Hallo allemaal!
Even een vraag uit het niets: heb je de laatste tijd nog aan de afstelling van je dempers gesleuteld?
Als je de dempingskracht verandert, kan dat enorm veel verschil maken in hoe een auto aanvoelt tijdens het rijden.
Stel je de demping harder of zachter af, dan merk je duidelijk verschil in hoe snel de carrosserie beweegt. Denk bijvoorbeeld aan het vooroverduiken bij het remmen of het overhellen in bochten.
Maar de ‘juiste’ demperafstelling vinden is niet eenvoudig. Wat ideaal is, hangt af van het circuit waarop je rijdt, maar ook van de persoonlijke voorkeur van de bestuurder.
Ook de vraag hoe de dempingskracht de grip van de banden beïnvloedt, zorgt vaak voor verwarring. Het mechanisme erachter is verrassend ingewikkeld, waardoor er makkelijk misverstanden ontstaan.
Laatst zat ik wat op YouTube te kijken. En nee, niet naar het soort filmpjes waar je nu misschien aan denkt. Ik keek naar een video over autosport.
Daarin zat een nogal intimiderend uitziende man enthousiast te vertellen over het afstellen van dempers. Op een gegeven moment zei hij iets wat mijn aandacht trok.
‘Hoe bepaal je nu of meer of minder demping beter is? Stel dat de achterkant van de auto instabiel wordt wanneer je hard remt bij het insturen van een bocht. Dan verhoog je de demping achter. Daardoor verliezen de achterwielen bij het remmen minder gemakkelijk belasting en wordt de auto stabieler.
Ik gebruik hier het woord “belasting”, omdat dat voor bestuurders makkelijker te begrijpen is. Maar vanuit het oogpunt van een monteur is dat niet helemaal wat er gebeurt.’
Wat bedoelt hij daar precies mee?
Lastverplaatsing is simpelweg de verandering in de belasting op elk van de banden. Hoeveel lastverplaatsing er optreedt, wordt bepaald door vier factoren:
- Het gewicht van de auto
- De hoogte van het zwaartepunt
- De versnelling die op de auto werkt
- De wielbasis (of de spoorbreedte, afhankelijk van de richting van de lastverplaatsing)
Stel je bijvoorbeeld voor dat je de dempingskracht oneindig groot maakt. De dempers gedragen zich dan eigenlijk als starre stangen die helemaal niet meer kunnen in- of uitschuiven. Zelfs dan wordt er bij het remmen nog steeds belasting van de achterbanden naar de voorbanden verplaatst, en bij het accelereren van de voorbanden naar de achterbanden.
Zolang die vier factoren gelijk blijven, blijft de hoeveelheid lastverplaatsing in principe ook gelijk. (Strikt genomen spelen er nog kleine effecten mee, zoals energie die in de veren wordt opgeslagen en weer vrijkomt, en wrijving. Maar die zijn hier verwaarloosbaar.)
Als je de veerstijfheid of de dempingskracht verandert, verandert ook hoeveel en hoe snel de wielophanging beweegt. Het is dan verleidelijk om te denken dat de lastverplaatsing ook langzamer verloopt wanneer de wielophanging langzamer beweegt.
Maar zo zit het niet.
Lastverplaatsing ontstaat door de wisselwerking tussen de banden, het wegdek en het zwaartepunt van de auto. Dat is een afzonderlijk natuurkundig verschijnsel. De wielophanging beweegt door krachten die binnen de auto zelf optreden. Die beweging verandert de lastverplaatsing dus niet rechtstreeks. (Ook hier laten we heel kleine neveneffecten buiten beschouwing, zoals veranderingen in de zwaartepunthoogte of de wielbasis door het in- en uitveren.)
Bekijk het eens zo.
Als een hogere dempingskracht de lastverplaatsing zelf werkelijk zou vertragen, dan zou een oneindig hoge dempingskracht betekenen dat de lastverplaatsing ook oneindig langzaam verloopt.
Je zou dan vol op de rem kunnen gaan staan, terwijl de lastverplaatsing maar niet tot een einde komt. Met andere woorden: er zou vrijwel geen lastverplaatsing optreden.
Maar zo werkt het natuurlijk niet.
Zodra je op de rem trapt, treedt er meteen lastverplaatsing op. Wat wel verandert, is hoe snel de carrosserie vooroverduikt.
De lastverplaatsing zelf verloopt alleen langzamer wanneer de versnelling minder snel verandert. Bijvoorbeeld als je de rem of het gaspedaal geleidelijk indrukt in plaats van in één keer.
En toch weet iedereen die weleens met de demperafstelling heeft geëxperimenteerd dat het weggedrag van de auto er echt door verandert.
Hoe komt dat dan precies?
Als ik dat allemaal goed zou willen uitleggen, zou ik er waarschijnlijk een heel boek over kunnen schrijven. Dus ik houd het hier bij een paar factoren die een rol spelen.
Contact tussen de banden en het wegdek
Als de demping te hard of juist te zacht staat, kan de wielophanging oneffenheden in het wegdek niet goed volgen. Daardoor verslechtert het contact tussen de banden en de weg.
Als de voorbanden minder goed contact met het wegdek houden, neemt de neiging tot onderstuur meestal toe. Gebeurt dat bij de achterbanden, dan neemt de neiging tot overstuur meestal toe.
Hoe snel de rolas verandert
Als je de dempingskracht verandert, verandert ook hoe snel de auto voorover- of achterover helt.
In bochten waarin die beweging een merkbare invloed heeft, verandert daardoor ook de dynamische rolas: de positie en de hoek van de rolas op verschillende momenten in de bocht.
