Dragracechassis - das unbekannte Wesen
Hallo,
ich hoffe, ich kann ein wenig Licht ins Dunkle bringen
Nichts was jetzt kommt ist ultimativ oder der einzige Weg o.Ä. - sicher ist vieles nicht optimal oder gar umständlich; aber ich weiß, daß es funktioniert und wie es funktioniert weil ich es an meinen eigenen Rennfahrzeugen oder anderen ausprobiert habe.
Und sicher ist es kein Hexenwerk.
Ein nur für diesen Zweck gebautes Rennwagenchassis moderner Bauart (sei es round tube oder Vierkantgrundrahmen) unterliegt den Vorgaben des
Reglements (sei es SFI oder FIA oder a. Ä)
Ein wichtiger Parameter, den das Reglement vorgibt ist die Bodenfreiheit. Die Bodenfreiheit ist das Maß aller Dinge - zu hoch und man erzeugt
übermäßgen Windwiederstand, zu niedrig und man bekommt mit der Lichtschranke Probleme.
Diese Bodenfreiheit ist in das Chassis "einkonstruiert" und keine Variable!
Wenn man beispielsweise - nachdem ein passables Chassissetup erstellt wurde feststellt, daß die gerade neu gebauten Fächerkrümmer dem Boden zu nahe kommen und man deshalb die vordere Federbasis nach oben dreht um mehr Bodenfreiheit zu bekommen, ist das gesamte Setup im Eimer.
Wie die gerade neu gekauften Reifen mit größerem Durchmesser, die anfangen im Top end im Radhaus beginnen zu schleifen wenn sie groß werden. - Was macht man?: hinten wird die Federbasis höher gedreht und schon schleifts nicht mehr - - genau wieder alles im Eimer!
Die Batterie im Kofferraum von links nach rechts gebaut weil sie dort stört;
Alle diese Kleinigkeiten, sind neben vielen anderen, Dinge, die das Setup eines Rennfahrzeugs maßgeblich beinflussen - warum das so ist werde ich versuchen in den nächsten Tagen zu beschreiben.
Die Einbaulage der vorderen Federbeine ist nicht zufällig so, das die Kolbenstange des Dämpfers ca. 10mm bis zum Anschlag hat - man braucht Ausfederweg zum Gewichtstransfer auf die Hinterräder, und einwenig Einfederweg zum "komfortablen runterfahren", sowie Einfederweg für die hinteren Dämpfer - ebenfalls zum Gewichtstransfer.
Alles bei einem gut funktionierenden Dragracechassis dreht sich um die richtige Dosierung (den Traktionsverhältnissen angepasst) des Gewichtstranfers sowie einem Aufrechterhalten der Traktion während des gesamten Laufes bei gleichzeitig bestmöglichem Geradeauslauf.
Nicht immer ist maximaler Gewichtstransfer nötig, (Hammerbahn) im Gegenteil, es kostet Chassisreaktionszeit und macht das Fahrzeug weniger
stabil bei hoher Geschwindigkeit.
Wie man ein Basissetup für das Chassis herstellt, kommt in den nächsten Tagen Häppchen für Häppchen und wie bereits ausgeführt ist das kein Hexenwerk, sondern man braucht nur ein paar einfache Werkzeuge (die Liste kommt) und ein wenig Geduld und Biss.
Desweiteren werde ich auch genauer auf Federbeine, Dämpfer, Federraten, Stabilisatoren etc. eingehen, weil das Verständnis dieser Teile fast unabdingbar mit dem Chassissetup verbunden ist.
viele Grüße
Björn
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Hallo,
alles beginnt mit einem sorgfältigst gebauten Chassis (bzw. einem nicht verunfallten geraden Originalauto)
Mit sorgfältigst meine ich:
Alle Montagepunkte wie z.B. die der vorderen und hinteren Federbeine, die Anlenkpunkte der four link oder ladder link am Chassis und an der Achse, die Halterungen für Rollbars etc. müssen rechtwinklig, symetrisch, parallel sowie diagonal präzise innerhalb zwei Millimeter sein.
