DE102015222761B4 - Counter-steering motor vehicle rear axle - Google Patents
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Abstract
Gegenlenkende Kraftfahrzeug-Hinterachse (1), bei der sich unter Einwirkung einer Seitenkraft (FyL) auf ein an einem Radträger (10) befestigtes, kurvenäußeres Rad (R) eine Drehbewegung des Radträgers (10) um eine virtuelle Achse (A) in Richtung einer Vorspur (δ1) einstellt, wobei die virtuelle Achse (A) bei deren Projektion auf eine Fahrzeug-Längsmittenebene (FM) in Fahrtrichtung (FR) geneigt ist und zu einer Rad-Aufstandsebene (E) in einem Winkel (a) verläuft und einen Durchstoßpunkt (20) mit der Rad-Aufstandsebene (E) aufweist, welcher in Fahrtrichtung (FR) betrachtet hinter einem Rad-Aufstandspunkt (19) liegt,dadurch gekennzeichnet, dass die virtuelle Achse (A) unterhalb eines Rad-Mittelpunktes (M) verläuft und der Winkel (a) in einem Bereich von etwa 15° bis etwa 60° liegt.Counter-steering motor vehicle rear axle (1), in which a rotary movement of the wheel carrier (10) about a virtual axis (A) in the direction of a Toe-in (δ1) is set, with the virtual axis (A) being inclined in the direction of travel (FR) when projected onto a vehicle longitudinal center plane (FM) and running at an angle (a) to a wheel contact plane (E) and a puncture point (20) with the wheel contact plane (E) which, viewed in the direction of travel (FR), lies behind a wheel contact point (19), characterized in that the virtual axis (A) runs below a wheel center point (M) and the angle (a) is in a range from about 15° to about 60°.
Description
Die Erfindung betrifft eine gegenlenkende Kraftfahrzeug-Hinterachse mit den Merkmalen vom Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a countersteering motor vehicle rear axle with the features of the preamble of
Kraftfahrzeug-Achsen dienen zur Realisierung einer für das Kraftfahrzeug geeigneten Radführung. Die Ausgestaltung der Radführung ist insbesondere für das Kurvenverhalten des Kraftfahrzeugs von großer Bedeutung. Die Kraftfahrzeug-Achsen können als einfache, starre oder halbstarre Achsen ausgebildet sein. Es ist aber auch eine aufwändigere Bauweise in der Form von Einzelradaufhängungen möglich, mit denen in der Regel bessere Fahreigenschaften erzielbar sind. Hier ist die Ausbildung der Kraftfahrzeug-Hinterachse als Mehrlenker-Achse, beispielsweise als Vierlenker-Achse zu nennen.Motor vehicle axles are used to implement a wheel guide that is suitable for the motor vehicle. The design of the wheel guide is particularly important for the cornering behavior of the motor vehicle. The motor vehicle axles can be designed as simple, rigid or semi-rigid axles. However, a more complex design in the form of independent wheel suspensions is also possible, with which better driving characteristics can generally be achieved. Here, the design of the motor vehicle rear axle as a multi-link axle, for example as a four-link axle, should be mentioned.
Um bei Kurvenfahrten ein heckseitiges Ausbrechen des Kraftfahrzeugs möglichst zu verhindern, werden die Radführungen der Hinterräder derart ausgebildet, dass sich in Kurven ein Eigenlenkverhalten einstellt, welches ein untersteuerndes Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs zur Folge hat und insgesamt somit einer Übersteuerungstendenz des Kraftfahrzeugs entgegenwirkt.In order to prevent the motor vehicle from swerving at the rear when cornering as far as possible, the wheel guides of the rear wheels are designed in such a way that self-steering behavior occurs in curves, which results in understeering of the motor vehicle and thus overall counteracts a tendency of the motor vehicle to oversteer.
