Erweiterte Setup Anleitung

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Anleitung zum Einstellen der Fahrzeugparameter in LFS von Dr. Thomas Fink

Einleitung

Ziel dieser Anleitung ist es, die grundlegenden Zusammenhänge zwischen Einstellungen in LFS und dem Fahrverhalten klar zu machen um die Basis für das Einstellen eines praktikablen Setups zu schaffen.

Vorab ein Tipp für ganz Eilige: Zuerst den Problemlöser im Anhang lesen und die betroffenen Kapitel nur bei Bedarf, was ich aber schade fände....

Es gibt bereits einige Anleitungen zum Thema Setup, warum noch dieses Dokument?
Die bestehende Literatur zu LFS ist in der Anwendung problematisch weil sie oft

  • von der irrigen Annahme ausgeht, dass der Fahrer eine Verbesserung schon zuverlässig an den erzielten Rundenzeiten erkennt. Diese schwanken gerade bei Anfängern, die diese Anleitung besonders gebrauchen können, erheblich
  • die Tatsache ignoriert, das sich oft eine Verbesserung erst nach mehreren gleichzeitig optimierten Parametern bemerkbar macht
  • entweder die technische Darstellung und damit das Verständnis für die Zusammenhänge oder
  • die Beschreibung, auf welche Anzeichen man bei Live for Speed für die Optimierung achten muss vernachlässigt.

Quelle dieser Anleitung ist, neben eigenen Erfahrungen mit LFS und der Quelle [SmiAG], die umfangreiche Literatur, die bereits von Fachleuten zu echten Rennfahrzeugen publiziert wurde. Die entsprechenden Verweise sind aufgenommen. Wo nötig wurden die Erkenntnisse an LFS angepasst.
Alle Erklärungen basieren auf dem Verständnis des Verhaltens echter Fahrzeuge, da

  • der Sourcecode nicht bekannt ist und daher nicht analysiert werden kann
  • der Simulator sich in stetiger Weiterentwicklung (hoffentlich) in Richtung auf die echte Physik befindet und
  • man nebenbei einiges über die echten Fahrzeuge dazu lernt.

Die optimalen Werte für das Setup sind vom Fahrzeug, Strecke, Anzahl der Runden und von der individuellen Fahrweise abhängig. Daher werden Sie auch in dieser Anleitung fast keine von mir ermittelten Setupwerte finden, wohl aber genau die Tipps, wie Sie die für Sie brauchbaren Werte für sich finden können. Sie können dabei von den mitgelieferten “[race_1]“ Setups ausgehen. Wesentlich schneller ist es aber, sich aus dem Internet oder von Freunden ein für die Strecke und das Fahrzeug gutes Setup geben zu lassen, es auszuprobieren und dann anhand dieses Dokumentes die Abstimmung auf die individuelle Fahrweise und Rundenzahl vorzunehmen.

Da ich leider noch kein Top-Fahrer bin stehen mir allerdings die Erfahrungen über die “letzten Feinheiten“ nicht zur Verfügung, so das ein wirklich optimales Setup außerhalb des Bereichs des Dokumentes ist. Dennoch glaube ich, dass es dem Leser hilft, seine Probleme bei der Einstellung der Fahrzeuge durch Verständnis der Zusammenhänge zu lösen. Für Rückmeldungen von Top-Fahrern, Fahrwerkstechnikern und allen anderen Lesern wäre ich sehr dankbar. Mails dazu gerne mit dem Betreff "LFS" an Thomas_Fink at t-online.de Dank auch an Florian Jesse der meinen Text als Grundlage der Wikipedia Seiten formatiert hat. Gemäß der Wikipedia Regeln ist natürlich jede konstruktive Mitarbeit direkt im Text willkommen!