Ein Fehler der in das Chassis z.B. durch schlichtes Vermessen eingebaut wurde lässt sich im Grunde nachträglich nicht mehr korrigieren. Die zu dutzenden vorhandenen Kugelköpfe und die damit verbundenen Einstellmöglichkeiten die man in einem modernen Doorslammer findet sind definitiv nicht dazu gedacht Baufehler zu korrigieren.
Ein Beispiel:
Man stellt fest, daß die Hinterachse (mit allen angeschweißten four link Haltern achs- und chassisseitig) zwar parallel zu den Aufhängungspunkten der Vorderachse ist, aber die Diagonalen nicht stimmen.
Anhang 2502
(sorry für das schlechte Gemälde, musste mal schnell gehen - gelobe Besserung)
Wenn man jetzt denkt, daß man nur die Achse mit den Einstellmöglichkeiten der diagonal bar oder dem wishbone einfach in ihrer Lage korrigieren kann ist man schwer auf dem Holzweg; man bekommt zwar die beiden Diagonalmaße ausgeglichen - das Ganze rächt sich aber furchtbar durch die Tatsache, daß die 4 fourlinkstreben nicht mehr parallel zum Rest der Welt verlaufen.
Für ein 9 sek. Fahrzeug mit 800 PS mögen 2-3 Grad "Unparallelität" noch akzeptabel sein; bei einem 6 sek. Doorslammer mit 2000 PS wird dieser Zustand nach ein paar Läufen durch die "schiefe" Einlenkung der Zug- und Schubkräfte in die Halter und ins Chassis für ein Desaster sorgen.
Ich will damit sagen wie wichtig ein präzise Bauausführung ist, und fast jede Justage Auswirkungen auf andere Bauteile hat, die es zu beachten gilt.
Desweiteren muß vor Baubeginn bereits feststehen wie schnell in etwa das Fahrzeug werden soll. Die Montagepunkte der fourlink Halter am Chassis und an der Achse bestimmen ob sich in einem akzeptabeln Bereich Schnittpunkte realisieren lassen - bedeutet: das ganze fourlinksystem muß im Vorwege in Bezug auf das Fahrzeug durchkonstruiert werden (entweder vom Chassishersteller oder vom Erbauer selbst);
Als nächstes werde ich beschreiben wie die grundlegenden Dinge an einem Chassis vermessen werden, welche Werzeuge man dafür verwenden kann
und worauf man achten muß.
viele Grüße
Björn
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@ Majo,
nö FWD hab ich ehrlich gesagt keinen Schimmer.
@ All,
heute gehts weiter mit Meßgeschichten.
Anhang 2506Anhang 2507
Mit oben abgebildeten einfachen Werkzeugen kann man im Grunde alles messen, was es an einem Doorslammer Chassis zu messen gibt.
1. Eine kleine Kollektion 90 Grad Winkel (von klein bis größer)
2. einen einstellbaren Winkelmesser
3. mehrere Wasserwagen
5. ein 5 m Bandmaß
6. eine Winkelwaage (die linke Ausführung bekommt man z. B. bei Summit - kostet nur ein paar $; die rechte ist eine teurere Ausführung aus dem
Maschinenbau mit ner kleinen Libelle - die einfache aus Plastik reicht völlig).
7. Ein oder mehrere Lote - dabei ist darauf zu achten, daß man eins mit einer abschraubbaren Kugel zum exakt mittigen durchfädeln des Fadens
verwendet - die sind viel genauer als die "Maurerlote". (siehe oben)
8. in der letzten Instanz kommt noch eine Radlastwage dazu - diese wird benötigt um evtl. Preload über die hintere Rollbar zu justieren bzw. die
einzelnen Radlasten hinten auszugleichen - dazu komme ich später.