De hoek van de rolas beïnvloedt hoe de lastverplaatsing tussen de voor- en achteras wordt verdeeld. Bovendien neemt de dwarskracht die een band kan leveren niet evenredig toe met de belasting op die band.
Daarom verschuift de balans doorgaans richting overstuur wanneer de rolas sterker naar voren helt. Helt de rolas minder sterk naar voren, dan verschuift de balans juist richting onderstuur.
De invloed van de positie van de rolas laat ik voorlopig even buiten beschouwing.
Hoe snel de spoorbreedte verandert
Als je de dempingskracht verandert, verandert ook hoe snel de auto voorover- en achterover helt en zijdelings overhelt. Daardoor verandert ook de dynamische spoorbreedte: de effectieve spoorbreedte op verschillende punten van het circuit.
Hoe dat precies uitpakt, hangt af van het ontwerp van de wielophanging. Maar in het algemeen verschuift de balans richting overstuur als de spoorbreedte vóór meer toeneemt dan achter. Neemt de spoorbreedte achter meer toe, dan verschuift de balans richting onderstuur.
(Daar zit overigens nog een complicatie aan: terwijl de spoorbreedte verandert, oefenen de banden een kracht uit op het wegdek en leveren ze daardoor dwarskracht. Afhankelijk van de omstandigheden kan de neiging tot onderstuur of overstuur daardoor zelfs omslaan.)
Hoe snel de wieluitlijning verandert
Omdat de dempingskracht beïnvloedt hoe snel de auto voorover- en achterover helt en zijdelings overhelt, verandert ook het verloop van de wieluitlijning tijdens het rijden: de toe- en camberhoeken op verschillende punten van het circuit.
Ook hier hangt het precieze effect af van de auto. Als die veranderingen in de wieluitlijning ervoor zorgen dat de voorbanden meer dwarskracht kunnen leveren, verschuift de balans richting overstuur. Kunnen de achterbanden daardoor meer dwarskracht leveren, dan verschuift de balans richting onderstuur.
Eerder liet ik de invloed van de positie van de rolas buiten beschouwing. Maar als je het inveren en uitveren afzonderlijk gaat bekijken, wordt het allemaal nog ingewikkelder. Die bewegingen beïnvloeden namelijk ook de hoogte van het zwaartepunt en de positie van de rolas, inclusief de zijdelingse positie ervan.
Om eerlijk te zijn heb ik me daar zelf nog niet diep genoeg in verdiept om het helemaal te doorgronden.
Dus, heel kort door de bocht: als de auto met zijn neus naar beneden duikt, neigt hij naar overstuur. Helt hij naar achteren, dan neigt hij naar onderstuur.
Dat is natuurlijk wel héél kort door de bocht.
En er zijn ook situaties waarin het helemaal niet opgaat.
In de video zei die man dat je de demping achter moet verhogen als de achterkant instabiel wordt bij hard remmen.
Dat klopt vaak, maar alleen tot op zekere hoogte. Als het wegdek hobbelig is en je de demping onnodig hard zet, kan de achterkant juist weer instabiel worden.
Op Takasu Circuit hebben veranderingen in de demperafstelling bijvoorbeeld meestal meer invloed in bochten als Getchan en Grip End dan in een bocht als Kageyama. Het hangt dus echt af van het soort bocht.
Maar zelfs dat verschilt weer per auto. Een auto met veel veerweg reageert nu eenmaal anders dan een auto met heel weinig veerweg.
Je merkt het al: het is een verrassend ingewikkeld verhaal.
En probeer dat allemaal maar eens aan een bestuurder uit te leggen!
Daarom is het in de meeste gevallen waarschijnlijk handiger om gewoon te zeggen:
‘Als je de demping achter verhoogt, verliezen de achterwielen bij het remmen minder gemakkelijk belasting en wordt de auto stabieler.’
Natuurkundig gezien is dat misschien niet de meest nauwkeurige uitleg, maar voor een bestuurder is het een stuk makkelijker te begrijpen.
Grappig genoeg krijg je meestal eerst een vergelijkbaar antwoord als je ChatGPT vraagt om dit mechanisme uit te leggen.
Maar als je dan iets zegt als: ‘Het interesseert me niet hoe mensen het ervaren. Leg me gewoon uit wat er fysiek daadwerkelijk verandert’, en vervolgens blijft doorvragen over de tegenstrijdigheden, komt er uiteindelijk een nauwkeuriger uitleg uit.
Als je ChatGPT zover krijgt dat het antwoordt:
‘Het afstellen van de dempers verandert de lastverplaatsing op de banden zelf niet rechtstreeks. Het beïnvloedt de gripeigenschappen van de banden via veranderingen in het gedrag van de auto en de geometrie van de wielophanging.’
…dan ben je waarschijnlijk net zo’n wielophangingsnerd als ik.
Maar goed, het belangrijkste doel van het afstellen van de demping is uiteindelijk om het contact tussen de banden en het wegdek te verbeteren.
Onderstuur en overstuur zou je daarom idealiter moeten afstellen met bijvoorbeeld de verdeling van de rolstijfheid tussen voor en achter en de balans in rijhoogte tussen de voor- en achteras.
Maar lukt het je om die rolstijfheidsverdeling en rijhoogtebalans voor alle omstandigheden op een circuit altijd voor de volle 100% perfect af te stemmen? Dat is niet bepaald eenvoudig.
Zeker bij gymkhana, waar je vaak ter plekke aanpassingen moet doen, kun je niet altijd zeggen: ‘Laten we eerst alles helemaal perfect afstellen.’
Dus als je al tot over je oren in het afstellen van je auto zit: succes met het verder finetunen!