Lenkübersetzung: Unterschied zwischen den Versionen
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* mittlerer Lenkwinkel δ<sub>med</sub> eines Paares gelenkter Räder | * mittlerer Lenkwinkel δ<sub>med</sub> eines Paares gelenkter Räder | ||
Maximale Radeinschlagwinkel werden hin und wieder von | Maximale Radeinschlagwinkel werden hin und wieder von Nfz-Herstellern angegeben (siehe [[Wendekreis]]). Unter Annahme eines mittleren, maximalen Lenkwinkels δ<sub>med</sub> = 35° und einer Übersetzung von i<sub>s</sub> = 18 ergibt sich ein Lenkradwinkelbedarf von Anschlag zu Anschlag von 1260°, entsprechend 3,5 vollen Umdrehungen am Lenkrad. Der Lenkdifferenzwinkel Δδ zwischen kurvenäußerem δ<sub>a</sub> und kurveninnerem Rad δ<sub>i</sub> liegt in der Größenordnung von 3 bis 6°. Maximale Radeinschlagswinkel bei Pkw liegen im Bereich von 45 bis 50°<ref>Harrer, M. (Hrsg.); Pfeffer, P. (Hrsg.): Lenkungshandbuch: Lenksysteme, Lenkgefühl, Fahrdynamik von Kraftfahrzeugen, 2013, Springer Vieweg, 2. überarb. u. erg. Auflage, S. 56, ISBN 978-3658009762</ref>. Bei Motorrädern sind i.d.R. etwas kleinere, maximale Lenkwinkel üblich (Beispiel BMW R 1150 R: 2 x 37° Einschlagwinkel).<br> | ||
Aus verschiedenen Gründen ist eine geschwindigkeitsabhängige Lenkung sinnvoll:<br> | |||
* direkte Übersetzung (i = kleiner): wenige Lenkradumdrehungen beim Parken | |||
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| Audi || A6 || Limousine || 1995 || 18,67 || Zahnstangenlenkung mit Servounterstützung || | | Audi || A6 || Limousine || 1995 || 18,67 || Zahnstangenlenkung mit Servounterstützung || | ||
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| Audi || A6 Avant || Kombi || 2001 || 16,2 || Zahnstangenlenkung mit Servounterstützung || | |||
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| Audi || Q5 || SUV || 2017 || 15,8 || elektromechanische Lenkung mit geschw.abh. Lenkunterstützung || | |||
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| Audi || V8 || Limousine || 1989 || 18,67 || Zahnstangenservolenkung mit Zentralhydraulik || | |||
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| Austin || Mini Mayfair Sport || Kombilimousine || 1988 || 15,81 || Zahnstangenlenkung || | |||
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| BMW || 316i || Limousine || 1988 || 21,4 || Zahnstangenlenkung || | |||
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| BMW || 5er || Limousine || 2017 || 16,3 || elektromechan. Zahnstangen-Servolenkung | |||
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| BMW || 750i || Limousine || 1991 || 16,2 || geschwindigkeitsabhängige Kugelumlauf-Servolenkung ([[wikipedia:de:Servotronic|Servotronic]]) | |||
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| BMW || 760 Li || Limousine || 2003 || 13,1 || Zahnstangen-Servolenkung mit geschwindigkeitsabh. Servounterstützung (Servotronic || 3,0 Umdrehungen von Anschlag zu Anschlag | |||
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| BMW || X1 || SUV|| 2022 || 15,5 || Elektromechanische Servolenkung (EPS) mit Servotronic Funktion ([[wikipedia:de:Servotronic|Servotronic]]) | |||
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| Citroën || Xantia || Limousine || 1993 || 17 || || 3,19 Umdrehungen von Anschlag zu Anschlag | |||
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| Fiat || 126 || Kombilimousine || 1989 || 15,3 || Zahnstangen-Lenkgetriebe || | |||
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| Ford || Fiesta C || Kombilimousine || 1989 || 21,24 || Zahnstangenlenkung || | |||
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| Ford || Scorpio || Limousine || 1992 || 12,43 || Degressiv wirkende Zahnstangen-Servolenkung || | |||