Konkret ist es zur Abhilfe des genannten Nachteils bekannt, Hinterachsen in der Weise zu konstruieren, dass ein kurvenäußeres Rad unter Einfluss einer kurvenbedingten Seitenkraft in Vorspur bewegt wird.Specifically, to remedy the disadvantage mentioned, it is known to construct rear axles in such a way that a wheel on the outside of the curve is moved into toe-in under the influence of a curve-related lateral force.
Hierdurch ergibt sich bei Kurvenfahrt ein untersteuerndes Verhalten der Hinterachse, welches zu einem stabileren dynamischen Fahrverhalten beiträgt.This results in understeering of the rear axle when cornering, which contributes to more stable dynamic handling.
Aus der
Die
In der
Aus der
Ferner sind in den Schriften
Schließlich wird in der
Die virtuelle Achse ist einerseits in Fahrtrichtung und andererseits in Richtung einer Fahrzeug-Längsmittenebene geneigt.The virtual axis is inclined on the one hand in the direction of travel and on the other hand in the direction of a longitudinal center plane of the vehicle.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine alternative Kraftfahrzeug-Hinterachse bereitzustellen, mit der gute fahrdynamische Eigenschaften, insbesondere bei einer Kurvenfahrt erzielbar sind.The present invention is based on the object of providing an alternative motor vehicle rear axle with which good driving dynamics properties can be achieved, in particular when cornering.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen beziehungsweise Weiterbildungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.This object is achieved with the features of
Die Erfindung geht aus von einer gegenlenkenden Kraftfahrzeug-Hinterachse, bei der sich unter Einwirkung einer Seitenkraft auf ein an einem Radträger befestigtes, kurvenäußeres Rad eine Drehbewegung des Radträgers um eine virtuelle Achse in Richtung einer Vorspur einstellt. Dabei ist die virtuelle Achse bei deren Projektion auf eine Fahrzeug-Längsmittenebene in Fahrtrichtung in einem Winkel geneigt.The invention is based on a counter-steering motor vehicle rear axle in which a rotary movement of the wheel carrier about a virtual axis in the direction of a toe-in occurs under the action of a lateral force on a wheel attached to a wheel carrier and on the outside of the curve. The virtual axis is inclined at an angle in the direction of travel when it is projected onto a longitudinal center plane of the vehicle.
Es wird vorgeschlagen, dass die virtuelle Achse unterhalb eines Rad-Mittelpunktes verläuft und einen Durchstoßpunkt mit einer Rad-Aufstandsebene aufweist, welcher in Fahrtrichtung betrachtet hinter einem Rad-Aufstandspunkt liegt.It is proposed that the virtual axis runs below a wheel center point and has a point of intersection with a wheel contact plane which, viewed in the direction of travel, lies behind a wheel contact point.
Es hat sich in Simulationen und Versuchen der Anmelderin gezeigt, dass durch eine solche Lage der Achse ein gutes Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs realisiert werden kann. Ein gutes Fahrverhalten eines Kraftfahrzeugs ist gekennzeichnet durch folgende fahrdynamische Eigenschaften:
- • Hohe Eigenfrequenz
- • Hohe Gierdämpfung
- • High natural frequency
- • High yaw damping
Unter einer hohen Eigenfrequenz wird die Fähigkeit des Kraftfahrzeugs verstanden, eine durch eine Lenkbewegung gewünschte Richtungsänderung schnell umzusetzen. Mit anderen Worten soll ein instabiler Übergangszustand (transientes Kurvenverhalten) schnell durchlaufen und durch eine stabile Kurvenfahrt (stationäres Kurvenverhalten) ersetzt werden.A high natural frequency is understood as meaning the ability of the motor vehicle to quickly implement a change in direction desired by a steering movement. In other words, an unstable transitional state (transient cornering behavior) should be run through quickly and replaced by stable cornering (steady-state cornering behavior).
Eine hohe Gierdämpfung bewirkt, dass das Kraftfahrzeug während des transienten Kurvenverhaltens wenig oder gar nicht.schwingt.A high yaw damping causes the motor vehicle to oscillate little or not at all during the transient cornering behavior.
