Hallo zusammen!
Einfach mal so in die Runde gefragt: Stellt ihr eigentlich eure Dämpfer ein?
Wenn man die Dämpfungskraft der Dämpfer verändert, kann sich das Fahrgefühl eines Autos komplett verändern.
Erhöht oder verringert man die Dämpfungskraft, verändert sich spürbar, wie schnell sich die Karosserie bewegt – zum Beispiel beim Nicken unter Bremsen oder beim Wanken in Kurven.
Die „richtige“ Dämpfereinstellung zu finden, ist allerdings nicht so einfach. Der ideale Wert hängt von der Strecke ab, auf der man fährt, und natürlich auch vom persönlichen Geschmack des Fahrers.
Was mich bei dem Thema Dämpfung aber immer wieder beschäftigt, ist die Frage, wie sich eine Änderung der Dämpfungskraft eigentlich auf den Grip der Reifen auswirkt. Der Mechanismus dahinter ist überraschend kompliziert, und genau deshalb entstehen hier schnell Missverständnisse.
Neulich habe ich YouTube geschaut. Und nein, nicht die Art von Videos, an die ihr jetzt vielleicht denkt – ich habe mir ein Video aus dem Motorsportbereich angesehen.
Darin sprach ein ziemlich einschüchternd aussehender Typ ganz begeistert über Dämpferabstimmung. Und dabei sagte er etwas, das meine Aufmerksamkeit geweckt hat.
„Wie erkennt man, ob eine stärkere oder schwächere Dämpfung besser ist? Wenn zum Beispiel das Heck beim starken Bremsen vor einer Kurve instabil wird, erhöht man die Dämpfung an der Hinterachse. Dadurch verliert das Heck beim Bremsen weniger Last und das Auto wird stabiler.
Ich habe gerade das Wort ‚Last‘ verwendet, weil es für Fahrer leichter verständlich ist. Aus Sicht eines Mechanikers passiert aber eigentlich nicht genau das.“
Also, was meint er damit?
Lastverlagerung bedeutet ganz einfach gesagt, dass sich die Last verändert, die auf den einzelnen Reifen wirkt. Sie wird durch vier Faktoren bestimmt:
- Fahrzeuggewicht
- Höhe des Schwerpunkts
- Beschleunigung, die auf das Fahrzeug wirkt
- Radstand (bzw. Spurweite, je nach Richtung der Lastverlagerung)
Stellt euch zum Beispiel vor, wir würden die Dämpfungskraft bis ins Unendliche erhöhen, sodass die Dämpfer praktisch zu starren Stangen werden, die sich überhaupt nicht mehr zusammen- oder auseinanderbewegen können.
Auch dann wird beim Bremsen weiterhin Last von den Hinterreifen auf die Vorderreifen verlagert. Beim Beschleunigen wird weiterhin Last von den Vorderreifen auf die Hinterreifen verlagert.
Solange diese vier Faktoren gleich bleiben, bleibt also auch die Größe der Lastverlagerung im Wesentlichen gleich. Streng genommen gibt es winzige Effekte durch Energie, die von den Federn gespeichert und wieder abgegeben wird, Reibung und Ähnliches. Für unsere Betrachtung können wir das aber vernachlässigen.
Da eine Änderung der Federsteifigkeit oder der Dämpfungskraft verändert, wie weit und wie schnell sich das Fahrwerk bewegt, liegt die Vermutung nahe, dass sich bei einer langsameren Fahrwerksbewegung auch die Lastverlagerung langsamer vollziehen müsste.
Tatsächlich ist das aber nicht so.
Die Lastverlagerung ist ein physikalischer Vorgang, der durch das Zusammenspiel von Reifen, Fahrbahn und Schwerpunkt des Fahrzeugs entsteht. Die Fahrwerksbewegung ist dagegen eine Folge der Kräfte innerhalb des Fahrzeugs und verändert die Lastverlagerung selbst nicht direkt.
Auch hier lassen wir sehr kleine Nebeneffekte wie geringfügige Änderungen der Schwerpunktshöhe oder des Radstands durch den Federweg außen vor.