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| Hyundai || Ioniq || Schrägheck || 2017 || 13,9 || elektrisch unterstützte Zahnstangenlenkung || | |||
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| Lancia || Thema || Kombi || 1988 || 15,6 || Zahnstangenlenkung mit Servounterstützung || | |||
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| Mercedes-Benz || Actros 1841 || Sattelzugmaschine || 2010 || 19,3 - 23,0 || || | | Mercedes-Benz || Actros 1841 || Sattelzugmaschine || 2010 || 19,3 - 23,0 || || | ||
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| Mini || Cooper S || Kombilimousine || 2002 || 13,18 || direkte elektrohydr. Zahnstangenlenkung (EHPAS) || 2,5 Lenkradumdrehungen von Anschlag zu Anschlag | |||
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| Mini || Cooper || Kombilimousine || 2014 || || || 2,5 Lenkradumdrehungen von Anschlag zu Anschlag | |||
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| Mini || Cooper S Clubman || Kombi || 2007 || 14,1 || Zahnstangenlenkung mit elektrischer Lenkunterstützung (EPAS) | |||
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| Opel || Signum || Kombilimousine || 2003 || 15,2 || | |||
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| Opel || Vectra C || Limousine || 2003 || 16,0 oder 15,2 || | |||
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| Opel || Vectra A || Limousine || 1988 || 18,0 || Zahnstangenlenkung (wartungsfrei) | |||
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| Peugeot || 405 Break GLD || Kombi || 1994 || 23,8 || Zahnstangenlenkung || | |||
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| Peugeot || 605 || Limousine || 1997 || 18 || Zahnstange mit Lenkhilfe (variabel) || 3,36 Lenkrad-Umdrehungen | |||
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| Scania || R 520 || Sattelzugmaschine || 2014 || 17,0 - 20,1 || | |||
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| smart || fortwo coupé || Micro (Steilheck) || 2010 || || || > 3 Umdrehungen von Anschlag zu Anschlag | |||
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| Volkswagen || Golf III || Kombilimousine || 1993 || 17,5 || || Basiskennung | |||
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| Volkswagen || Golf IV || Kombilimousine || 1998 || 14,22 || hydraulisch unterstützte Zahnstangenlenkung || | |||
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| Volkswagen || Golf VII || Kombilimousine || 2013 || 15 || || 2,75 Lenkradumdrehungen von Anschlag zu Anschlag (990°) | |||
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| Volkswagen || Golf VII || Kombilimousine || 2013 || 14,1 || Progressivlenkung (i<sub>s</sub> variabel) || 2 Lenkradumdrehungen von Anschlag zu Anschlag (720°) | |||
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| Volkswagen || Passat Variant || Kombi || 2012 || || || 3 Lenkradumdrehungen von Anschlag zu Anschlag | |||
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| Volvo || 480 Turbo || Kombicoupé || 1988 || 21,8 || Zahnstangenlenkung, servounterstützt || | |||
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| Fernverkehrs-Lkw <ref name="Hilgers">Hilgers, M.: Nutzfahrzeugtechnik lernen. Chassis und Achsen. 1. Auflage 2016</ref> || Fernverkehrs-Lkw || Fernverkehrs-Lkw || 2016 || 17 ... 23 || || || | |||
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Anhaltspunkte für Wertebereiche verschiedenster Fahrzeugtypen sind bei Trzesniowski<ref>Trzesniowski, M.: Rennwagentechnik: Grundlagen, Konstruktion, Komponenten, Systeme. Tab. J.1. S.480, 4. Auflage 2014, ISBN 978-3-658-04918-8</ref> zu finden. Bei extremen Formelwagen wählt man teilweise Übersetzungen bis hinunter zu i<sub>s</sub> = 5, so dass die Ausschlagwinkel am Lenkrad sehr klein werden. | Anhaltspunkte für Wertebereiche verschiedenster Fahrzeugtypen sind bei Trzesniowski<ref>Trzesniowski, M.: Rennwagentechnik: Grundlagen, Konstruktion, Komponenten, Systeme. Tab. J.1. S.480, 4. Auflage 2014, ISBN 978-3-658-04918-8</ref> oder Stoll<ref>Stoll, H.: Fahrwerktechnik: Lenkanlagen und Hilfskraftlenkungen. Vogel Buchverlag, Würzburg, 1. Auflage 1992, ISBN 3-8023-0431-4</ref> zu finden. Bei extremen Formelwagen wählt man teilweise Übersetzungen bis hinunter zu i<sub>s</sub> = 5, so dass die Ausschlagwinkel am Lenkrad sehr klein werden. | ||
