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.
    achsvermessung03.jpg
    Die Fahrzeuglängsmittelebene (4)ist eine fahrzeugfeste Ebene, die senkrecht zur Fahrbahn steht und durch die Mitte der Spurweite der Vorder- und Hinterachse geht.
    achsvermessung04.jpg


    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
    achsvermessung05.jpg



    "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.
    achsvermessung06.jpg

    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.
    achsvermessung07.jpg
    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.
    achsvermessung08.jpg
    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
    achsvermessung09.jpg

    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



    achsvermessung11.jpg


    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.
    achsvermessung12.jpg
    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
    achsvermessung13.jpg

    ""

    + F56 JCW + thunder grey/chili red + JCW Pro Klappenschalldämpfer + OZ Hyper GT 18" So + Sparco Trofeo 5 18" Wi + KWSC + JCW Pro Teile + EZ 06/2017 + all black

    --> zu meinem MINI Blog KEEP CALM AND DRIVE A MINI :2352:

  • 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.
    achsvermessung15.jpg
    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
    achsvermessung16.jpg
    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.
    achsvermessung18.jpg




    Dateien

    + F56 JCW + thunder grey/chili red + JCW Pro Klappenschalldämpfer + OZ Hyper GT 18" So + Sparco Trofeo 5 18" Wi + KWSC + JCW Pro Teile + EZ 06/2017 + all black

    --> zu meinem MINI Blog KEEP CALM AND DRIVE A MINI :2352:

  • 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 ;)

    + F56 JCW + thunder grey/chili red + JCW Pro Klappenschalldämpfer + OZ Hyper GT 18" So + Sparco Trofeo 5 18" Wi + KWSC + JCW Pro Teile + EZ 06/2017 + all black

    --> zu meinem MINI Blog KEEP CALM AND DRIVE A MINI :2352:

  • War heute bei der Achsvermessung, hatte das Protokoll nicht gleich kontrolliert.


    Zu einem fahre ich einen F56 und keine R56 wie auf dem Bild zusehen wonach sich die Sollwerte richten, denke mal da sollte nicht so sein oder ändert sich zwischen den Modellen nichts?
    Der andere Punkt ist, wieso wurde vorne rechts die stur nicht verstellt, der Wert ist 15' und nicht wie im soll -30'


    Fahre morgen sowieso deshalb nochmal hin; vielleicht kann mir aber schon jemand vorab eine Tipp geben?

  • War heute bei der Achsvermessung, hatte das Protokoll nicht gleich kontrolliert.


    Zu einem fahre ich einen F56 und keine R56 wie auf dem Bild zusehen wonach sich die Sollwerte richten, denke mal da sollte nicht so sein oder ändert sich zwischen den Modellen nichts?
    Der andere Punkt ist, wieso wurde vorne rechts die stur nicht verstellt, der Wert ist 15' und nicht wie im soll -30'


    Fahre morgen sowieso deshalb nochmal hin; vielleicht kann mir aber schon jemand vorab eine Tipp geben?


    Sehr interessant den auch wir haben gerade ein Problem mit dem Cooper S seit unserer Achsvermessung letzten Freitag. Das Fahrzeug wurde am KW SC Fahrwerk neu abgestimmt und anschließend hochgedreht.


    Alles bis auf die VA konnte nach den Setup Wünschen problemlos eingestellt werden. Nur vorne das Rechte Rad nicht. Warum auch immer. Sturz Quer VA Eingang -0°30* (Sollwerte 0°00*/+/-0°30*) Aktuell -0°38* Wert außer Toleranz. Sicherheits- und Reifenprobleme möglich!


    Man muss beim Fahren jetzt Aktuell immer leicht rechts gegenlenken. Es hält sich zwar in grenzen ist aber so absolut indiskutabel für uns.


    Morgen Früh um 8:00 Uhr habe ich sowieso einen Termin in meiner NL, da der Service an meinem Works vorgezogen wird. Habe mit meinem Bremspedal ein Problem (fürchterliches unerträgliches quietschen) seit ein paar Tagen. Werde dann diese Thematik am Cooper S ansprechen und nach einem Lösungsvorschlag suchen. Angeblich liegt das bekannte Problem " ab Werk " an den Achsschenkeln der VA, und man könnte da mit einer Art Adapterplatte am Achsschenkel diese Problematik umgehen? Mal abwarten was ich da zu hören bekomme.

  • @mini-f56-driver hast du eventuell dein messprotokoll vorliegen? Hätte gern mal die sollwerte vergleichen, da bei mir der r56 und nicht f56 abgeglichen wurde.


    Der Mini fährt sich nach der achsvermessung tatsächlich wieder sehr gut, allerdings hab ich auch ein Problem mit der bremse, hinten rechts quietscht extrem, vermutlich lösen sich die Bremsbacken nicht richtig. Fahr heute zur NL



    Halt mich auch auf dem laufende was die Problematik mit dem Sturz angeht

  • Alles bis auf die VA konnte nach den Setup Wünschen problemlos eingestellt werden. Nur vorne das Rechte Rad nicht. Warum auch immer. Sturz Quer VA Eingang -0°30* (Sollwerte 0°00*/+/-0°30*) Aktuell -0°38* Wert außer Toleranz. Sicherheits- und Reifenprobleme möglich!

    Kannst Du die Einzelwerte VA li, re mal posten?

  • Das Fahrzeug geht am 11.04 erst einmal auf den Geradeauslauf in meiner NL.
    Dann werden wir sehen was da nicht passt.

  • ich schicke dir es per PN.
    An meinem Works muss leider der Bremkraftverstärker ersetzt werden.
    Das nervt mich schon wieder total da ich erst vor ein paar Wochen die Vorderen Beläge erneuern musste.

    Einmal editiert, zuletzt von M2-driver () aus folgendem Grund: Edit

  • Dank dir, die Toleranzen unterscheiden sich zum R56 nicht groß.
    Das ist schonmal positiv.


    Mal sehen was heute die Begründung zum sturz vorne rechts ergibt, wieso die nicht korrekt eingestellt wurde.

  • Alles bis auf die VA konnte nach den Setup Wünschen problemlos eingestellt werden. Nur vorne das Rechte Rad nicht. Warum auch immer. Sturz Quer VA Eingang -0°30* (Sollwerte 0°00*/+/-0°30*) Aktuell -0°38* Wert außer Toleranz. Sicherheits- und Reifenprobleme möglich!


    "Quer" zeigt auf diesem Protokoll (korrekt?) die Differenz zwischen rechter Seite VA/HA.
    In @MINI-Checkers Protokoll heisst es "gesamt", also die Summe von rechts und links. Was mehr Sinn macht.


    Was außerhalb der Toleranz ist ,ist der LINKE VA Sturzwert, der nicht größer als - 0 Grad 55' sein darf (siehe Protokoll @MINI-Checker), also -4' zu hoch. Der rechte ist in der Toleranz - 0 Grad 05' bis - 0 Grad 55'
    Die Angabe +- 0 Grad 30' in Deinem Protokoll als Sollwert VA kommt mir merkwürdig vor.

    Einmal editiert, zuletzt von Snoopy Cooper ()