Warum brauchen Rennwagen eine Federung?

Betrachten Sie F1- oder NASCAR-Rennwagen. Soweit ich weiß, sind diese Autos keinen hügeligen, unruhigen Straßen ausgesetzt, die starke Pitching- oder Hüpfbewegungen hervorrufen. Die Tracks wirken ziemlich eben.

Was das Rollen angeht, würde es kein Rollen geben, wenn es überhaupt keine Suspensionen gäbe. Warum benötigen diese Autos dann Aufhängungen? Warum zusätzliches Gewicht hinzufügen?

Suspensionen machen zwei Dinge:

• Sie glätten eine holprige Fahrt und sind als solche eher eine Komfortsache. In der Tat haben Serienfahrzeuge ihre Aufhängungen im Werk auf einen Kompromiss zwischen Komfort und Leistung abgestimmt. F1 und NASCAR werden natürlich eine stark auf Leistung ausgerichtete Abstimmung haben. Wenn Sie verschiedene Autos fahren, werden Sie feststellen, dass sich einige Autos auf derselben Straße sehr geschmeidig anfühlen, während andere Ihnen eine holprigere Fahrt ermöglichen. Sie werden auch feststellen, dass einige Autos mit denselben Autos die gleichen Kurven mit der gleichen Geschwindigkeit fahren, wobei einige Autos nur größtenteils eben bleiben, während andere sich sehr stark neigen. Hier dreht sich alles um das Tuning des Fahrwerks: Möchten Sie eine bequeme Couch oder ein sportliches Go-Kart fahren?
• Sie drücken die Reifen in den Bürgersteig und versuchen, sie trotz der Unebenheiten der Straße und des Fahrens des Fahrers festzuhalten

Das letzte Stück muss auch in zwei Teile geteilt werden, da es zwei Dinge gibt, gegen die die Federung kämpft, um die Reifen in den Bürgersteig gedrückt zu halten:

• Unebenheiten auf der Straße: Im Grunde genommen diese Unebenheiten, Schlaglöcher, weichen Bordsteine, sogar nur eine Änderung der Profilerstellung vom Übergang von einer ebenen Straße zu einer Steigung und umgekehrt. F1 und NASCAR brauchen dies ebenfalls, da bei Ovalrennen Kurven in eine flache Schürze übergehen und Straßenkurse Bordsteine ​​aufweisen.
• Fahren des Fahrers: Im Grunde genommen wird fast alles, was Sie mit dem Lenkrad, dem Gaspedal und dem Bremspedal bei Geschwindigkeiten über 20 km / h tun, das Gewicht des Autos buchstäblich herumwerfen. Eine ungleichmäßige Gewichtsverteilung führt dazu, dass die Räder blockieren (beim Bremsen) oder rutschen (beim Lenken) oder rutschen (beim Beschleunigen). Wenn wir uns den letzten Fall ansehen (Beschleunigung), verlagert sich das Gewicht nach hinten, wodurch mehr Gewicht auf die Hinterräder und weniger Gewicht auf das Vorderrad gelegt wird. Wenn das Auto mit Frontantrieb ausgestattet ist, erleichtert das reduzierte Gewicht an der Vorderseite den Vorderrädern das Brechen der Traktion und damit das Durchrutschen, während ein Auto mit Hinterrad von der Gewichtsverlagerung am Heck unter Beschleunigung und Hilfe profitiert Die Reifen halten die Traktion. Die Federung arbeitet, um diese Gewichtsübertragung zu reduzieren.

Da F1-Autos und NASCARs viel beschleunigen, bremsen und lenken, profitiert ihre Leistung von einer richtig abgestimmten Federung.

Gewichtsübertragung ist ein Bestandteil der Physik und Mutter Natur.

Die meisten Leute werden schmerzlich getäuscht, Dinge wie "Pendelstangen" und "Stabilisatoren", "steife Federn" zu denken und solche, die eine Gewichtsübertragung verhindern . Einfach falsch.

Die Wahrheit ist, dass NICHTS die Gewichtsübertragung verhindert. Sie könnten in der Lage Reifenkontaktflächen schmeicheln auf der Oberfläche zu halten , mehr „Traktion“ zur Verfügung zu stellen und „Seitenführungskraft“. Aber verstehen Sie auch, dass alles, was Sie mit einer unabhängigen Federung tun, um die "Unabhängigkeit" zwischen den Seiten zu verringern, das eine oder andere Ende des Fahrzeugs verletzt .