Bei der erfindungsgemäßen Auslegung der Hinterachse ist die Anmelderin von einer genauen Analyse der bei einer Kurvenfahrt auftretenden Kräfte an einem kurvenäußeren Rad ausgegangen. Die auftretenden Kräfte sind zum besseren Verständnis in der letzten der beiliegenden Figuren skizziert.In designing the rear axle according to the invention, the applicant started from a precise analysis of the forces occurring on a wheel on the outside of the curve when cornering. For better understanding, the forces that occur are outlined in the last of the attached figures.
Danach erzeugt eine am Latsch des Rades angreifende Seitenkraft (Latsch-Seitenkraft) zusätzlich zu einer am Rad-Mittelpunkt auftretenden Radmitten-Seitenkraft zwei Drehmomente um den Rad-Mittelpunkt, womit folgende drei Kraftkomponenten vorliegen:
- FyR =
- Radmitten-Seitenkraft
- Mx =
- Moment um die X-Achse
- Mz =
- Moment um die Z-Achse
- R =
- Radradius als Hebelarm
- nl =
- Reifennachlauf als Hebelarm
- FyL =
- Latsch-Seitenkraft
- FyR =
- wheel center lateral force
- M x =
- moment about the x-axis
- Mz =
- moment about the z-axis
- R =
- Wheel radius as lever arm
- nl =
- Tire trail as a lever arm
- FyL =
- Laces lateral force
Unter Latsch wird eine sich unter gewöhnlichen Lastbedingungen ergebende ReifenAufstandsfläche verstanden, die auch einen entsprechenden Reifennachlauf mit sich bringt.A contact patch is understood to be a tire contact area that results under normal load conditions, which also entails a corresponding tire trail.
Alle drei genannten Kraftkomponenten haben Einfluss auf bzw. ändern den Spurwinkel des kurvenäußeren Rades bei einer Kurvenfahrt, wobei gilt:
- δ = sich einstellender Spurwinkel
-
-
-
- δ = resulting toe angle
-
-
-
Am Rad wirkt zusätzlich eine Trägheitskraft FyT, welche von der Querbeschleunigung der Radmitte und der Masse des Rades abhängt. Beispielsweise wirkt sie bei stationärer Kurvenfahrt der Latsch-Seitenkraft entgegen, so dass die Radmitten-Seitenkraft vom Betrag her kleiner als die Latsch-Seitenkraft ist. Dies wird hier vernachlässigt, wodurch gilt
Unter Einsetzen von (5), (2) und (3) in (4) und Division durch FyL ergibt sich somit für den Gradienten ∂δ/∂FyL, also für die durch die Latsch-Seitenkraft FyL bedingte Änderung des Spurwinkels δ:
Im Folgenden sollen die Gradienten wie nachstehend bezeichnet werden:
- = „-Latsch-Seitenkraftlenken“
- = „-Radmitten-Seitenkraftlenken“
- = „-Mx-Lenken“
- = „-Mz-Lenken“
- = "-Latsch-lateral force steering"
- = "-wheel center lateral force steering"
- = "-Mx-steer"
- = "-Mz-steer"
Wie bereits anfangs erwähnt, wird insgesamt ein untersteuerndes Latsch-Seitenkraftlenken angestrebt. Die Anmelderin hat in Versuchen und Simulationen herausgefunden, dass das Radmitten-Seitenkraftlenken überraschenderweise auch einen Einfluss auf das Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs, nämlich auf dessen Gierdämpfung ausübt.As already mentioned at the beginning, an overall understeering lateral force steering is aimed at. The applicant has found in tests and simulations that the wheel center lateral force steering surprisingly also has an influence on the driving behavior of the motor vehicle, namely on its yaw damping.
