Wozu dient ein Fahrwerk?
Beim Fahren führen Unebenheiten des Untergrundes zu starken senkrechten Beschleunigungen und Verzögerungen, die proportional zur bewegten Masse des Autos stehen. Damit diese Stöße nicht ungefedert an das Fahrzeug und damit die Insassen weitergegeben werden, kommen Federn zum Einsatz. Sie machen das gesamte Auto zu einem schwingungsfähigen Gebilde, das durch eine bestimmte Eigenfrequenz gekennzeichnet ist. Überfährt der Pkw ein Hindernis, wird die Feder gespannt und die Karosserie durch die Federkraft nach oben katapultiert. Die Kraft der Feder bewirkt ebenfalls, dass diese Bewegung abgebremst wird, um dann in entgegengesetzter Richtung die Feder wieder zu spannen. Durch die Auf- und Abbewegung (Schwingung) der Karosserie wird die initiale Bewegungsenergie durch Luft- und Federreibung in Wärme umgewandelt. Man spricht von einer gedämpften Schwingung mit abnehmender Amplitude. Die Federung dient neben dem Komfort und der Gesundheit der Passagiere auch der Fahrsicherheit. Gemeinsam mit Stoßdämpfer und Stabilisator sorgt sie dafür, dass die Räder stets den Kontakt zur Fahrbahn halten. Nur so können sie Brems- und Antriebskräfte übertragen, damit das Auto kontrollierbar bleibt. Das Gleiche gilt bei Kurvenfahrten.
Was ist ein Stoßdämpfer?
Stoßdämpfer unterstützen die Federn, indem sie Schwingungsenergie in Wärme umwandeln. Die Karosserie erreicht auf diese Weise ihre Ruhelage deutlich schneller als ohne zusätzliche Dämpfung. Zum Einsatz kommen im Kfz-Bereich heute fast ausschließlich hydraulische Schwingungsdämpfer, bei denen sich ein Kolben in einem Zylinder bewegt und Öl oder Gas durch kleine Bohrungen bzw. Ventile drängt. Durch Veränderung des Widerstandes lassen sich Stoßdämpfer an die Fahrzeugeigenschaften anpassen. Moderne Stoßdämpfer sind sogar stufenlos elektronisch verstellbar und erlauben eine komfortable oder sportliche Dämpfung, sowie Anpassungen an den Beladungszustand des Wagens.
Was ist die Karosserie-Schwingzahl und ihre Bedeutung?
Die Eigenfrequenz der Karosserie kann gemessen werden, indem entweder Heck oder Bug des Autos in Schwingung versetzt werden. Die Anzahl der Schwingungen pro Minute wird dann als Karosserie-Schwingzahl bezeichnet. Schwingungsdämpfer beeinflussen nicht die Schwingungszahl aber die Schwingungsweite.
Wozu dient ein weiches Fahrwerk?
Eine Eigenfrequenz von weniger als einem Hertz, d.h. eine Schwingungszahl von 60 oder weniger kann zu Übelkeit führen und den Fahrkomfort erheblich senken. Weiche Federn werden vor allem bei größeren Autos verbaut, weil das ungünstige Gewichtsverhältnis bei Kleinwagen (Zuladung im Vergleich zum Eigengewicht) dies nicht zulässt.
Wozu dient eine harte Federung?
Bei einer Karosserie-Schwingzahl von 90 oder mehr Schwingungen pro Minute erreichen Stöße die Wirbelsäule, was ebenfalls Komfort und Gesundheit belastet. Hohe Zuladungen an der Hinterachse im Vergleich zum Eigengewicht machen harte Federn bei Kleinwagen notwendig. Im unbeladenen Zustand ist der Komfort daher nur mittelmäßig.