Aufbau

Die Gliederung richtet sich strikt nach der Menüstruktur von LFS.
Zu jedem einstellbaren Parameter gibt es die englische Übersetzung um Vergleiche mit der meist englischen Literatur zu LFS schneller anstellen zu können. Dann folgt ein Absatz, der die technische Bedeutung erläutert, meist gefolgt von einem Absatz, der die Konsequenzen falscher Einstellungen schildert. Zum Schluss wird anhand der in S2 gegebenen und erfahrbaren Informationen beschrieben wie der Parameter zu optimieren ist. Jeder Absatz wird mit Hilfe von “Bullet-Points“ klar strukturiert um den Baum der Abhängigkeiten klarer darstellen zu können, auch wenn an mancher Stelle die deutsche Zeichensetzung etwas darunter leidet.

Allerdings gibt es noch einige Fragezeichen und Punkte, die noch nicht behandelt werden:

  • Dimensionierung der Aufhängung bei Flügelfahrzeugen,
  • Aktualisierung der Aerodynamik durch Version T
  • Exakte Dimensionierung der Dämpfung, Klärung der Abweichung
  • Dimensionierung für Rallycross, Dragstrip und Oval
  • Details zu Auflösungen und Anzeigemodi

Diese Punkte sind späteren Überarbeitungen vorbehalten. Man muss ich ja noch auf etwas freuen können. ;-)

Zu diesen und allen anderen Angaben ist jede Kritik herzlich willkommen.

Daten (Info)

Einstellung (Configuration)

Diese Option ist nur bei den Fahrzeugen UF1000, LX4 und LX6 verfügbar. Aufgrund der Spielbarkeit ändern sich Masse sowie der Luftwiderstand nicht.

Benzinmenge Start (Fuel load at start)

Gibt die Tankfüllung zu Beginn des Rennens an und zwar in Prozent des gesamten Tankvolumens.

Man sollte, um Gewicht zu sparen, nicht wesentlich mehr als die für das Rennen benötigte Treibstoffmenge einstellen. Diese hängt wie in der Realität ab von

  • Anzahl der Runden (Die Menge ist recht genau proportional zur Anzahl der Runden)
  • Typ des Fahrzeugs (der XR GT kommt mit seinem Tankinhalt am weitesten)
  • Individueller Fahrweise (die AI-Fahrer haben auf kurvenreichen Strecken einen wesentlich geringeren Verbrauch als ich)

Je geringer das Gewicht desto höher die Beschleunigung des Fahrzeugs. Allerdings wirkt sich ein geringfügiges Mehrgewicht kaum merklich auf die Rundenzeit aus, ein Zuwenig an Treibstoff hat aber dramatische Konsequenzen.

Ermitteln Sie die Treibstoffmenge für ein bis drei Runden durch Probieren (Anhaltspunkt: circa 10 %) und rechnen Sie für höhere Rundenzahlen hoch. Der Verbrauch bei der ersten Runde unterscheidet sich, wenn man allein auf der Strecke ist, nur unwesentlich von dem der weiteren Runden. F12 liefert die verbrauchte Menge und eine Umrechnung pro Runde.

Benzinmenge Boxenstop (Fuel load at pitstop)

Gibt den Tankinhalt an, auf den bei einem Pitstop der Tank aufgefüllt wird.

Dieser Wert sollte immer kleiner oder gleich dem Wert für Benzinmenge Start gesetzt werden. Ist er größer dann wird der Wagen zu Beginn des Rennens nicht richtig aufgetankt! Die Standardstrategie ist die Etappen gleich lang zu machen und für “Pit stops“ den gleichen Wert wie für den anfänglichen Tankinhalt zu wählen.

Reifenwechsel: Abnutzung (Tyre change)

Gibt an, ab welchem Grad des Verschleißes die Reifen gewechselt werden sollen.

Angenommen, man verschleißt pro Tankfüllung einen Satz Reifen, dann sollte dieser Wert auf 0% stehen, bei zwei zu eins auf 50% und bei drei zu eins auf 66%. Reifen sollten nicht öfter gewechselt werden als unbedingt nötig, denn ein Reifenwechsel kostet Zeit und die neuen Reifen brauchen ebenfalls Zeit um auf volle Betriebstemperatur zu kommen.

