An der Oberfläche sieht es so aus, als hätte die Federung eines Autos eine recht einfache Aufgabe. Wenn die Beulen am Ende weniger holprig sind, dann ist alles gut, oder?
In der Realität hat das Federungssystem eine enorme Menge zu tun und die Komponenten müssen im Vergleich zu anderen Hauptsystemen in einem Auto einer enormen Beanspruchung standhalten. Das Federungssystem befindet sich zwischen dem Rahmen und den Rädern und dient mehreren wichtigen Zwecken. Im Idealfall wird eine gut abgestimmte Aufhängung Stöße und andere Unzulänglichkeiten auf der Straße absorbieren, so dass die Leute im Auto bequem reisen können. Während dies aus der Sicht eines Passagiers sehr wichtig ist, wird der Fahrer bestimmte andere Eigenschaften des Aufhängungssystems bemerken. Dieses System ist auch dafür verantwortlich, die Räder so weit wie möglich am Boden zu halten.
Die Räder sind extrem wichtig für Leistung und Fahrzeugsicherheit. Die Räder sind der einzige Teil eines Autos, der die Straße berührt. Dies bedeutet, dass sie gleichzeitig die Kraft auf den Boden bringen und lenken müssen, während sie auch für das Anhalten des Fahrzeugs verantwortlich sind. Ohne ein System zum Absorbieren von Unebenheiten und Schlaglöchern, die in Straßen vorhanden sind, würde das Fahrzeug über eine rauhe Oberfläche rütteln und wackeln und das Fahrzeug im wesentlichen unbrauchbar machen, weil es an Traktion fehlt. Während das Aufhängungssystem eine großartige Lösung für holprige Straßen ist, fügt es eine Menge Komplexität hinzu, wenn man bedenkt, dass die Räder jetzt für all ihre Standardaufgaben verantwortlich sind und nun auf und ab fahren müssen, um Stöße von Stößen zu absorbieren der Fahrzeuggriff ist nicht auf Federn und wird mit jeder Kurve herumgeworfen.
Aus diesem Grund ist das Federungssystem sehr komplex. Es gibt viele Teile und ein einzelnes gebrochenes oder gebogenes Teil kann das gesamte Setup sabotieren.
Wie funktioniert das Federungssystem?
Meistens haben moderne Autos unabhängige Aufhängung vorne und hinten, so dass jedes Rad unabhängig von den anderen fahren kann. Einige Autos verwenden jedoch wegen der niedrigeren Kosten und des einfacheren Designs eine Basisstrahlachse. Die einzigen Balkenachsen, die noch in Neuwagen verwendet werden, sind lebende Achsen. Die angetriebenen Achsen haben an jedem Ende ein angetriebenes Rad und die toten Achsen haben an jedem Ende frei drehende Reifen. Das Problem mit Hinterreifen, die sich nicht unabhängig voneinander bewegen, besteht darin, dass sie immer den gleichen Winkel relativ zueinander und nicht relativ zur Straßenoberfläche beibehalten. Dies bedeutet weniger Traktion und weniger Vorhersagbarkeit in der Handhabung. Bis zur neuesten Version nutzte der Ford Mustang eine aktive Achse und wurde heftig kritisiert, weil er die Leistung für nostalgisches Handling opferte.
Trägerachsen tragen auch unnötiges ungefedertes Gewicht bei. Das ungefederte Gewicht ist ein Gewicht, das nicht auf der Aufhängung ruht. Das auf der Aufhängung ruhende Gewicht wird als Federgewicht bezeichnet. Durch das geringe ungefederte Gewicht im Vergleich zum gefederten Gewicht fühlt sich ein Auto leichter und lebendiger an. Das Gegenteil bietet eine harte Fahrt und das Gefühl, weniger Kontrolle über das Fahrzeug zu haben. Wenn die Differenzial-Sendeleistung zu den Rädern über die Achsen an dem Rahmen oder der Karosserie des Fahrzeugs anstatt an der Achse selbst angebracht ist, dann gibt es eine signifikante Menge weniger ungefederten Gewichts. Dies ist einer der Hauptgründe, warum neben den vielen anderen Vorteilen, ein Rad zu bewegen, ohne die anderen Räder stark zu beeinflussen, die Einzelradaufhängung von den Autoherstellern fast universell für die Vorder- und Hinterräder ihrer Fahrzeuge übernommen wird.