Früher, als ich noch keine eigene Waage hatte, hab ich das Auto chassismäßig immer soweit vorbereitet, das ich bei der technischen Inspektion
beim Wiegen nur noch ein paar Handgriffe brauchte um das zu justieren, was noch gemacht werden musste oder ich habe mir von den "großen Jungs" eine geliehen. (also man braucht nicht unbedingt eine Eigene)
1. Pinion angel - zu Deutsch: Kardanwinkel an der Achse
Anhang 2505
Jedweder Winkelversatz, den die Kardanwelle ausgleichen muß kostet Leistung, erzeugt Vibrationen bzw. lenkt unerwünschte Kräfte in die
Hinterachse ein. Der Ideale Fall ist ein "gerader Schuss" durch Motor, Getriebe, Kardanwelle und Hinterachse. Ein "vorbeugender" Winkel von 0 - 1
Grad an der Hinterache (nach unten zeigend vom Spiel der Kugelköpfe "aufgebraucht" während der Fahrt) wird meistens in ein four link setup
einjustiert.
Früher (bevor das moderne Doorcarchassis erfunden war) benutzte man den Kardanwinkel als praktikables Mittel den Gewichtstransfer zu verbessern, indem man z.B. Winkelblöcke zwischen die Blattfederaufnahme geschraubt hat um eine "ordentliche" Neigung nach unten zu erzeugen.
Diese Neigung nach unten erzeugt mit Hilfe der Drehung des Kardans ein Moment, das die Achse ins Auto eintauchen läßt und somit den Gewichtstransfer gegünstigt.
Das findet man aber nur in den ersten 50 Metern gut; danach (wenn der Kardan schön Drehzahl bekommt, vibriert es einem die Blomben aus den Zähnen und die Welt verschwimmt einem vor Augen) wünscht man sich nur noch das es bald zu Ende ist.
Um den pinion angle zu prüfen mißt man einfach die Winkeldifferenz zwischen Getriebeausgang (Halsende), Kardanwelle, und Hinterachse (bei 10 bolt, 12 bolt, Dana 60 die Deckelfläche - bei Ford 9" die gefräste Fläche des Kardananschlußes)
Das Ganze mag sich ziemlich langatmig anhören; es ermöglicht einem allerdings sämtliche Aufhängungskomponenten auf dem Rennplatz auszubauen, einzubauen und zu justieren - das Ganze ohne aufwendige Vermessungsbühne und ohne Gefahr für Leib und Leben.
Ich war mit meinem Fzg. noch nie auf einer Vermessungsbühne und das Teil geht im Top end über 300 km/h so straight das ich bei einem theoretisch vorhanden Radio noch meinen Lieblingssender einstellen könnte.
Nächtes Mal gehts an die Einstellung der Vorderachse - Spur, Sturz etc. - natürlich wieder mit einfachsten Mitteln.
viele Grüße
Björn
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Hallo,
heute gehts u.A. weiter mit dem Einstellen der Vorderachsgeometrie. Ich kürze dieses Kapitel stark ab, da das nur im weitesten Sinn mit einem Basissetup für das Chassis zu tun hat - evtl. aber für den Einen oder Anderen trotzdem von Interesse ist.
Ich werde nur wenig auf Dinge wie Ackermann und Bumpsteer eingehen; das sind Dinge, die sich eh nicht ohne Weiters ändern lassen da diese feste Bestandteile der Gesamtkonstruktion der Federbeine bzw. Position des Lenkgetriebes zu den Federbeinen sind.
Anhang 2512Anhang 2513
Man fängt im Grunde mit dem Nachlauf an (Lenkung so gut wie möglich geradeaus) Heutige Federbeine haben häufig schön bearbeitete Flächen (1. Abbildung) an die sich die jüngst erwähnte Winkelwaage anlegen läßt. Ein Nachlauf im Bereich von 4 - 8 Grad ist dabei als normal anzusehen. Der Sturz sollte im Bereich von 0 Grad sein; dabei legt man z.B. die Winkelwaage an die Bremsscheibe an. Ist gelegentlich etwas fummelig da beide Einstellungen einander beeinflussen.
