auf die von Bodenwellen verursachten Lastspitzen ausgelegt werden müssen. Erst ein gut abgestimmtes Feder-Dämpfersystem ermöglicht (lang anhaltendes) schnelles Fahren.
Michael Trzesniowski
4. Bauformen von Achsen Types of Suspensions
Zusammenfassung
Bei den meisten Rennfahrzeugen hat sich die Doppelquerlenkerachse für vorne und für hinten durchgesetzt. Sie weist die größten Freiheiten bei der Auslegung für den Konstrukteur, aber auch nachträglich beim Setup für den Renningenieur auf. Die bewegten Massen lassen sich auch bei großen Spurweiten gering halten. Außerdem ist diese Bauform für angetriebene wie nicht angetriebene Achsen einsetzbar. Rallyefahrzeuge benutzen vorne wie hinten radführende Federbeine.
Michael Trzesniowski
5. Lenkung Steering
Zusammenfassung
Der Fahrer eines mehrspurigen Fahrzeugs hat eigentlich nur wenige Stellhebel zur Verfügung um das Verhalten des Wagens in gewünschter Weise zu beeinflussen. Ein wichtiges System dahingehend ist die Lenkung. Gleichzeitig liefert sie dem Fahrer wichtige Informationen über den Reifen-Fahrbahnkontakt, soll aber zugleich störende Einflüsse von der Fahrbahn herausfiltern.
Michael Trzesniowski
6. Bremsanlage Braking System
Zusammenfassung
Rennfahrzeuge sollen möglichst stark beschleunigen können, hohe Geschwindigkeiten erreichen und auch rasche Richtungswechsel durchführen können. Man denkt dabei in erster Linie an die Antriebskraft des Motors, an geringe Massen und Widerstände und an die Haftung der Reifen. Aber auch das Bremsen ist eine Beschleunigung, wenn auch eine negative, und mindestens genauso wichtig für geringe (Runden-)Zeiten wie positive Beschleunigung.
Michael Trzesniowski
7. Vergleich Serie – Rennsport Comparison Stock – Racing
Zusammenfassung
Vergleiche zwischen Serien- und Rennfahrzeugen ziehen sich zwar zur Erhöhung der Anschaulichkeit durch das gesamte Buch, hier sollen aber Gemeinsamkeiten und Unterschiede zusammenfassend kompakt direkt gegenüber gestellt werden. Das sagt über beide Branchen, ihre Arbeitsweisen und Produkte auf wenigen Seiten viel aus.
Michael Trzesniowski
Backmatter
Metadata
Title
Fahrwerk
Author
Michael Trzesniowski
Copyright Year
2019
Publisher
Springer Fachmedien Wiesbaden
Electronic ISBN
978-3-658-26700-1
Print ISBN
978-3-658-26699-8
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-658-26700-1

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