== Variable Lenkübersetzung == | |||
Die sogenannte Überlagerungslenkung (Herstellerbezeichnungen "Aktivlenkung", "Dynamiklenkung", "Adaptive Lenkung" o.ä.) ermöglicht eine stufenlose Anpassung der Lenkübersetzung an die jeweilige Fahrsituation. Die variable Übersetzung wird bspw. durch ein [[wikipedia:de:Planetengetriebe|Planetengetriebe]] oder ein sog. [[wikipedia:de:Spannungswellengetriebe|Spannungswellengetriebe]] erreicht. Lt. Herstellerangaben wird im niedrigen Geschwindigkeitsbereich (Stadtverkehr, Rangieren, Parkieren) mit einer sehr direkten Übersetzung gearbeitet (2 Umdrehungen von Anschlag zu Anschlag<ref>https://www.audi-mediacenter.com/de/technik-lexikon-7180/fahrwerk-7185</ref>), was bei Annahme eines maximalen (mittleren) Radeinschlagwinkels von 35° auf eine Übersetzung i<sub>s</sub> ~ 10 hinweist.<br> | |||
Im Fahrwerkhandbuch<ref>Ersoy, M.; Gies, S. (Hrsg.): Fahrwerkhandbuch: Grundlagen - Fahrdynamik - Fahrverhalten - Komponenten - Elektron. Systeme - Fahrerassistenz - Autonomes Fahren - Perspektiven. Springer Vieweg Verlag, 5. Auflage 2017, S. 417, ISBN 978-3-658-15467-7</ref> wird deshalb auch ein Übersetzungsbereich von ''etwa 10'' (Stand) bis ''etwa 20'' (hohe Geschwindigkeiten) genannt. Hier<ref>http://www.kfztech.de/kfztechnik/fahrwerk/lenkung/aktivlenkung.htm (dortige Quelle BMW, Akademiebericht Dillingen)</ref> wird für eine Aktivlenkung ein Wirkungsbereich zwischen etwa 10 und 18,2 gezeigt, während die Lenkübersetzung bei einer konventionellen Auslegung im Bereich 12,8 - 16,2 liegen soll.<br> | |||
Weit bevor die oben genannten mechatronischen Lenksysteme im ersten Jahrzehnt des 21. Jahrhunderts eingeführt wurden, wurden ab den 1960er-Jahren variable Lenkgetriebeübersetzungen verwendet. Diese basieren auf einer über den Hub variablen Flankengeometrie von Zahnstange und Ritzel, welche jedoch wesentlich aufwändiger in der Fertigung sind. Gegenüber der Grundübersetzung konnte so die Übersetzung um etwa 8%<ref>Pfeffer, P.; Harrer, M. (Hrsg.): Lenkungshandbuch: Lenksysteme, Lenkgefühl, Fahrdynamik von Kraftfahrzeugen. Springer Vieweg Verlag, 2. Auflage 2013, S.229, ISBN 978-3-658-00976-2</ref> erhöht werden, was insbesondere im Vergleich zu den neueren Lenksystemen ziemlich gering ist. | |||
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==Siehe auch== | ==Siehe auch== | ||
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Aktuelle Version vom 5. März 2024, 12:04 Uhr
Lenkübersetzung is (engl. steering ratio)
Definition
Definition der kinematischen Übersetzung is nach DIN ISO[1]:
[math]\displaystyle{ i_s = \frac{\Delta\delta_H}{\Delta\delta_{med}} }[/math] mit
- Lenkradwinkel δH
- mittlerer Lenkwinkel δmed eines Paares gelenkter Räder
Maximale Radeinschlagwinkel werden hin und wieder von Nfz-Herstellern angegeben (siehe Wendekreis). Unter Annahme eines mittleren, maximalen Lenkwinkels δmed = 35° und einer Übersetzung von is = 18 ergibt sich ein Lenkradwinkelbedarf von Anschlag zu Anschlag von 1260°, entsprechend 3,5 vollen Umdrehungen am Lenkrad. Der Lenkdifferenzwinkel Δδ zwischen kurvenäußerem δa und kurveninnerem Rad δi liegt in der Größenordnung von 3 bis 6°. Maximale Radeinschlagswinkel bei Pkw liegen im Bereich von 45 bis 50°[2]. Bei Motorrädern sind i.d.R. etwas kleinere, maximale Lenkwinkel üblich (Beispiel BMW R 1150 R: 2 x 37° Einschlagwinkel).
