Die Achsvermessung Grundlagen und Technik

Hallo,

aufgrund vieler Fahrwerkstieferlegungen möchte ich mal die Begriffe einer Fahrwerksvermessung, die aus einem Meßprotokoll ersichtlich sind erklären und für sogenannte Laien etwas verständlicher machen. Quelle ist Eigenwissen und Recherche im Netz.

Gerade bei den frontgetriebenen Autos wozu auch der Mini gehört ist das Thema Achsvermessung und
Spur- bzw. Sturzeinstellung ein an Wichtigkeit nicht zu verkennendesThema.
Bei falscher Spur und/ oder Sturz können nicht nur die Reifen beschädigt
werden, auch die Genauigkeit des Fahrverhaltens leidet extrem.
Die Achsvermessung wird heute fast nur noch mit Meß-Computern und entsprechend ausgerüsteten Meßpätzen durchgeführt.

Auch wenn wir selber die Einstellungen nicht durchführen können, sollten wir schon wissen WAS, WARUM und WIE gemacht wird/ werden muß:

Begriffe der Fahrwerksvermessung Teil 1

Bezugsgrößen:

Die Radmittelebene (1)
Die Radmittelebene ist die zur Raddrehachse senkrechte Mittelebene des Reifens.
Radaufstandspunkt (2)
Der Radaufstandspunkt ist der Schnittpunkt der Radmittelebene mit der Drehachse auf der Fahrbahnebene.
Die Geometrische Fahrachse (3)
ist die Winkelhalbierende des Gesamtvorspurwinkels der Hinterachse.
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Die Fahrzeuglängsmittelebene (4)ist eine fahrzeugfeste Ebene, die senkrecht zur Fahrbahn steht und durch die Mitte der Spurweite der Vorder- und Hinterachse geht.
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Einschlagroutine

Unter "Einschlagroutine" ist der beidseitige Einschlag der Vorderräder zur indirekten Bestimmung von Nachlauf, Spreizung und Spurdifferenzwinkel zu verstehen.

Üblicherweise erfolgt der Lenkeinschlag per Bedienerführung aus der Geradeausstellung zuerst nach rechts, dann nach links; abschließend werden die Räder wieder auf Fahrt geradeaus gestellt.

Fahrachswinkel

Der Fahrachswinkel ist der Winkel zwischen der Fahrzeuglängsmittelebene (1) und der Winkelhalbierenden des Gesamtvorspurwinkels der Hinterachse. Er ist positiv, wenn die Winkelhalbierende nach links vorne gerichtet ist. Der Fahrachswinkel ergibt sich aus Spur, Seitenversatz und Schrägstand der Hinterachse. Auf dieser Achse fährt das Fahrzeug geradeaus.

Mögliche Fehlerauswirkung: Fahrzeug macht Dackelspur
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"Fahrt geradeaus"

Die "Fahrt geradeaus" ist eine Hilfsstellung der Lenkung, bei der die beiden Vorderachseinzelspurwerte auf gleichen Wert in bezug auf die Fahrzeuglängsmittelebene ausgerichtet werden.Diese Ausrichtung erfolgt beim modernen Achsmeß-Computer per Bedienerführung; die genaue Stellung des Lenkrades wird hierbei noch nicht bewertet. In der Hilfsstellung "Fahrt geradeaus" werden die Spur- und Sturzwerte der Hinterachse gemessen.

Felgenschlagkompensation

Die Durchführung der Felgenschlagkompensation bezweckt, den Seitenschlag der Felge und den Aufspannfehler von Universal-Meßgerätehalter oder Quickspanneinheit bei einer Radumdrehung elektronisch zu erfassen und für die Vermessung von Spur und Sturz zu kompensieren.Für eine präzise Fahrwerksvermessung mit engen Spur- und Sturztoleranzen ist die Felgenschlagkompensation zwingend erforderlich, nur bei der Verwendung von markenspezifischen Schnellspanneinheiten darf sie entfallen.