Die unabhängige Vorderradaufhängung ermöglicht, dass jedes Vorderrad auf und ab fährt, wobei die Feder und der Stoßdämpfer an einem Ende am Rahmen und am anderen Ende an einem Querlenker oder Querlenker befestigt sind. Ein Steuerarm ist die Vorderseite des Fahrzeugs in der Nähe der Mitte an einem Ende des Arms und der Achsschenkel an der anderen befestigt. Ein Querlenker macht dasselbe, außer dass er an zwei Punkten am Rahmen befestigt wird, wodurch das Teil einem Querlenker ähnelt. Die Positionierung jeder Komponente in unabhängigen Vorderradaufhängungssystemen ist sehr wichtig, da die Vorderräder eine konsistente Ausrichtung haben und aufrechterhalten müssen, um einen sicheren Fahrzeugbetrieb zu gewährleisten.
Die unabhängige Hinterradfederung nutzt die gleiche Technologie wie die Vorderachse, ohne dass die Lenkdynamik berücksichtigt wird, da die Hinterräder normalerweise nicht lenken. Fahrzeuge mit Hinterrad- und Allradantrieb haben ein Differential, das in der Mitte der Querlenker oder Querlenker am Rahmen montiert ist, während Fahrzeuge mit Frontantrieb eine sehr einfache Hinterradaufhängung haben, die nur Federn und Stoßdämpfer benötigt.
Stoßdämpfer und Federn sorgen für Dämpfung und Kompression, wenn sich die Federung bewegt. Federn bieten Kraft, um das Federgewicht von den Rädern hochzuhalten und dem Zusammendrücken zu widerstehen. Stoßdämpfer sind mit Öl gefüllte Zylinder, die die Feder zwingen, mit einer gleichmäßigen Rate zu komprimieren und zu dekomprimieren, um zu verhindern, dass die Federn auf und ab springen. Moderne Stoßdämpfer (oder Stoßdämpfer) sind geschwindigkeitsempfindlich, was bedeutet, dass sie bei leichten Unebenheiten glatter sind und größeren Unebenheiten mehr Widerstand entgegensetzen. Stellen Sie sich die Federn als Wachhunde vor, die bereit sind, das Auto vor Unebenheiten zu schützen. Die Stoßdämpfer würden diejenigen sein, die an den Leinen der Wachhunde festhalten, um sicherzustellen, dass sie den Job nicht zu weit nehmen und mehr Schaden als Nutzen anrichten.
Viele Autos, vor allem kleine, verwenden MacPherson Struts, die in der Mitte einer Schraubenfeder sitzen und wie Stoßdämpfer wirken. Dies spart Platz und ist auch leichter.
Wie erhöht das Federungssystem den Fahrgastkomfort?
Wenn die Fahrt oder der Fahrkomfort eines Autos gut ist, bedeutet dies, dass die Aufhängung eine gute Straßenisolierung aufweist. Die Federung kann sich bei Bedarf nach oben und unten bewegen, ohne das Fahrzeug zu rütteln. Gerade genug Gefühl von der Straße erreicht den Fahrer, so dass sie von irgendwelchen beunruhigenden Straßenbedingungen wissen und einen Grollstreifen spüren werden, wenn sie die Schulter einer Hochgeschwindigkeitsstraße betreten.
Ältere Luxusautos, amerikanische Luxusautos, um genau zu sein, haben den Ruf, solche bequeme Suspendierung zu haben, dass sich der Fahrer fühlen würde, als ob sie ein Boot fahren würden. Dies ist nicht optimal, da das Gefühl der Straße (zumindest ein wenig) für die Aufrechterhaltung des Situationsbewusstseins während der Fahrt wesentlich ist. Sportwagen und werksseitig abgestimmte Kompaktwagen werden oft wegen ihrer schlechten Straßenisolierung kritisiert. Die Hersteller dieser Autos gehen davon aus, dass ihre Zielgruppe nach schnellen Rundenzeiten auf der Strecke über dem Straßenkomfort sucht. Auch Fahrzeuge, die mit Rennstreckengeschwindigkeit fahren, bekommen mehr Abtrieb von der Luft, was eine komfortable, auf den Straßenverkehr ausgerichtete Federung unberechenbar erscheinen lässt, besonders in Kurven.
Einige mögliche Probleme mit dem Körper oder der Fahrt zu suchen sind:
Körperrolle: Wenn sich die Karosserie beim Kurvenfahren nach außen neigt. Alle Autos tun dies bis zu einem gewissen Grad, wenn sie um eine Ecke fahren, aber wenn die Karosserie des Wagens zu viel rollt, kann die Gewichtsverlagerung dazu führen, dass sich das Fahrzeug dreht, zu früh aus der Kurve kommt oder die Traktion auf einem oder mehreren Rädern verliert .