Bremsen (Brakes)

Bremskraft pro Rad (Max per wheel)

Gibt an, wie stark die Bremse bei voll getretenem Bremspedal zupackt. Der Wert gibt das Drehmoment an, das die Bremse an diesem Rad maximal bewirkt.

Im Folgenden wird vorausgesetzt, dass die Bremshilfe (ABS) deaktiviert ist.

Stellt man den Wert zu gering ein, werden die Reifen auch bei voll getretenem Bremspedal nie blockieren und das Fahrzeug wird auf der Geraden beim Bremsen nicht instabil werden und damit nicht ausbrechen. Damit können sich Anfänger theoretisch das Leben leichter machen aber natürlich auf Kosten der maximal erzielbaren Bremsverzögerung. Stellt man den Wert zu hoch ein, wird das Blockieren stets (also auch an der griffigsten Stelle der Strecke und bei optimaler Reifentemperatur) weit vor der maximalen Pedalstellung auftreten und damit wird ein großer Teil des Pedalwegs verschenkt und ein gefühlvolles Bremsen schwieriger.

Man sollte den Wert gerade so hoch wählen dass mit warm gefahrenen Reifen beim vollen Treten des Bremspedals die Reifen gerade blockieren, was man bemerken kann an:

  • Deutlichem Reifenquietschen
  • Im Rückspiegel bemerkbarem Qualm
  • Reifentemperaturen, die auf dem Abrollumfang stellenweise erhöht sind (diese werden im Folgenden Hot Spots genannt)
  • In der Außenansicht an stehenden Reifen und, im Fall der Hinterräder,

an einem ausbrechenden Heck.
Wenn man gefühlvoll das Pedal stets kurz vor der Quietschgrenze hält wird man die optimale Bremsverzögerung und damit den geringsten Bremsweg erhalten.

Aber ist es nicht für das Bremsen einfacher den Wert gerade so niedrig einzustellen, dass die Reifen niemals blockieren?
Im Prinzip ja, aber die maximale Bremskraft entspricht der Haftfähigkeit der Reifen und diese hängt von vielen Faktoren ab; die wesentlichen sind:

  • Reifentemperatur: Zu kalte oder überhitzte Laufflächen haben weniger “Grip“
  • Reifenzustand: Verschmutzte Reifen oder Reifen mit Bremsplatten geben weniger Haftung
  • Straßenzustand: Wellige Strecken verringern die mittlere Haftfähigkeit

Die Berücksichtigung aller widrigen Umstände ergäbe eine so niedrige Bremskraft, dass man allen anderen Fahrern unterlegen wäre. Wenn man sich also schon darauf einstellen muss, dass die Reifen unter Umständen bei maximalem Bremsen blockieren, dann lernt man die Beherrschung des Fahrzeugs am besten und schnellsten, wenn man ständig die Bremskraft richtig dosieren muss.

Bremskraft und Bremsbalance werden gemeinsam eingestellt, dies ist im folgenden Kapitel beschrieben:

Bremsbalance (vorne) (Brake Balance (front))

Gibt an, wie sich die Bremskraft auf Vorder- und Hinterachse verteilt.

Ist der Wert zu groß dann wird die Bremswirkung der Hinterachse nur unzureichend genutzt, was sich äußert in:

  • Verfrüht einsetzendem Blockieren der Vorderräder
  • Heißere Hot Spots vorne, eventuell insgesamt höhere Temperaturen vorne
  • Niedrigeren Reifentemperaturen hinten (Beim FWD erheblich)
  • Insgesamt geringerer Verzögerungsleistung

Ist der Wert zu niedrig dann äußert sich das bei einer Vollbremsung in:

  • Räder der Hinterachse blockieren auch auf der Geraden vor den Vorderrädern
  • Ausbrechen des Hecks auch bei sanftem Lenken auf der Geraden
  • Hot Spots hinten, eventuell insgesamt höhere Reifentemperaturen hinten
  • Niedrigeren Reifentemperaturen vorne
  • Bei guten Fahrern in geringerer Verzögerungsleistung, bei Anfängern in einem “Abflug“.

