Bij het afstellen van achterwielaangedreven auto’s hoor ik weleens dat mensen achter bumpstops gebruiken om meer tractie te krijgen.
Vroeger dacht ik: ‘Als de achterwielophanging op de bumpstops komt en daardoor de effectieve veerconstante toeneemt, neemt de grip van de achterbanden dan juist niet af?’ Ik begreep niet hoe dat kon.
Inmiddels kijk ik er iets anders tegenaan, dus daar wil ik het vandaag eens over hebben.
Waarom neemt de grip van de achterbanden eigenlijk af als je de veerconstante achter verhoogt?
Een auto heeft maar één carrosserie. Als die in een bocht overhelt, veren de ophangingen aan de binnenkant uit en die aan de buitenkant in, zowel voor als achter. Dat gebeurt allemaal tegelijkertijd.
Als je de veerconstante achter verhoogt, verschuift de verdeling van de rolstijfheid naar achteren. Daardoor neemt de achteras een groter deel van de zijdelingse lastoverdracht voor zijn rekening. Zowel de afname van de belasting op het binnenste achterwiel als de toename op het buitenste achterwiel worden dan groter.
Banden hebben de eigenschap dat de grip steeds minder snel toeneemt naarmate de verticale belasting groter wordt. De extra grip van de buitenste band kan het verlies aan grip van de binnenste band daardoor niet compenseren. Per saldo neemt de gezamenlijke grip van de twee banden dus af.
Dat is het basisprincipe.
Maar als een bumpstop achter in werking treedt, neemt de effectieve veerconstante toch alleen aan de buitenkant toe?
Aan de binnenkant verandert er niets.
Ik heb de belasting op de afzonderlijke banden nooit daadwerkelijk gemeten, maar ik vermoed dat het indrukken van de bumpstop achter ongeveer dit effect heeft: de belasting op het buitenste voorwiel neemt af en die belasting verschuift naar het buitenste achterwiel.
Bij zijdelingse lastoverdracht neemt de belasting op de binnenste wielen in principe af en die op de buitenste wielen toe. Hoe die overdracht ook over de voor- en achteras verdeeld is, de totale afname aan de binnenkant moet dus gelijk zijn aan de totale toename aan de buitenkant. Daarbij laat ik de lastoverdracht in lengterichting en zaken als aerodynamische effecten buiten beschouwing.
Als bij het uitkomen van een bocht de bumpstop van het buitenste achterwiel wordt ingedrukt en de effectieve veerconstante daardoor stijgt, lijkt het me redelijk om aan te nemen dat de verticale belasting op dat wiel sterker toeneemt dan normaal. Maar waar komt die extra belasting dan vandaan? Die kan eigenlijk alleen maar van het buitenste voorwiel komen.
(Strikt genomen verandert ook de belasting op het binnenste wiel enigszins, doordat het rolcentrum achter verschuift naar de omgeving van het contactvlak van de buitenste achterband.)
Het resultaat is dat de belasting op het binnenste achterwiel nauwelijks verandert, terwijl die op het buitenste achterwiel toeneemt. Daarmee neemt de gezamenlijke grip van de twee achterbanden toe.
Als het zo werkt, is het dus helemaal niet tegenstrijdig om te zeggen dat bumpstops achter voor meer tractie zorgen.
Maar het hangt er wel sterk van af hoe ver de bumpstop wordt ingedrukt.
Stel bijvoorbeeld dat de bumpstop volledig is samengedrukt. Zelfs als de belasting verder toeneemt, kan de ophanging niet meer verder inveren: het geheel gedraagt zich dan praktisch als een starre stang. De buitenste ophanging kan niet verder inveren, terwijl de binnenste ophanging door de lastoverdracht juist wil uitveren. De carrosserie rolt dan in feite om een punt vlak bij het contactvlak van de buitenste band.
Terwijl de binnenste ophanging uitveert en de carrosserie verder overhelt, komt het buitenste wiel, waarvan de ophanging niet verder kan inveren, steeds schuiner ten opzichte van het wegdek te staan. Alleen de band zelf kan dat hoekverschil nog opvangen door te vervormen.
Daardoor verschuift de drukverdeling in het contactvlak steeds meer naar de buitenrand van de band. Hoewel dat ene wiel zwaar belast wordt, kan de band niet meer voldoende grip opbouwen. Uiteindelijk neemt de gezamenlijke grip van de twee banden daardoor af.
Dit zie je bijvoorbeeld bij auto’s met verlagingsveren die zo laag staan dat ze tijdens het rijden vrijwel voortdurend op de bumpstops rusten.
En de randen van de banden slijten dan flink.
Worden de bumpstops te ver ingedrukt, dan krijg je dus juist niet de tractie die je wilde. Voor goede tractie moet je de afstelling zo kiezen dat de belasting op de buitenste band zo groot mogelijk is, zonder dat de contactdruk zich te sterk aan de buitenrand concentreert.
Als de bumpstops een te sterk effect hebben, kan bovendien de belasting op het buitenste voorwiel te klein worden. Dat veroorzaakt onderstuur en kost snelheid.
Je zult dus moeten uitproberen hoe ver je de bumpstops laat indrukken, tot je de juiste balans vindt. Afhankelijk van de afstelling kan het anders zelfs averechts werken.
Hoe ver je de bumpstops precies moet laten indrukken, is om allerlei redenen behoorlijk lastig te bepalen. Bumpstops goed afstellen kan dus een flinke uitdaging zijn.
Als je alleen het uiteinde van een bumpstop van zacht urethaan een klein beetje indrukt, hoef je er niet al te ingewikkeld over te doen. Maar zulke bumpstops moeten nu eenmaal vrij lang zijn, en bij de meeste verlaagde auto’s is daar volgens mij vaak simpelweg niet genoeg ruimte voor.
Dus ja, het afstellen van bumpstops is zo makkelijk nog niet.
Dat geldt eigenlijk voor bijna elk onderdeel: alleen monteren en het daarbij laten is niet genoeg. Kijk goed naar de staat van de auto en stel alles zorgvuldig af, zodat de onderdelen ook echt kunnen doen waarvoor ze bedoeld zijn!