Fahrwerk: Die Beine des Autos

Fahrwerk: Die Beine des Autos

 

Hauptaufgabe des Fahrwerks ist die Führung eines Fahrzeuges auf der Fahrbahn. Wesentlich für ein Fahrwerk sind demnach die Konstruktion der Vorder- und Hinterachssysteme. Die Vorderachskonstruktion muss nicht nur die normalen Achsfunktionen wie Radführung und bei Frontantrieb die Kraftübertragung auf die Straße garantieren, sondern im Gegensatz zur Hinterachse zusätzlich die Lenkung aufnehmen. Die Vorderräder beeinflussen somit entscheidend das Fahrverhalten des Fahrzeugs. Als wichtiger Bestandteil sowohl der Vorder- als auch der Hinterachse verbindet die Radaufhängung die Räder mit der selbsttragenden Karosserie. Jedes Rad stützt sich einzeln über ein Federelement am Fahrzeug ab und kann sich dabei vorwiegend vertikal bewegen, um dadurch Fahrbahnunebenheiten auszugleichen. Zu unterscheiden sind bei der Achsgeometrie starre und halbstarre Achsen sowie Einzelradaufhängungen.

 

 Radaufhängung

 

Bei Starrachsen sind die beiden Räder durch einen starren Achskörper miteinander verbunden. Die Führung in Längsrichtung des Fahrzeugs erfolgt bei »angetriebenen« Hinterrädern durch Schubstreben, Längslenker. Vertikale Schwingungen werden durch Schraubenfedern gedämpft, die jedoch keine Seitenkräfte aufnehmen können. Diese Funktion übernimmt ein Panhardstab, der zwischen Achse und Karosserie angebracht ist. Halbstarre Achsen finden als Hinterachsen bei Frontantrieb Verwendung. Die Achsaufhängung erfolgt über zwei mit der Achse verbundene Längslenker, die zudem in Gummielementen gelagert sind.

 

Gegenüber (halb)starren Achsen hat die Einzelradaufhängung den Vorteil, dass keine Beeinflussung der Räder untereinander stattfindet und so allzeit ein guter Kontakt mit der Fahrbahn besteht. Zudem ist die ungefederte Masse des Fahrzeugs klein. Achsträger und Ausgleichsgetriebe/Differenzial gehören anders als bei der Starrachse zu den gefederten Massen, d. h., sie machen die Radbewegungen bei Fahrbahnunebenheiten nicht mit. Je größer die ungefederte Masse im Verhältnis zum Fahrzeuggesamtgewicht ist, umso schlechter ist der Federkomfort, da Unebenheiten stärker auf die Karosserie übertragen werden. Bei der Einzelradaufhängung, die sowohl für Lenk- als auch Antriebsachsen verwendet werden kann, sind daher beide Räder einer Achse unabhängig voneinander über Lenker und Federbein mit dem Fahrzeugaufbau verbunden. Zu den gebräuchlichsten Bauformen der Einzelradaufhängung zählen Doppelquerlenker-, Federbein-, Dämpferbein- und Schräglenkerachse.

 

 Stoßdämpfer

 

Aufgrund der geringen Eigendämpfung der Federn einer Radaufhängung würden die Räder eines Fahrzeuges beim Überfahren von Fahrbahnunebenheiten zu Schwingungen angeregt, die ohne Dämpfung nur sehr langsam abklingen. Der Kontakt zwischen Reifen und Fahrbahn wäre entsprechend der Schwingfrequenz periodisch unterbrochen und die Karosserie würde schaukeln, worunter wiederum die Fahrsicherheit leiden würde. Der zwischen Fahrzeugaufbau und Radaufhängung eingebaute Stoßdämpfer lässt diese Schwingungen schnell abklingen, wobei heute insbesondere Zweirohr- und Einrohrstoßdämpfer eingesetzt werden.

 

Weit verbreitet ist der Zweirohrstoßdämpfer, bei dem zwei Rohre ineinander geschoben sind. Der vom Kolben in den oberen und unteren Arbeitsraum unterteilte Arbeitszylinder ist ganz, der umgebende Ringraum teilweise mit Öl gefüllt. Beim Einfedern des Rades wird der Kolben im Arbeitsraum nach unten gedrückt und über die geöffneten Kolbenventile strömt Öl vom unteren in den oberen Arbeitsraum. Zugleich entweicht das von der eintauchenden Kolbenstange verdrängte Öl über das Bodenventil in den Ringraum. Das Bodenventil bietet dem Öl einen höheren Widerstand als das Kolbenventil und bestimmt dadurch die Dämpfung. Beim Ausfedern bewegt der Kolben sich im Arbeitsraum nach oben, und über die geöffneten Kolbenventile wird Öl vom oberen in den unteren Arbeitsraum gedrückt. Gleichzeitig strömt Öl über das Bodenventil aus dem Ringraum in den unteren Arbeitsraum. Zweirohrstoßdämpfer sind preiswert in der Herstellung, haben jedoch infolge der isolierenden Wirkung des Ringraumes lediglich eine indirekte und daher eher schlechte Wärmeabfuhr.

 

Beim Einrohr- oder Gasdruckstoßdämpfer wird die Reibungswärme direkt an die Umgebungsluft abgegeben. Der Stoßdämpfer arbeitet ähnlich wie die Zweirohrausführung, besitzt jedoch nur ein Rohr. Dieses ist bei der Trennkolbenausführung nicht vollständig mit Öl gefüllt, sondern unterhalb des beweglichen, dichten Trennkolbens befindet sich ein komprimiertes Gas. Diese Bauart ist durch die erforderliche hohe Fertigungsgenauigkeit teurer als der Zweirohrstoßdämpfer, hat jedoch den Vorteil, dass keine Ölschäumung auftritt und daher auch bei hoher Beanspruchung die Dämpfwirkung voll erhalten bleibt.