Bei der Abstimmung von Fahrzeugen mit Hinterradantrieb höre ich manchmal, dass jemand hinten Bump Stops verwendet, um mehr Traktion zu bekommen.
Früher habe ich dabei gedacht: „Wenn das Heck auf die Bump Stops geht und dadurch die effektive Federrate der Hinterradaufhängung steigt, müsste das doch eigentlich den Grip der Hinterreifen verringern?“ Ich konnte mir das nicht wirklich erklären.
Inzwischen sehe ich das etwas anders, und darüber möchte ich heute schreiben.
Warum verringert eine höhere Federrate an der Hinterachse überhaupt den Grip der Hinterreifen?
Da die Karosserie eine Einheit bildet, federn beim Wanken die kurveninneren und kurvenäußeren Räder an Vorder- und Hinterachse gleichzeitig ein und aus.
Wenn die Federrate an der Hinterachse erhöht wird, verschiebt sich die Verteilung der Wanksteifigkeit nach hinten. Dadurch übernimmt die Hinterachse einen größeren Anteil der seitlichen Lastverlagerung. Das bedeutet, dass sowohl die Entlastung des kurveninneren Hinterrads als auch die zusätzliche Belastung des kurvenäußeren Hinterrads größer werden.
Bei Reifen nimmt der Grip mit zunehmender Radlast immer weniger stark zu. Deshalb kann der zusätzliche Grip des kurvenäußeren Reifens den Gripverlust des kurveninneren Reifens nicht ausgleichen. Insgesamt nimmt der Grip der beiden Reifen dadurch ab.
Das ist die grundlegende Erklärung.
Aber wenn ein Bump Stop an der Hinterachse zum Einsatz kommt, erhöht sich die effektive Federrate doch nur auf der Außenseite, oder?
Die Innenseite bleibt unverändert.
Ich habe die Radlasten an den einzelnen Rädern tatsächlich noch nie gemessen, aber ich vermute, dass der Effekt eines komprimierten hinteren Bump Stops ungefähr so aussieht: Die Radlast am kurvenäußeren Vorderrad nimmt ab, und diese Last wird auf das kurvenäußere Hinterrad verlagert.
Eine seitliche Lastverlagerung funktioniert grundsätzlich so, dass die Last an den kurveninneren Rädern abnimmt und an den kurvenäußeren Rädern zunimmt. Unabhängig davon, wie sich diese Lastverlagerung zwischen Vorder- und Hinterachse verteilt, muss die gesamte Last, die auf der Innenseite verloren geht, der gesamten Last entsprechen, die auf der Außenseite hinzukommt – abgesehen von der Längsverlagerung der Last und Einflüssen wie der Aerodynamik.
Wenn sich beim Herausbeschleunigen aus einer Kurve der Bump Stop am kurvenäußeren Hinterrad komprimiert und dadurch die effektive Federrate steigt, kann man meiner Meinung nach davon ausgehen, dass die Radlast an diesem Reifen stärker als gewöhnlich zunimmt. Wenn man sich also fragt: „Woher kommt diese zusätzliche Last?“, kann sie eigentlich nur vom kurvenäußeren Vorderrad verlagert worden sein.
(Streng genommen wird auch die Radlast am kurveninneren Reifen bis zu einem gewissen Grad beeinflusst, weil sich das hintere Wankzentrum in Richtung des Bereichs nahe der Aufstandsfläche des kurvenäußeren Hinterrads bewegt.)
Das Ergebnis ist, dass sich die Radlast am kurveninneren Hinterrad nicht wesentlich verändert, während die Radlast am kurvenäußeren Hinterrad zunimmt. Dadurch steigt der Gesamtgrip der beiden Hinterreifen.
Wenn das tatsächlich so passiert, besteht also kein Widerspruch darin zu sagen, dass „Bump Stops an der Hinterachse die Traktion verbessern“.
Aber das hängt wirklich davon ab, wie stark der Bump Stop komprimiert wird.
Wenn der Bump Stop beispielsweise vollständig zusammengedrückt ist und die Federung sich auch bei zunehmender Last nicht weiter einfedern kann, wird das Ganze im Grunde zu einer starren Verbindung. Die Außenseite kann sich dann nicht weiter einfedern, während die Innenseite durch die Lastverlagerung weiter ausfedern möchte. Dadurch verändert sich die Wankbewegung so, dass sich die Karosserie im Wesentlichen um einen Punkt nahe der Aufstandsfläche des kurvenäußeren Reifens dreht.
Während die Innenseite weiter ausfedert und sich die Karosserie weiter neigt, entsteht zwischen dem unbeweglichen äußeren Rad und der Fahrbahn ein Winkelunterschied. Dieser Winkelunterschied kann dann nur noch durch die Verformung des Reifens ausgeglichen werden.
Dadurch konzentriert sich der Kontaktdruck immer stärker auf den äußeren Bereich der Reifenaufstandsfläche. Obwohl die Radlast an diesem einzelnen Reifen hoch ist, kann er dadurch nicht mehr genügend Grip erzeugen. Am Ende nimmt der Gesamtgrip der beiden Reifen wieder ab.
Genau das passiert bei manchen Tieferlegungsfedern, bei denen die Bump Stops aufgrund der zu starken Tieferlegung fast ständig im Eingriff sind.
Und die Reifen nutzen sich an den Außenkanten stark ab.
Wenn die Bump Stops also zu stark komprimiert werden, bekommt man die gewünschte Traktion letztlich überhaupt nicht. Für eine gute Traktion muss man die Abstimmung deshalb so wählen, dass die Radlast am kurvenäußeren Reifen möglichst groß wird, ohne den Kontaktdruck zu stark auf den äußeren Bereich der Reifenaufstandsfläche zu konzentrieren.
Wenn der Einfluss der Bump Stops außerdem zu stark ist, kann die Radlast am kurvenäußeren Vorderrad zu gering werden. Das führt zu Untersteuern und kostet Geschwindigkeit.
Im Grunde muss man verschiedene Kompressionsgrade ausprobieren und den optimalen Bereich finden, in dem das System am besten funktioniert. Je nach Abstimmung kann der Effekt sonst sogar ins Gegenteil umschlagen.
Die richtige Kompression zu finden, ist in vielerlei Hinsicht ziemlich schwierig. Deshalb kann die Abstimmung von Bump Stops durchaus anspruchsvoll sein.
Wenn man nur die Spitze eines weichen Urethan-Bump Stops leicht komprimiert, muss man sich darüber nicht allzu viele Gedanken machen. Solche Bump Stops müssen allerdings zwangsläufig relativ lang sein, und bei den meisten tiefergelegten Fahrzeugen ist dafür meiner Meinung nach oft einfach nicht genug Platz vorhanden.
Also ist die Abstimmung von Bump Stops mal wieder ziemlich schwierig.
Das gilt eigentlich für jedes Bauteil: Es reicht nicht, es einfach einzubauen und die Sache damit abzuhaken. Schaut euch den Zustand des Fahrzeugs genau an und stimmt alles richtig ab, damit die Bauteile ihre Aufgabe auch tatsächlich erfüllen können!