Höhenstand

Der Höhenstand ergibt sich aus der momentanen Lage der Karosserie zur Konstruktionslage.Bei einigen Fahrzeugherstellern wird beispielsweise von der unteren Felgenhornkante bis Unterkante Radhaus gemessen. Die Messung erfolgt senkrecht durch die Radmitte. Der gemessene Höhenstand zeigt so, wie weit die einzelnen Räder ein- oder ausgefedert sind.Durch Beladungsveränderung kann der Höhenstand variiert werden, wobei sich gleichzeitig die Fahrwerksmeßwerte ändern.

Der Höhenstand hat daher entscheidenden Einfluß auf die Ergebnisse der Fahrwerksvermessung.
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Konstruktionslage

Bei der Neuentwicklung eines Fahrzeugs wird die Konstruktionslage
definiert. Dabei liegen die Nullinien der Z- und X-Achse genau in
Fahrzeugmitte, während die Nullinie der Y-Achse genau durch die
Radmitten der Vorderachse verläuft.
Diese Konstruktionslage ist identisch zur Fahrzeugposition im Sollhöhenstand.

AIle vom Kfz-Hersteller vorgegebenen Fahrwerksdaten beziehen sich auf die Konstruktionslage

Lenkrollradius

Der Lenkrollradius ist der Abstand zwischen Mitte der Radaufstandsfläche
bis zum Durchstoßpunkt der verlängerten Lenkdrehachse durch die
Fahrbahn, er erleichtert die Lenkbarkeit des Fahrzeugs.

Der Lenkrollradius ergibt sich aus dem Zusammenwirken von Sturz,
Spreizung und Einpreßtiefe des Rades; dabei ergeben sich drei
Möglichkeiten:
Lenkrollradius positiv, null oder negativ.

Der Begriff "negativer Lenkrollradius" wurde durch die Einführung bei
Audi in Verbindung mit dem diagonalen Bremssystem Insbesondere deshalb
bekannt, weil ein negativer Lenkrollradius auf die Geradeausfahrt eine
selbststabilisierende Wirkung bei einseitig ziehenden Bremsen oder bei
unsymmetrischen Fahrbahnwiderständen ausübt. Neigt normalerweise ein
Fahrzeug dazu, in Richtung des stärker gebremsten Rades zu ziehen, so
wird diese Reaktion durch einen negativen Lenkrollradius ins Gegenteil
verwandelt. Die Bremskraft dreht das Rad zur nicht gebremsten Seite hin
ein, wodurch ein seitliches Ausbrechen des Fahrzeugs vermieden wird.
Das Beilegen von Distanzscheiben zwischen Scheibenrad und Radnabe oder
der Einsatz von Felgen mit anderer Einpreßtiefe verändert zwangsläufig
den bei der Fahrzeugentwicklung festgelegten Lenkrollradius und damit
auch das Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs.
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Maximaler Lenkwinkel

Der maximale Lenkwinkel ist der Vorspurwinkel des Vorderrades bei
maximalem Links- und Rechtseinschlag. Er wird am jeweils kurveninneren
Rad gemessen und auf die Fahrzeuglängsmittelebene bezogen.
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Nachlaufwinkel

Der Winkel zwischen der Lenkdrehachse und der Senkrechten wird als Nachlaufwinkel bezeichnet. Eine Neigung oben nach hinten wird mit positivem Vorzeichen gekennzeichnet.Durch den Nachlauf werden die Räder gezogen, wodurch ihre Flatterneigung reduziert wird. Bei Kurvenfahrt werden zusätzliche Rückstellkräfte frei, die zusammen mit dem Effekt des Spreizungswinkels die Geradeausstellung der Vorderräder unterstützen.
Sind die Nachlaufwinkel am Iinken und rechten Vorderrad stark unterschiedllch, so fährt das Fahrzeug bei losgelassenem Lenkrad nicht mehr geradeaus, es zieht einseitig.Der Nachlauf wird indirekt gemessen, wozu die Sturzwinkeländerung bei einem beidseitigen Lenkeinschlag von 10 oder 20° erfaßt und mit einer Formel hochgerechnet wird.