Konkret konnte durch ein übersteuerndes Radmitten-Seitenkraftlenken die Gierdämpfung des Kraftfahrzeugs erhöht werden. Ein übersteuerndes Radmitten-Seitenkraftlenken ist durch ein negatives Vorzeichen des entsprechenden Gradienten (s. oben) gekennzeichnet. Specifically, the yaw damping of the motor vehicle could be increased by oversteering the center of the wheel lateral force steering. Oversteering wheel center lateral force steering is characterized by a negative sign of the corresponding gradient (see above).
Um trotzdem ein gewünschtes, untersteuerndes Latsch-Seitenkraftlenken zu erzielen, welches insgesamt ein positives Vorzeichen aufweisen muss, ist bei der Auslegung der Hinterachse entsprechend das Mx-Lenken zu erhöhen. Das Mx-Lenken hat aufgrund des größeren Hebelarms (Radradius R) einen größeren Einfluss auf das Latsch-Seitenkraftlenken als das Spur-Mz-Lenken.In order to nevertheless achieve a desired, understeering tire-slip lateral force steering, which must have a positive sign overall, the Mx steering must be increased accordingly when designing the rear axle. Due to the larger lever arm (wheel radius R), Mx steering has a greater influence on side-slip lateral force steering than track Mz steering.
In einer weiteren Analyse konnte ermittelt werden, dass die Sturzsteifigkeit möglichst hoch sein muss, um zu einer hohen Gierdämpfung beizutragen. Die Sturzsteifigkeit ist durch die Änderung des Sturzwinkels y bei angreifender Latsch-Seitenkraft FyL gekennzeichnet und lässt sich analog wie (7) herleiten und in folgende Formel setzen:
Es hat sich gezeigt, dass die gewünschten, zum Teil gegenläufigen Eigenschaften der Hinterachse durch die erfindungsgemäß vorgegebene Lage der virtuellen Achse erreicht werden konnten.It has been shown that the desired, partially contradictory properties of the rear axle could be achieved by the position of the virtual axle specified according to the invention.
Dabei sind die gewünschten Eigenschaften
- • möglichst viel untersteuerndes Latsch-Seitenkraftlenken
- • möglichst viel übersteuerndes Radmitten-Seitenkraftlenken und
- • möglichst hohe Sturzsteifigkeit
- • as much understeering lateral force steering as possible
- • as much oversteering wheel center lateral force steering and
- • Highest possible camber rigidity
Gemäß des Erfindungsgedankens ist die virtuelle Achse in einem Winkel geneigt, der (gemessen von einer horizontalen Ebene) in einem Bereich von etwa 15° bis etwa 60° liegt. Eine Neigung in einem derartigen Winkelbereich konnte zu guten Fahreigenschaften der Hinterachse beitragen.In accordance with the inventive concept, the virtual axis is inclined at an angle ranging from about 15° to about 60° (measured from a horizontal plane). An inclination in such an angle range could contribute to the good driving characteristics of the rear axle.
Insbesondere zeigte sich, dass bei einer Neigung der virtuellen Achse in einem Winkel von etwa 45 Grad sehr gute Werte erzielbar waren.In particular, it was found that very good values could be achieved with an inclination of the virtual axis at an angle of about 45 degrees.
Schließlich zeigte sich durch Simulationen, dass es für die Erzielung der gewünschten fahrdynamischen Eigenschaften höchst vorteilhaft ist, wenn die virtuelle Achse, in einer Stirnansicht auf das Rad von außen in Richtung der Fahrzeug-Längsmittenebene gesehen, in etwa eine Verbindungslinie zwischen einem äußeren Anbindungspunkt eines Sturzlenkers und einem äußeren Anbindungspunkt eines Federlenkers bildet.Finally, simulations showed that it is extremely advantageous for achieving the desired driving dynamics properties if the virtual axis, seen in a front view of the wheel from the outside in the direction of the longitudinal center plane of the vehicle, is roughly a connecting line between an outer connection point of a camber arm and forms an outer connection point of a spring link.