Aus verschiedenen Gründen ist eine geschwindigkeitsabhängige Lenkung sinnvoll:
- direkte Übersetzung (i = kleiner): wenige Lenkradumdrehungen beim Parken
- indirekte Übersetzung (i = größer): feinfühlige Kontrolle des Fahrzeuges bei Fahrten im höheren Geschwindigkeitsbereich
Angaben der Hersteller
Hersteller | Modell | Aufbau/Karosserie | Modelljahr | Lenkübersetzung | Typ | Anmerkungen | |
---|---|---|---|---|---|---|---|
Audi | A6 | Limousine | 1995 | 18,67 | Zahnstangenlenkung mit Servounterstützung | ||
Audi | A6 Avant | Kombi | 2001 | 16,2 | Zahnstangenlenkung mit Servounterstützung | ||
Audi | Q5 | SUV | 2017 | 15,8 | elektromechanische Lenkung mit geschw.abh. Lenkunterstützung | ||
Audi | V8 | Limousine | 1989 | 18,67 | Zahnstangenservolenkung mit Zentralhydraulik | ||
Austin | Mini Mayfair Sport | Kombilimousine | 1988 | 15,81 | Zahnstangenlenkung | ||
BMW | 316i | Limousine | 1988 | 21,4 | Zahnstangenlenkung | ||
BMW | 5er | Limousine | 2017 | 16,3 | elektromechan. Zahnstangen-Servolenkung | ||
BMW | 750i | Limousine | 1991 | 16,2 | geschwindigkeitsabhängige Kugelumlauf-Servolenkung (Servotronic) | ||
BMW | 760 Li | Limousine | 2003 | 13,1 | Zahnstangen-Servolenkung mit geschwindigkeitsabh. Servounterstützung (Servotronic | 3,0 Umdrehungen von Anschlag zu Anschlag | |
BMW | X1 | SUV | 2022 | 15,5 | Elektromechanische Servolenkung (EPS) mit Servotronic Funktion (Servotronic) | ||
Citroën | Xantia | Limousine | 1993 | 17 | 3,19 Umdrehungen von Anschlag zu Anschlag | ||
Fiat | 126 | Kombilimousine | 1989 | 15,3 | Zahnstangen-Lenkgetriebe | ||
Ford | Fiesta C | Kombilimousine | 1989 | 21,24 | Zahnstangenlenkung | ||
Ford | Scorpio | Limousine | 1992 | 12,43 | Degressiv wirkende Zahnstangen-Servolenkung | ||
Hyundai | Ioniq | Schrägheck | 2017 | 13,9 | elektrisch unterstützte Zahnstangenlenkung | ||
Lancia | Thema | Kombi | 1988 | 15,6 | Zahnstangenlenkung mit Servounterstützung | ||
Mercedes-Benz | Actros 1841 | Sattelzugmaschine | 2010 | 19,3 - 23,0 | |||
Mazda | 626 GLX | Stufenheck | 1988 | 18 | Zahnstangenlenkgetriebe mit drehzahlabhängiger Servounterstützung | ||
Mini | Cooper S | Kombilimousine | 2002 | 13,18 | direkte elektrohydr. Zahnstangenlenkung (EHPAS) | 2,5 Lenkradumdrehungen von Anschlag zu Anschlag | |
Mini | Cooper | Kombilimousine | 2014 | 2,5 Lenkradumdrehungen von Anschlag zu Anschlag | |||
Mini | Cooper S Clubman | Kombi | 2007 | 14,1 | Zahnstangenlenkung mit elektrischer Lenkunterstützung (EPAS) | ||
Opel | Signum | Kombilimousine | 2003 | 15,2 | |||
Opel | Vectra C | Limousine | 2003 | 16,0 oder 15,2 | |||
Opel | Vectra A | Limousine | 1988 | 18,0 | Zahnstangenlenkung (wartungsfrei) | ||
Peugeot | 405 Break GLD | Kombi | 1994 | 23,8 | Zahnstangenlenkung | ||
Peugeot | 605 | Limousine | 1997 | 18 | Zahnstange mit Lenkhilfe (variabel) | 3,36 Lenkrad-Umdrehungen | |
Scania | R 520 | Sattelzugmaschine | 2014 | 17,0 - 20,1 | |||
smart | fortwo coupé | Micro (Steilheck) | 2010 | > 3 Umdrehungen von Anschlag zu Anschlag | |||
Volkswagen | Golf III | Kombilimousine | 1993 | 17,5 | Basiskennung | ||
Volkswagen | Golf IV | Kombilimousine | 1998 | 14,22 | hydraulisch unterstützte Zahnstangenlenkung | ||
Volkswagen | Golf VII | Kombilimousine | 2013 | 15 | 2,75 Lenkradumdrehungen von Anschlag zu Anschlag (990°) | ||
Volkswagen | Golf VII | Kombilimousine | 2013 | 14,1 | Progressivlenkung (is variabel) | 2 Lenkradumdrehungen von Anschlag zu Anschlag (720°) | |
Volkswagen | Passat Variant | Kombi | 2012 | 3 Lenkradumdrehungen von Anschlag zu Anschlag | |||
Volvo | 480 Turbo | Kombicoupé | 1988 | 21,8 | Zahnstangenlenkung, servounterstützt | ||
Fernverkehrs-Lkw [3] | Fernverkehrs-Lkw | Fernverkehrs-Lkw | 2016 | 17 ... 23 |
Anhaltspunkte für Wertebereiche verschiedenster Fahrzeugtypen sind bei Trzesniowski[4] oder Stoll[5] zu finden. Bei extremen Formelwagen wählt man teilweise Übersetzungen bis hinunter zu is = 5, so dass die Ausschlagwinkel am Lenkrad sehr klein werden.