Nachlaufwinkel, indirekt gemessen über die 20°-Einschlagsroutine
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Radstand

Der Radstand wird von Mitte Vorderachse bis Mitte Hinterachse gemessen.
Bei mehrachsigen Fahrzeugen sind die einzelnen Radstände von vorn nach
hinten nacheinander angegeben. Ein großer Radstand ergibt großen
Nutzraum, mehr Fahrkomfort und geringere Neigung zu Nickschwingungen.
Ein kurzer Radstand erleichtert das Befahren enger Kurven.

Radstellungen
Die Radstellung ist für den einwandfreien Geradeauslauf, eine gute
Haftung der Reifen bei Kurvenfahrt und für den Reifenverschleiß von
maßgebender Bedeutung. Durch die Radstellung wird das Fahrverhalten bei
Kurvenfahrt beeinflußt.

Dabei unterscheidet man

• Untersteuern
• Übersteuern
• neutrales Verhalten

Die Radstellung wird bestimmt durch:

• Radstand
• Spurweite
• Spur
• Sturz
• Spreizung
• Nachlauf
• Lenkrollhalbmesser
• Spurdifferenzwinkel
  

  
  

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Radversatzwinkel

Der Radversatzwinkel ist der Winkel, um den das rechte Vorderrad
gegenüber dem linken Vorderrad nach vorne oder hinten versetzt ist. Er
mißt damit den Schrägstand der Vorderachse.
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Spreizung

ist der Winkel, um den der Achsschenkelbolzen bzw. die Lenktungsdrehachse gegen die Senkrechte oben nach innen geneigt ist. Dadurch entstehen Rückstellkräfte, die das Rad nach einer Kurvenfahrt wieder in Geradeausstellung bringen.

Sturz und Spreizungswinkel bestimmen miteinander die Lage des Berührungspunktes der Vorderräder auf der Fahrbahn. Durch die Spreizung wird der Hebelarm, an dem die Radkräfte angreifen, kleiner, was das Einschlagen der Räder erleichtert. Außerdem wirken sich Fahrbahnstöße nicht so stark auf die Lenkung aus.Die Messung des Spreizungswinkels erfolgt indirekt über einen beidseitigen Lenkeinschlag von 10 oder 20°.

Spreizungswinkel, indirekt gemessen über eine 20° Einschlagsroutine
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Begriffe der Fahrwerksvermessung Teil 2

Spur

Die Gesamtspur einer Kfz-Achse wird aus der Differenz zwischen dem
vorderen und hinteren Abstand der Räder einer Achse ermittelt, gemessen
an den Felgenhörnern.

Bei modernen Achsmeßgeräten wird die Spur nicht mehr in mm, sondern
in Winkelminuten gemessen, dadurch muß der Wert nicht mehr auf den
Felgendurchmesser bezogen werden.

Die Einzelspur bezeichnet den Winkel eines einzelnen Rades - an der
Hinterachse gemessen - in bezug auf die Fahrzeuglängsmittelebene, aber
an der Vorderachse gemessen in bezug auf die geometrische Fahrachse.
Vorspur wird durch ein positives Vorzeichen gekennzeichnet. Ein
geradeaus laufendes Rad hat den geringsten Reifenverschleiß. Bei der
Geradeausfahrt entstehen aber Kräfte, die die Räder wegen der
Elastizität in den Radaufhängungen vorne nach außen drücken.
Deswegen würden sich die Räder an der Innenschulter vorzeitig
abradieren. Um dem entgegenzuwirken, stellt man die Räder bei nicht
angetriebenen Achsen auf Vorspur ein.
Bei angetriebenen Achsen werden die Räder wegen der Antriebskräfte
zusätzlich vorne zusammengedrückt, deshalb werden hier die Räder in der
Regel auf 0-Spur oder sogar Nachspur eingestellt. Die Vorspur
stabilisiert also den Geradeauslauf durch Verspannung der
Reifenaufstandsflächen und verhindert damit ein Flattern und Radieren
der Räder.
Weist ein Fahrzeug an der Hinterachse ungleiche Einzelspurwerte auf,
müssen für die Geradeausfahrt die Vorderräder so eingeschlagen werden,
daß die Winkelhalbierende der Vorderachsgesamtspur parallel zur
Winkelhalbierenden der Hinterachsgesamtspur (= geometrische Fahrachse)
steht. Dadurch fährt das Fahrzeug im "Dackellauf", und das Lenkrad steht
auf einem leichten Lenkeinschlag.
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Spurdifferenzwinkel