Als äußerer Anbindungspunkt eines Lenkers ist ein solcher Anbindungspunkt zu verstehen, welcher in Fahrzeug-Querrichtung gesehen weiter von der Fahrzeug-Längsmittenebene entfernt ist als ein innerer Anbindungspunkt. Ein äußerer Anbindungspunkt stellt in der Regel eine Verbindung des Lenkers mit einem Radträger her, während ein innerer Anbindungspunkt gewöhnlich eine Verbindung des Lenkers mit der Karosserie bzw. einem mit der Karosserie verbundenen Hilfsrahmen herstellt.The outer connection point of a link is to be understood as a connection point which, seen in the transverse direction of the vehicle, is further away from the longitudinal center plane of the vehicle than an inner connection point. An outer connection point usually connects the link to a wheel carrier, while an inner connection point usually connects the link to the body or to a subframe connected to the body.
Mit der Erfindung wird auch Schutz für ein Kraftfahrzeug beansprucht, welches mit einer erfindungsgemäßen Hinterachse ausgestattet ist.The invention also claims protection for a motor vehicle which is equipped with a rear axle according to the invention.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Dabei beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche, vergleichbare oder funktional gleiche Bauteile, wobei entsprechende oder vergleichbare Eigenschaften und Vorteile erreicht werden, auch wenn eine wiederholte Beschreibung weggelassen ist.A preferred embodiment of the invention is shown in the figures and is explained in more detail in the following description. In this case, the same reference symbols refer to identical, comparable or functionally identical components, with corresponding or comparable properties and advantages being achieved even if a repeated description is omitted.
Es zeigen, jeweils schematisch
-
1 die Darstellung einer erfindungsgemäßen Hinterachse in Perspektive, -
2 eine seitliche Darstellung der Hinterachse gemäßAnsicht II aus 1 , -
3 eine Darstellung der Hinterachse von hinten in Fahrtrichtung gemäßAnsicht III aus 1 , -
4 eine Darstellung der Hinterachse von oben gemäß Ansicht IV aus3 , -
5 eine Darstellung des Spurverhaltens der Hinterachse bei einer angreifenden Latsch-Seitenkraft, vergleichbar mit der Ansicht aus4 , wobei die Hinterachse als Blackbox dargestellt ist, -
6 eine Darstellung des Spurverhaltens der Hinterachse bei einer angreifenden Radmitten-Seitenkraft, vergleichbar mit der Darstellung gemäß5 , -
7 eine Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen Hinterachse und -
8 eine allgemeine Darstellung der am kurvenäußeren Rad eines Kraftfahrzeugs wirkenden Kräfte.
-
1 the representation of a rear axle according to the invention in perspective, -
2 a side view of the rear axle according toview II 1 , -
3 a representation of the rear axle from behind in the direction of travel according toview III 1 , -
4 a representation of the rear axle from above according to view IV3 , -
5 a representation of the toe-in behavior of the rear axle in the event of an attacking side-slip force, comparable to the view from4 , where the rear axle is shown as a black box, -
6 a representation of the tracking behavior of the rear axle in the event of an attacking wheel center lateral force, comparable to the representation in accordance with5 , -
7 a representation of a motor vehicle with a rear axle according to the invention and -
8th a general representation of the forces acting on the outside wheel of a motor vehicle.
Zunächst wird auf die
In diesen Figuren ist eine Kraftfahrzeug-Hinterachse 1 ersichtlich. Die Kraftfahrzeug-Hinterachse 1 ist als Mehrlenker-Hinterachse, insbesondere als Vierlenker-Hinterachse ausgebildet. Sie weist auf jeder Seite eines Rades R einen Sturzlenker 11, einen Spurlenker 12, einen Längslenker 13 und einen Federlenker 14 auf.A motor vehicle
Jeder Lenker ist auf der Seite eines jeden Rades R über einen Anbindungspunkt mit einem Radträger 10 verbunden, an dem das Rad R drehbeweglich befestigt ist und welcher auch eine Bremseinrichtung (nicht dargestellt) trägt. Der Radträger 10 ist in einer äußerst schematischen Darstellung als starrer Körper mit vier Streben dargestellt.On the side of each wheel R, each link is connected via a connection point to a
Mit x, y und z sind jeweils eine Fahrzeug-Längsrichtung, eine Fahrzeug-Querrichtung und eine Fahrzeug-Hochrichtung definiert.A vehicle longitudinal direction, a vehicle transverse direction and a vehicle vertical direction are respectively defined with x, y and z.