Unten heraus: Wenn die Reifen beim Verdichten der Federung auf die Karosserie treffen. Dies passiert, wenn das Auto nicht genug Federung hat, um die Kraft der Beule zu absorbieren, über die es fährt. Stoßdämpfer können dies verhindern, indem sie ein Polster zwischen der Aufhängung und dem Rahmen vorsehen, das verhindert, dass sich der Reifen hoch genug bewegt, um auf die Fahrzeugkarosserie zu schlagen, aber wenn sie unzureichend sind oder fehlen, kann dieses Problem auftreten. Durch die Bodenbildung kann der Körper, die Räder oder das Aufhängungssystem leicht beschädigt werden.
Wie hilft das Federungssystem dem Auto, mit der Straße verbunden zu bleiben?
Die Straßenhaltefähigkeit eines Autos wird daran gemessen, wie gut das Fahrzeug eine gute Traktion und sogar eine Gewichtsverteilung bei unterschiedlichen Kräften aufrechterhalten kann. Um sich beim Anhalten stabil zu fühlen, braucht ein Auto eine Federung, bei der die Front nicht abtauchen kann, wenn die Bremsen betätigt werden. Für eine sanfte Beschleunigung ist eine Federung erforderlich, die verhindert, dass das Auto beim Öffnen der Drosselklappe nach hinten hockt. Die Gewichtsverlagerung verleiht der Hälfte der Räder den größten Teil der Traktion, wodurch Energie verschwendet wird und uneinheitliche Fahreigenschaften entstehen.
Wie oben erwähnt, ist der Körper, der zu viel in den Ecken rollt, schlecht für die Handhabung. Das Körperrollen ist auch schlecht, weil es die Traktion beim Runden um eine Ecke mehr als die andere Seite des Wagens verschiebt. Dies führt dazu, dass die Innenreifen die Traktion verlieren und möglicherweise die Straßenoberfläche verlassen. Eine Aufhängung, die eine gute Straßenlage bietet, wird dies größtenteils verhindern.
Einige Traktionsprobleme, die auf eine weniger als ideale Aufhängung zurückzuführen sind, umfassen:
Bump Steer: Wenn Sie auf eine Bodenwelle stoßen, dreht das Auto nach links oder rechts, ohne dass der Fahrer das Lenkrad dreht. Eine schlechte Ausrichtung der Aufhängung kann dazu führen, dass die Räder so abgewinkelt werden, dass dieses Problem auftritt.
Übersteuern: Wenn das Heck des Wagens die Traktion verliert und um eine Ecke kommt. Wenn der Körper zu viel Kurven fährt, kann die Gewichtsverlagerung dazu führen, dass die Hinterräder die Traktion verlieren. Die Tatsache, dass die Hinterräder in einem Winkel stehen, der es dem Reifen nicht ermöglicht, bei Kurvenfahrten an der Straße zu haften, kann ebenfalls zu diesem Problem führen.
Untersteuernd: Wenn die Vorderräder die Traktion um eine Kurve verlieren und das Fahrzeug zur Außenseite der Kurve driften. Ähnlich wie beim Übersteuern können übermäßige Körperrollen oder falsch abgewinkelte Räder dazu führen, dass die Vorderräder beim Kurvenfahren schlechte Traktion haben. Untersteuern ist besonders gefährlich, weil Fahrzeuge mit Frontantrieb lenken und die Vorderräder mit Strom versorgen. Je weniger Traktion die Vorderräder haben, desto weniger kann das Auto effektiv steuern.
Sowohl Oversteer als auch Understeer werden durch rutschige Straßenbedingungen verschärft.
Wartung der Aufhängung
Da die Hauptaufgabe des Federungssystems darin besteht, Stöße zu absorbieren, um das Fahrzeug und seine Insassen zu schützen, werden Teile so gebaut, dass sie ziemlich haltbar sind. Es gibt ein paar andere Komponenten in modernen Fahrzeugen, die so überentwickelt sind wie jene, die im Aufhängungssystem zu finden sind.
Dennoch, wenn so viel Bewegung und Kraft in der Aufhängung stattfindet, verschleißen Teile unvermeidlich oder werden beschädigt. Ernsthafte Schlaglöcher können das Auto sogar so stark absenken, dass die Türme, die die Federn an Ort und Stelle halten, sich biegen oder brechen.
Quietschgeräusche begleiten normalerweise Buchsen und andere Verbindungen, die versagen. Wenn eine Ecke des Fahrzeugs beim Überfahren von Unebenheiten zu federnd wird, lassen Sie die Stoßdämpfer oder Streben sofort inspizieren. Probleme mit der Aufhängung sollten sofort behoben werden. Wenn sich die Handhabung oder die Stoßdämpfung in einem Fahrzeug ändert, sollte dies so schnell wie möglich überprüft werden.