Der Spurdifferenzwinkel erfaßt die Winkelstellung des kurveninneren Rades zum kurvenäußeren Rad bei einer Kurvenfahrt. Die Messung erfolgt normgemäß bei einem beidseitigen Lenkeinschlag von 20°, erfaßt über mechanische oder elektronische Drehuntersätze.Die Lenkungsgeometrie ist so konstruiert, daß sich die Winkelstellung der Vorderräder bei zunehmendem Lenkeinschlag ändert. Eine störungsfreie Kurvenfahrt ergibt sich nur, wenn in jeder Lenkradstellung alle vier Radachsen durch den Laufkreismittelpunkt verlaufen. Anderenfalls tritt in engen Kurven ein Radieren und Quietschen der Reifen auf.Der Spurdifferenzwinkel gibt Aufschluß über die Arbeitsweise des Lenktrapezes, bei korrekter Funktion müssen sich gleich große Werte bei Links- und Rechtseinschlag ergeben.

Spurdifferenzwinkel, gemessen ueber 20° Einschlagroutine, zur Beurteilung der Funktion des Lenktrapezes
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Spurweite

Die Spurweite ist das Maß von Reifenmitte zu Reifenmitte. Bei
Zwillingsbereifung wird von Mitte Zwillingsrad zu Mitte Zwillingsrad
gemessen. Sie hat einen maßgeblichen Einfluß auf das Kurvenverhalten
eines Fahrzeuges. Eine große Spurweite ermöglicht eine höhere
Geschwindigkeit in Kurven.
Bei der Einzelradaufhängung, mit Quer- oder Schräglenkern, tritt beim
Ein- und Ausfedern eine Spurweitenänderung auf. Diese erhöht den
Rollwiderstand und den Reifenverschleiß. Bei zu großer
Spurweitenänderung wird das Geradeauslauf-Verhalten des Fahrzeuges
verschlechtert.

Sturz

ist der Neigungswinkel des Rades zur Senkrechten. Die Neigung oben nach außen bedeutet ein positives Vorzeichen, eine Radneigung oben nach innen erhält ein negatives Vorzeichen. Der Sturzwinkel ändert sich mit dem Radeinschlag, deshalb erfolgt die Sturzwinkelmesssung bei, "Fahrt geradeaus," oder bei spezieller Herstellervorschrift bei "Spur 0 ". Negativer Sturz erhöht die Seitenführungskraft des Rades bei Kurvenfahrt. Ein falsch eingestellter Sturz (übermäßiger Wert positiv oder negativ) führt zu einseitigem Reifenverschleiß.Um ein einseitiges Ziehen einer Achse zu vermeiden, sollte zwischen den beiden Rädern dieser Achse kein größerer Sturzunterschied als maximal 30 Winkelminuten vorhanden sein.

Vorderräder haben in der Regel einen leicht negativen Sturz, bei Hinterrädern ist ein deutlich negativer Sturzwinkel üblich.
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könnt ja hier im Thread auch eure Achsvermessungsprotokolle gerade bei Problemen posten um die Fachmänner mal die Werte gegenprüfen zu lassen.
Oder einfach nur um eure Meßwerte zu vergleichen und über achsabhängige fahrwerkstechnische Dinge (ungleicher Reifenverschleiß, Untersteuern, Übersteuern...) zu diskutieren