Je nach Lage eines Anbindungspunktes relativ zu einer Fahrzeug-Längsmittenebene FM (vgl.
So weist beispielsweise der Sturzlenker 11 einen äußeren und einen inneren Anbindungspunkt 11a und 11i auf, der Spurlenker 12 entsprechend einen äußeren und einen inneren Anbindungspunkt 12a und 12i. Der Längslenker 13 weist einen vorderen und einen hinteren Anbindungspunkt 13v und 13h auf. Der Federlenker 14 ist mit einem äußeren und einen inneren Anbindungspunkt 14a und 14i versehen.For example, the
Mit FR ist eine gewöhnliche Fahrtrichtung beziffert.A usual direction of travel is numbered with FR.
Über ihre äußeren Anbindungspunkte sind der Sturz-, Spur- und der Federlenker 11, 12 und 14 jeweils mit dem Radträger 10 befestigt. Der Längslenker 13 ist über seinen hinteren Anbindungspunkt 13h mit dem Radträger 10 verbunden.The camber, toe and
Über ihre inneren Anbindungspunkte sind der Sturz-, Spur- und der Federlenker 11, 12 und 14 jeweils mit einem sogenannten Hilfsrahmen 17 verbunden, wobei der Hilfsrahmen 17 in nicht dargestellter Weise mit einer Kraftfahrzeug-Karosserie verbindbar bzw. verbunden ist.The camber, toe and
Zur Stabilisierung der Hinterachse 1 ist zusätzlich ein Stabilisator 18 vorhanden. Der Stabilisator weist einen rechten und einen linken Anbindungspunkt 18r und 181 auf, über den er jeweils mit einem der Federlenker 14 verbunden ist.A
Die Federlenker 14 dienen jeweils auch zur Abstützung eines Stoßdämpfers 16 und einer Feder 15, wobei der Stoßdämpfer 16 in Relation zur Fahrzeug-Hochachse z mit dem Federlenker 14 über einen unteren Anbindungspunkt 16u und mit einer nicht dargestellten Karosserie über einen oberen Anbindungspunkt 16o verbunden ist.The spring links 14 each also serve to support a
Jedes Rad R liegt auf einer Rad-Aufstandsebene E auf. Konkret liegt jedes Rad R auf der Rad-Aufstandsebene E bei einem Rad-Aufstandspunkt 19 auf. Der Rad-Aufstandspunkt 19 liegt auf einer gedachten vertikalen Verbindungslinie V, welche durch einen Rad-Mittelpunkt M verläuft (vgl.
Aus der
Der Winkel α ist also ein spitzer Winkel zwischen der virtuellen Achse A und einer horizontalen Ebene, bspw. der Rad-Aufstandsebene E. Der Winkel α liegt vorzugsweise in einem Bereich von etwa 15 Grad bis etwa 60 Grad, besonders bevorzugt weist er einen Wert von etwa 45 Grad auf.The angle α is therefore an acute angle between the virtual axis A and a horizontal plane, e.g. the wheel contact plane E. The angle α is preferably in a range from about 15 degrees to about 60 degrees; about 45 degrees.