Stellt es euch einmal so vor:
Wenn eine höhere Dämpfung die Lastverlagerung selbst tatsächlich verlangsamen würde, müsste eine unendlich hohe Dämpfung dazu führen, dass auch die Lastverlagerung unendlich langsam wird.
Man könnte also voll auf die Bremse treten, aber die Lastverlagerung würde niemals wirklich abgeschlossen.
Mit anderen Worten: Es würde fast keine Lastverlagerung stattfinden.
Aber offensichtlich passiert das nicht.
In dem Moment, in dem ihr das Bremspedal betätigt, findet Lastverlagerung statt. Was sich verändert, ist die Geschwindigkeit der Nickbewegung des Fahrzeugs.
Die Lastverlagerung selbst wird nur dann langsamer, wenn sich die Beschleunigung langsamer verändert – zum Beispiel, wenn man Bremse oder Gaspedal nicht schlagartig, sondern allmählich stärker betätigt.
Und trotzdem weiß jeder, der schon einmal an den Dämpfereinstellungen herumgespielt hat, dass sich das Fahrverhalten definitiv verändert.
Was genau verursacht diesen Unterschied?
Eine vollständige Erklärung würde wahrscheinlich ein ganzes Buch füllen. Deshalb liste ich hier einfach einige der Faktoren auf, die dabei eine Rolle spielen.
– Reifenkontakt
Ist die Dämpfung entweder zu hart oder zu weich, kann das Fahrwerk Unebenheiten und Bodenwellen nicht richtig folgen. Dadurch verschlechtert sich der Kontakt der Reifen zur Fahrbahn.
Schlechter Reifenkontakt an der Vorderachse führt tendenziell zu mehr Untersteuern, während schlechter Reifenkontakt an der Hinterachse tendenziell zu mehr Übersteuern führt.
– Änderungsrate der Wankachse
Eine Änderung der Dämpfungskraft verändert die Geschwindigkeit der Nickbewegung des Fahrzeugs. In Kurven, in denen die Nickbewegung einen deutlichen Einfluss hat, verändert sich dadurch auch die dynamische Wankachse – also die Position und der Winkel der Wankachse an verschiedenen Punkten der Kurve.
Da der Winkel der Wankachse beeinflusst, wie die Lastverlagerung zwischen Vorder- und Hinterachse verteilt wird, und da die Seitenkraft der Reifen nicht linear mit der Reifenlast zunimmt, führt eine stärker nach vorn geneigte Wankachse tendenziell in Richtung Übersteuern. Eine weniger stark nach vorn geneigte Wankachse geht dagegen tendenziell in Richtung Untersteuern.
Die Auswirkungen der Position der Wankachse lasse ich an dieser Stelle erst einmal außen vor.
– Änderungsrate der Spurweite
Eine Änderung der Dämpfungskraft verändert ebenfalls die Geschwindigkeit von Nick- und Wankbewegungen. Dadurch verändert sich auch die dynamische Spurweite – also die effektive Spurweite an verschiedenen Punkten der Strecke.
Wie genau sich das auswirkt, hängt von der Fahrwerkskonstruktion ab. Allgemein gilt jedoch: Wenn die Spurweite an der Vorderachse stärker zunimmt als an der Hinterachse, verschiebt sich die Balance tendenziell in Richtung Übersteuern. Nimmt die Spurweite hinten stärker zu, geht die Tendenz eher in Richtung Untersteuern.
(Während sich die Spurweite allerdings tatsächlich verändert, erzeugen die Reifen Seitenkraft, indem sie sich an der Fahrbahn abstützen. Je nach Situation kann sich die Tendenz zu Unter- oder Übersteuern deshalb sogar umkehren.)
– Änderungsrate der Achsgeometrie
Da eine Änderung der Dämpfungskraft die Geschwindigkeit von Nick- und Wankbewegungen verändert, verändert sie auch die dynamische Achsgeometrie – also Spur und Sturz an verschiedenen Punkten der Strecke.