Huh? Während die Wirkung größerer Stabilisatoren oder steiferer Federn einen Nettogewinn an Kurvenleistung darstellen kann, werden die Rollpaare so ausgeglichen, dass die endgültige Leistung von einer Seite oder einem Ende weggenommen wird balancieren Sie das Fahrzeug und haben Sie neutralere Rollpaare.

Es ist eine ausgefallene Art zu sagen, wenn Sie 4 Finger an Ihrer rechten und 5 an Ihrer linken Hand haben, können Sie einen linken Finger abschneiden, um mehr Gleichgewicht zu erreichen. Keine Aufhängungsfeder oder Hebel oder Torsionsstabvorrichtung "fügt einen Finger hinzu".

SO .... [Husten]

Die Federung eines F1-Autos oder einfach eines beliebigen Autos, auch auf glatten Strecken mit Spiegelglas, ist unbedingt erforderlich. Es setzt clevere Physik und aerodynamischen Abtrieb ein, um sich an Mutter Natur zu schleichen und schneller zu werden. Diese Jungs sind die absolute Spitze der Leistung, mit Bajillionen unter ihnen.

Ich erinnere mich, als Ferrari (ich glaube, ich bin alt) einen oberen Querlenker (ein Stück!) Herstellte, der keine Feder benötigte - er hatte einen flachen Abschnitt aus seltsamem Laminatmaterial, das sich bog und als Feder diente sowie der Querlenker. Sie kosteten jeweils Tausende und mussten nach jedem Rennen wegen Müdigkeit ausgetauscht werden.

Rennwagen, insbesondere Einsitzer, haben in der Tat eine sehr steife Federung mit relativ geringem Federweg. In einem F1-Auto stammen etwa 50% des Federwegs aus dem Flex der Reifen.

Hochleistungsautos sind sehr hohen Belastungen ausgesetzt, wenn sie beschleunigen, bremsen oder die Richtung ändern. Letztendlich werden diese Belastungen von den Reifen auf die Strecke übertragen, und die Menge an Last, die ein Reifen übertragen kann, bevor er zu rutschen beginnt, ist eine Funktion des vertikalen Lastschubs es runter auf die Strecke.

Ein großer Teil der Rolle der Federung besteht darin, die Verteilung dieser Kräfte auf die Reifen zu steuern. Dies wird durch die Tatsache weiter erschwert, dass Fahrzeuge mit Karosserie, die eine Kraft erzeugen, sehr empfindlich auf Änderungen der Fahrhöhe und des Spanwinkels reagieren, insbesondere im Fall einer Bodenkraft mit Bodeneffekt.

Ebenso können Fahrhöhe und Spanwinkel durch die Geschwindigkeit beeinflusst werden, bei höheren Geschwindigkeiten erzeugen Flügel mehr Abwärtskraft und damit mehr Kompression der Federung.

Die Rennfederung bietet auch Einstellmöglichkeiten. Kein Fahrzeug ist perfekt steif. Die Karosserie und die Reifen sind immer etwas flexibel. Durch die einstellbare Federung kann das mechanische Verhalten des Fahrgestells sehr genau eingestellt werden. Denken Sie hier daran, dass es sich um sehr feine Leistungsspannen und komplexe Wechselwirkungen zwischen Fahrgestell, Reifen und Aerodynamik handelt.

Es ist auch wichtig zu bedenken, dass Rennstrecken nicht unbedingt perfekt glatt sind und bei Renngeschwindigkeiten (die Durchschnittsgeschwindigkeit eines F1-Autos beträgt etwa 120 Meilen pro Stunde) der Effekt selbst geringfügiger Unregelmäßigkeiten auf der Streckenoberfläche stark verstärkt wird. Ebenso haben die meisten Strecken deutlich erhöhte Bordsteine, die die Autos (zumindest) abschneiden müssen, um die beste Leistung zu erzielen.

Es ist auch erwähnenswert, dass die Räder irgendwie am Auto befestigt werden müssen und die Lasten gleich sind, unabhängig davon, ob sich die Balken, auf denen sie gehalten werden, bewegen oder nicht. Es ist daher fraglich, ob eine erhebliche Gewichtsersparnis bei der Abschaffung der Federung erzielt werden kann. Denken Sie auch daran, dass F1-Autos normalerweise Torsionsfedern verwenden, die ziemlich klein sind.

Monaco, eine F1-Strecke, ist auf öffentlichen Straßen in Ordnung, offensichtlich für das Rennen gesperrt, aber nicht perfekt glatt, so dass die Federung auch für die Gewichtsverlagerung noch erforderlich ist.