Variable Lenkübersetzung
Die sogenannte Überlagerungslenkung (Herstellerbezeichnungen "Aktivlenkung", "Dynamiklenkung", "Adaptive Lenkung" o.ä.) ermöglicht eine stufenlose Anpassung der Lenkübersetzung an die jeweilige Fahrsituation. Die variable Übersetzung wird bspw. durch ein Planetengetriebe oder ein sog. Spannungswellengetriebe erreicht. Lt. Herstellerangaben wird im niedrigen Geschwindigkeitsbereich (Stadtverkehr, Rangieren, Parkieren) mit einer sehr direkten Übersetzung gearbeitet (2 Umdrehungen von Anschlag zu Anschlag[6]), was bei Annahme eines maximalen (mittleren) Radeinschlagwinkels von 35° auf eine Übersetzung is ~ 10 hinweist.
Im Fahrwerkhandbuch[7] wird deshalb auch ein Übersetzungsbereich von etwa 10 (Stand) bis etwa 20 (hohe Geschwindigkeiten) genannt. Hier[8] wird für eine Aktivlenkung ein Wirkungsbereich zwischen etwa 10 und 18,2 gezeigt, während die Lenkübersetzung bei einer konventionellen Auslegung im Bereich 12,8 - 16,2 liegen soll.
Weit bevor die oben genannten mechatronischen Lenksysteme im ersten Jahrzehnt des 21. Jahrhunderts eingeführt wurden, wurden ab den 1960er-Jahren variable Lenkgetriebeübersetzungen verwendet. Diese basieren auf einer über den Hub variablen Flankengeometrie von Zahnstange und Ritzel, welche jedoch wesentlich aufwändiger in der Fertigung sind. Gegenüber der Grundübersetzung konnte so die Übersetzung um etwa 8%[9] erhöht werden, was insbesondere im Vergleich zu den neueren Lenksystemen ziemlich gering ist.
Beiträge im VuF
- 2006 #10 Die BMW-Aktivlenkung
Siehe auch
- Drehwinkelgeschwindigkeit am Lenkrad
- wikipedia:Direktlenkung
- wikipedia:PSS-Lenkung
- wikipedia:Aktive Lenksysteme
Einzelnachweise
- ↑ ISO 8855 Road vehicles - Vehicle dynamics and road-holding ability - Vocabulary
- ↑ Harrer, M. (Hrsg.); Pfeffer, P. (Hrsg.): Lenkungshandbuch: Lenksysteme, Lenkgefühl, Fahrdynamik von Kraftfahrzeugen, 2013, Springer Vieweg, 2. überarb. u. erg. Auflage, S. 56, ISBN 978-3658009762
- ↑ Hilgers, M.: Nutzfahrzeugtechnik lernen. Chassis und Achsen. 1. Auflage 2016
- ↑ Trzesniowski, M.: Rennwagentechnik: Grundlagen, Konstruktion, Komponenten, Systeme. Tab. J.1. S.480, 4. Auflage 2014, ISBN 978-3-658-04918-8
- ↑ Stoll, H.: Fahrwerktechnik: Lenkanlagen und Hilfskraftlenkungen. Vogel Buchverlag, Würzburg, 1. Auflage 1992, ISBN 3-8023-0431-4
- ↑ https://www.audi-mediacenter.com/de/technik-lexikon-7180/fahrwerk-7185
- ↑ Ersoy, M.; Gies, S. (Hrsg.): Fahrwerkhandbuch: Grundlagen - Fahrdynamik - Fahrverhalten - Komponenten - Elektron. Systeme - Fahrerassistenz - Autonomes Fahren - Perspektiven. Springer Vieweg Verlag, 5. Auflage 2017, S. 417, ISBN 978-3-658-15467-7
- ↑ http://www.kfztech.de/kfztechnik/fahrwerk/lenkung/aktivlenkung.htm (dortige Quelle BMW, Akademiebericht Dillingen)
- ↑ Pfeffer, P.; Harrer, M. (Hrsg.): Lenkungshandbuch: Lenksysteme, Lenkgefühl, Fahrdynamik von Kraftfahrzeugen. Springer Vieweg Verlag, 2. Auflage 2013, S.229, ISBN 978-3-658-00976-2