Auch hier hängt das genaue Verhalten vom Fahrzeug ab. Wenn die Änderungen der Achsgeometrie die Seitenkraft der Vorderreifen erhöhen, verschiebt sich die Balance tendenziell in Richtung Übersteuern. Erhöhen sie dagegen die Seitenkraft der Hinterreifen, geht die Tendenz in Richtung Untersteuern.
Vorhin habe ich die Auswirkungen der Position der Wankachse ausgelassen. Noch komplizierter wird es, wenn man Zug- und Druckstufe getrennt betrachtet, da auch sie die Höhe des Schwerpunkts und die Position der Wankachse beeinflussen, einschließlich ihrer seitlichen Position.
Ehrlich gesagt habe ich mich mit diesem Bereich selbst noch nicht detailliert genug beschäftigt, um ihn vollständig zu verstehen.
Sehr grob gesagt gilt also: Wenn das Auto nach vorne nickt, geht es tendenziell in Richtung Übersteuern, und wenn es nach hinten nickt, tendenziell in Richtung Untersteuern.
Das ist natürlich eine gewaltige Vereinfachung.
Und es gibt auch Fälle, in denen das nicht zutrifft.
In dem Video sagte er, dass man die Dämpfung an der Hinterachse erhöhen sollte, wenn das Heck beim starken Bremsen instabil wird.
Das stimmt oft – aber nur bis zu einem gewissen Punkt. Ist die Fahrbahn uneben und man stellt die Dämpfung unnötig hart ein, kann das Heck wieder instabil werden.
Auf dem Takasu Circuit haben Änderungen der Dämpfereinstellung zum Beispiel in Kurven wie Getchan oder Grip End normalerweise einen größeren Einfluss als in Kurven wie Kageyama. Es hängt also auch stark von der Art der Kurve ab.
Und selbst das hängt wiederum vom Fahrzeug ab. Ein Auto mit viel Federweg reagiert nicht genauso wie eines mit sehr wenig Federweg.
Wie ihr seht, ist das Ganze überraschend kompliziert.
Deshalb ist es extrem schwierig, all das einem Fahrer zu erklären.
In den meisten Fällen ist es wahrscheinlich besser, einfach zu sagen:
„Wenn du die Dämpfung hinten erhöhst, verliert das Heck weniger leicht Last und das Auto wird dadurch stabiler.“
Das ist physikalisch vielleicht nicht die präziseste Erklärung, aber für einen Fahrer ist sie wesentlich leichter zu verstehen.
Interessanterweise bekommt man auch von ChatGPT normalerweise zunächst eine ähnliche Erklärung, wenn man es nach diesem Mechanismus fragt.
Wenn man aber so etwas antwortet wie: „Mir ist egal, wie Menschen das wahrnehmen – erklär mir einfach, was sich physikalisch tatsächlich verändert“, und immer wieder auf die Widersprüche hinweist, wechselt es irgendwann zu einer genaueren Erklärung.
Wenn ihr ChatGPT irgendwann dazu bringen könnt, euch genau diese Antwort zu geben: „Dämpferverstellungen verändern die Lastverlagerung an den Reifen nicht direkt. Stattdessen beeinflussen sie über Änderungen des Fahrzeugverhaltens und der Fahrwerksgeometrie das Gripverhalten der Reifen“ – dann herzlichen Glückwunsch. Ihr seid wahrscheinlich genauso fahrwerksverrückt wie ich.
Wie auch immer: Der grundlegende Zweck der Dämpfereinstellung besteht darin, den Reifenkontakt zur Fahrbahn zu verbessern.
Idealerweise sollte man Unter- und Übersteuern deshalb über Dinge wie die Balance der Wanksteifigkeit und die Balance der Fahrhöhe zwischen Vorder- und Hinterachse einstellen.
Aber kann man die Balance von Wanksteifigkeit und Fahrhöhe wirklich für jede Streckenbedingung zu 100 % perfekt halten? Das ist nicht gerade einfach.
Gerade in einer Umgebung wie dem Gymkhana, in der man Einstellungen oft direkt vor Ort ändern muss, kann man nicht immer sagen: „Lass uns zuerst alles perfekt optimieren.“
Also, an alle, die bereits tief in der Setup-Arbeit stecken: Viel Erfolg beim Feintuning eurer Autos.