Aus der
Der erfindungsgemäße Verlauf der virtuellen Achse kann durch eine Vielzahl an „Stellschrauben“ erreicht werden, welche insbesondere nur durch eine jeweils fahrzeugspezifische Auslegung der Anbindungspunkte einerseits (Lage relativ zum Fahrzeug, gegenseitige Abstände zueinander, d.h. weiter oder enger auseinander) und durch fahrzeugbezogene Auslegung der Lagerung der Anbindungspunkte (weichere oder härtere Lagerung) andrerseits gegeben sind.The course of the virtual axis according to the invention can be achieved by a large number of "adjusting screws", which in particular can only be achieved by a vehicle-specific design of the connection points on the one hand (position relative to the vehicle, mutual distances from one another, i.e. further or closer apart) and by vehicle-related design of the bearing of the connection points (softer or harder bearing) are given on the other hand.
Letztendlich kann der in der
Die beschriebene Lage der virtuellen Achse A führt zu gewünschten, guten Fahreigenschaften, die sich bei Kurvenfahrten durch untersteuerndes Latsch-Seitenkraftlenken, übersteuerndes Radmitten-Seitenkraftlenken und hohe Sturzsteifigkeit auszeichnen.The described position of the virtual axis A leads to the desired, good driving characteristics, which are characterized when cornering by understeering lateral force steering in the contact area, oversteering wheel center lateral force steering and high camber rigidity.
In der
Um die Wirkung der virtuellen Achse A besser nachvollziehen zu können, wird deren Wirkung anhand der
In diesen Figuren ist die Rad-Längsmittenebene RM eines kurvenäußeren Rades unter Einwirkung einer Seitenkraft bei Kurvenfahrt dargestellt.These figures show the wheel longitudinal center plane RM of a wheel on the outside of the curve under the action of a lateral force when cornering.
So bewirkt die Lage der virtuellen Achse A zum einen, dass sich in einer Ansicht von oben, senkrecht zur Fahrtrichtung FR gesehen, die Rad-Längsmittenebene RM unter Einwirkung einer Latsch-Seitenkraft FyL vorderseitig nach innen hin zur Fahrzeug-Längsmittenebene FM bewegt (vgl. RM'). Hierdurch stellt sich ein positiver Spurwinkel δ1 (sogenannte Vorspur) ein bzw. ein solcher wird vergrößert (vgl.
Zum anderen bewegt sich in einer gleichen Ansicht die Rad-Längsmittenebene RM unter Einwirkung einer Radmitten-Seitenkraft FyR vorderseitig nach außen weg von der Fahrzeug-Längsmittenebene FM (vgl. RM'), so dass sich ein negativer Spurwinkel δ2 (sogenannte Nachspur) einstellt bzw. eine solcher vergrößert wird (vgl.
Es sind durch die Auslegung beziehungsweise Ausrichtung der virtuellen Achse A somit gewünschte Eigenschaften der Kraftfahrzeug-Hinterachse 1 erzielbar. Dies führt insgesamt zu einem verbesserten Fahrverhalten eines Kraftfahrzeugs K, welches mit einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Hinterachse 1 ausgestattet ist (vgl.
Schließlich sollen zur Erleichterung des Verständnisses der in der Beschreibungseinleitung gemachten Ausführungen anhand der
- So ist in dieser Figur ein kurvenäußeres Rad mit einem Radradius R dargestellt. Bedingt durch die Kurvenfahrt greift am Latsch L eine Latsch-Seitenkraft FyL an. Diese überträgt sich zu einem bestimmten Teil auf den Rad-Mittelpunkt M, so dass dort eine Radmitten-Seitenkraft FyR angreift, die der Latsch-Seitenkraft FyL in etwa entspricht.
- A wheel with a wheel radius R on the outside of the curve is shown in this figure. Due to cornering, a lateral force FyL acts on the Latsch L. This is transferred to a certain extent to the center point M of the wheel, so that a lateral force FyR in the middle of the wheel acts there, which roughly corresponds to the lateral force FyL on the contact area.