Ich persönlich bevorzuge einen Nachlauf von ca. 10 Grad da ich die Erfahrung gemacht habe, daß das die Stabilität und Lenkpräzision bei höheren Geschwindigkeiten verbessert.
Die Spur ist jetzt nur noch die Kür. Die Maßangaben (z.B. 2mm) der Fahrzeughersteller beziehen sich meist auf die Abstandsdifferenz auf den Reifenumfang vorne zu hinten.
Mit einem Lot, einem Filzstift und einem Bandmaß lässt sich das relativ einfach bewerkstelligen. Nur noch mal zur Klarstellung; vorne ist das Maß kleiner als hinten.
Der Sinn dahinter ist, daß der Rollwiderstand der Reifen die Spur vorne "aufzieht" und damit gegen "gerade" geht.
Ich möchte hier noch betonen, daß die Einstellung der Vorspur (entgegen verbreiteter Meinung) einer der wichtigsten Einstellparameter der Vorderachse ist.
2-3 Grad Sturz- oder Nachlaufunterschied von links auf rechts wird man beim Fahren kaum spüren.
Wenn durch den steigenden Rollwiderstand bei höherer Geschwindigkeit die Vorspur allerdings in "Nachspur" umschlägt (z.B. ausgeleierte Kugelköpfe oder Lenkgetriebe) wird es gefährlich.
Bumpsteer kann den gleichen Effekt auslösen (Fzg. während der Beschleunigung permanent ausgefedert) und kann bei höheren Geschwindigkeiten gelegentlich zu unerwarteten Lenkreaktionen z.B. beim Durchfahren einer kaum spürbaren milden Bodenwelle (immer die gleiche Stelle) führen.
Bei nicht optimaler Lenkgeometrie ist die Vorspur so auszuführen, daß in keinem Fahr/ Betriebszustand der Zustand der "Nachspur" eintritt!
So das war`s erstmal für heute; langsam nähern wir uns dem Teil, der wahrscheinlich für die meisten wirklich wichtig ist: dem four link setup.
In den nächsten Tagen muß bei mir in der Werkstatt noch ein paar Photos dazu machen.
viele Grüße
Björn
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Hallo,
heute geht es ans Eingemachte; die Ermittlung der fourlink Schnittpunkte.
Ich weiß nicht ob ich das heute alles schaffe, mache mir vorher nie einen Plan und schweife gelegentlich ja vom Thema ab.
Bei der Ermittlung der Schnittpunkte geht es im Grunde darum, wie schnell das Auto ist (wird), wie ist die Schwerpunktlage der Hauptkomponenten (Motor, Getriebe, Fahrer) in der Höhe (immer vom Boden gesehen), und wieviel dynamischer Gewichtstransfer benötigt wird.
Ich gehe jetzt mal von einem modernen Auto aus, das die minimale Bodenfreiheit nicht überschreitet, die statische Gewichtsverteilung vorne / hinten ca. 50:50 ist, die Federraten korrekt sind, die Stoßdämpfer / Federbeine in der richtigen Einbaulage sind, der Kardanwinkel 0-1 Grad ist, und die Hinterachse parallel und gerade
im Fzg. montiert ist; - alles in allem ein gut zusammengebautes Doorslammerchassis mit Verstand und Hingabe.
Einige Dinge habe ich schlicht aus Büchern geklaut, andere habe ich bei den großen Jungs abgekuckt, andere hab ich ausprobiert - alles in allem eine praktikable Methode, die für mich funktioniert.