Bedingt durch den Radradius R und einen durch den Latsch L hervorgerufenen Reifen-Nachlauf nl, welche jeweils als Hebelarme wirken, werden durch die Latsch-Seitenkraft FyL zusätzlich noch die Momente Mx um die x-Achse und Mz um die z-Achse verursacht. Alle drei Kraftkomponenten (FyL, Mx und Mz) haben Einfluss auf bzw. ändern den Spurwinkel des kurvenäußeren Rades bei einer Kurvenfahrt.Due to the wheel radius R and a tire trail nl caused by the contact patch L, which each act as lever arms, the lateral contact force FyL also causes the moments Mx about the x-axis and Mz about the z-axis. All three force components (FyL, Mx and Mz) influence or change the toe angle of the outside wheel when cornering.
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Kraftfahrzeug-HinterachseMotor vehicle rear axle
- 1010
- Radträgerwheel carrier
- 1111
- Sturzlenkercamber handlebars
- 11i11i
- innerer Anbindungspunktinner connection point
- 11a11a
- äußerer Anbindungspunktexternal connection point
- 1212
- Spurlenkertoe link
- 12i12i
- innerer Anbindungspunktinner connection point
- 12a12a
- äußerer Anbindungspunktexternal connection point
- 1313
- Längslenkertrailing arm
- 13v13v
- vorderer Anbindungspunktfront attachment point
- 13h1 p.m
- hinterer Anbindungspunktrear attachment point
- 1414
- Federlenkerspring link
- 14i14i
- innerer Anbindungspunktinner connection point
- 14a14a
- äußerer Anbindungspunktexternal connection point
- 1515
- FederFeather
- 1616
- Stoßdämpfershock absorber
- 16o16o
- oberer Anbindungspunktupper connection point
- 16u4pm
- unterer Anbindungspunktlower connection point
- 1717
- Hilfsrahmensubframe
- 1818
- Stabilisatorstabilizer
- 18r18r
- rechter Anbindungspunktright connection point
- 181181
- linker Anbindungspunktleft connection point
- 1919
- Rad-Aufstandspunktwheel contact point
- 2020
- Durchstoßpunkt der virtuellen Achse mit der Rad-Aufstandsebene Intersection point of the virtual axis with the wheel footprint
- a1a1
- vertikaler Abstandvertical distance
- a2a2
- horizontaler Abstandhorizontal distance
- AA
- virtuelle Achsevirtual axis
- EE
- Rad-AufstandsebeneRad Uprising Plane
- FyLFyL
- Latsch-SeitenkraftLaces lateral force
- FyRFyR
- Radmitten-Seitenkraftwheel center lateral force
- FMFM
- Fahrzeug-LängsmittenebeneVehicle longitudinal center plane
- FRFR
- Fahrtrichtungdriving direction
- KK
- Kraftfahrzeugmotor vehicle
- LL
- Rad-Aufstandsfläche (Latsch)Wheel contact area (Latsch)
- MM
- Rad-Mittelpunktwheel center
- MxMx
- Moment um die X-Achsemoment about the x-axis
- MzMz
- Moment um die Z-Achsemoment about the z-axis
- nlnl
- Reifen-Nachlauftire caster
- RR
- Rad, Radradiuswheel, wheel radius
- RM, RM'rm, rm'
- Rad-Längsmittenebenewheel longitudinal center plane
- VV
- vertikale Verbindungslinievertical connecting line
- xx
- x-Achse (Fahrzeug-Längsrichtung)x-axis (vehicle longitudinal direction)
- yy
- y-Achse (Fahrzeug-Querrichtung)y-axis (vehicle transverse direction)
- ze.g
- z-Achse (Fahrzeug-Hochrichtung) z-axis (vehicle vertical direction)
- αa
- Winkelangle
- δ1δ1
- positiver Spurwinkel (Vorspur)positive toe angle (toe-in)
- δ2δ2
- negativer Spurwinkel (Nachspur)negative toe angle (toe-out)
- γg
- Sturzwinkelcamber angle
Claims (4)
Priority Applications (1)
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