Ich verwende eine ca. 5m lange massive Holzplatte, die ich an einer geraden Wand ausrichte (waagerecht in alle Richtungen)
Anhang 2524
Alle Aufhängepunkte im Hinterachsbereich, vordere Fourlinkhalter am Chassis, an der Hinterachse, der Mittelpunkt der Hinterachse sowie der Motor (Mitte Nockenwelle vorne am Motor) müssen 1:1 in der Seitenansicht so präzise wie möglich im richtigen Abstand zum Boden auf die Platte übertragen werden. Ich fotokopiere dazu meist die etwas komplizierteren Fourlinkhalter um die Bohrungsmitten so exakt wie möglich zu bekommen.
Anhang 2525
Man könnte wahrscheinlich mathematisch den Höhenschwerpunkt aufwendig ermitteln, indem man die Einzelgewichte der Komponenten ermittelt und aus deren Lage im Fahrzeug den Gesamtschwerpunkt kalkuliert - ich kann das nicht - brauch ich auch nicht. Die Schwerpunktlage vorne / hinten
kann man mit der Radlastwaage einfach ermitteln; der Höhenschwerpunkt wäre im Bereich so ca. 30 cm. über dem Getriebe nur mit einer kardanischen Vorrichtung nachzuweisen.
Also bla bla bla; ich nehme als Schwerpunkthöhe die Höhe der Nockenwelle bei der Verwendung eines V8 an!!!!!
Anhang 2526
Die Motorgetriebeeinheit ist im Fahrzeug eine der schwersten Komponenten (bei einigen Fahrern bin ich allerdings nicht ganz sicher) und bestimmen deshalb die Schwerpunktlage.
Auf dem obigen Bild hoffe ich das man das gut erkennen kann.
Zurück zu unserer Holzplatte die ja immer noch an der Wand steht.
Sinn dieser ganzen Aktion ist die Erstellung der Neutralen Linie (Squat - oder Antisquatlinie) im Bild oben zu sehen. Diese Linie bestimmt die Höhenlage der Fourlinkschnittpunkte!!!!
Also zu unserer Holzplatte: die Höhe der neutralen Linie vorne bestimmt die Höhe der Nockenwelle (V8 Motor) bei leichteren Motoren muß evtl. die Höhe korrigiert werden.
Jetzt verbindet man den vorderen Punkt am Motor (Nockenwellenhöhe) mit dem Aufstandspunkt des Hinterrades durch die Hinterachsmitte (siehe Bild oben)
Jetzt kommt eine Tabelle aus dem Doorslammers Buch von Dave Morgan:
Anhang 2527Anhang 2528
in der Waagerechten findet man die ET, die für das Fzg. in Frage kommt, in der Senkrechten das Fahrzeuggewicht. Wenn man jetzt in die Tabelle sieht, findet man den Schnittpunktabstand der Fourlinkschnittpunkte von der Hinterachsmitte nach vorne gemessen in inch.
Die Schnittpunkthöhe bestimmt die Neutrale Linie. -
Rummms - jetzt habt Ihr erstmal was zu verdauen.
Schnittpunkte unterhalb der Neutralen Linie lassen die Hinterachse beim Launch eintauchen; überhalb der Neutralen Linie wird die Achse "rausgeschubst".
Also zurück zur Holzplatte: ich schlage schlicht in die Bohrungsmitten der fourlink Nägel und suche dann die Punkte im Abstand ( Tabelle) und der Höhe um die Neutrale Linie mit Hilfe von dünnen Schnüren die passenden Schnittpunkte.
Ihr werdet feststellen, daß das nur eine Handvoll ist, die in Frage kommen. Der Rest ist irgendwo im Nirgendwo.
Das nächste Mal geht es darum wie und wohin man die Punkte legt wenn man mehr oder weniger Gewichtstransfer benötigt.
viele Grüße
Björn
P.S. wenn jemand Fragen hat - bitte nicht zögern - ich weiß nicht genau ob alles verständlich ist