Anfangseinstellung:
Die Strecke: Autocross, Drag Strip wählen, das Fahrzeug voll beschleunigen und hinter der Ziellinie

  1. die Kupplung treten (ersatzweise den höchsten Gang wählen)
  2. die Bremse schnell durchtreten, eine Sekunde lang halten und langsam loslassen.
  3. das Fahrzeug sehr sanft bis fast zum Stillstand bringen und langsam rollen lassen.

Währenddessen auf das Verhalten des Fahrzeugs achten und nach dem Versuch die Bremskraft bzw. deren Verteilung iterativ korrigieren:

  • Tritt keiner der oben beschriebenen Effekte auf, dann ist die Bremskraft zu niedrig eingestellt. Also erhöhen (z.B. um 20 N)
  • Tritt Quietschen auf, verschwindet aber nicht sofort beim Beginn des Loslassens, dann ist die Bremskraft erheblich zu hoch eingestellt und sollte um 50 N verringert werden
  • Bricht jetzt schon das Heck aus, dann ist die Bremsbalance zu weit nach hinten eingestellt. Also den Wert um 1-2% erhöhen.
  • Nach dieser Bremsung sollte an mindestens einem Rad ein Hot Spot im roten Bereich aufgetreten sein. Ist dies nicht der Fall dann die Bremskraft um 10 N erhöhen.
  • Haben alle vier Räder Hot Spots, dann könnten die Bremsen insgesamt optimal oder die Bremskraft leicht zu hoch eingestellt sein. Probehalber die Bremskraft um 10 N verringern. Tritt der gleiche Effekt jetzt nicht mehr auf, dann war die vorige Einstellung optimal.
  • Haben nur die Vorderräder Hot Spots, die Hinterräder aber kaum Erwärmung dann ist die Bremskraftverteilung zu weit nach hinten eingestellt. Also den Wert um 1% erhöhen.

Ist der Test bestanden, dann sollte man abschließend noch länger dauernde Bremsungen bis fast zum Stillstand durchführen sowie beim Bremsen ganz leichte Bögen fahren und hier gegebenenfalls die Bremsbalance noch minimal korrigieren.

Anmerkung: Bei diesem Test sind die Reifentemperaturen auf Anfangszustand, der Grip geringer und die erzielte Bremskraft theoretisch zu klein. Aber der Drag Strip ist vollkommen eben und anscheinend erheblich griffiger als alle anderen Strecken. In der Praxis sind die so ermittelten Werte insgesamt minimal zu hoch.

Nachkorrekturen nach dem Rennen:

  • Eine zu hohe Reifentemperatur vorne und eine zu niedrige hinten deutet auf eine zu hoch eingestellte Bremsbalance hin, die minimal nach unten korrigiert werden sollte.
  • Ein beim Bremsen ausbrechendes Heck kann auch durch ein falsch dosiertes Zwischengas verursacht sein!
    • RWD Fahrzeuge erfordern beim Herunterschalten ein gefühlvolles Geben von Zwischengas, sonst bewirkt bei optimal eingestellter Bremse die ruckartig einsetzende Motorbremse beim Schalten ohne Kupplung das Blockieren der Hinterräder. Vorsicht, Zwischengas nicht übertreiben, sonst verlängert sich der Bremsweg.
    • Optimal eingestellte FWD Fahrzeuge reagieren ungewöhnlich allergisch auf gleichzeitiges Bremsen und Gasgeben. Die Wirkung beider Aktionen hebt sich an der Vorderachse teilweise auf, nicht jedoch an der Hinterachse! Die Bremsbalance verschiebt sich also nach vorne, so als hätte man die Handbremse leicht gezogen. Im Grenzbereich sorgt das für eine heftige Überraschung bei den ansonsten gutmütigen Fahrzeugen. Am leichtesten erkennt man diesen Fehler, wenn man die entsprechende Situation mit “getretener“ Kupplung wiederholt. Tritt der Effekt nicht mehr auf, war es ein Fahrfehler.
  • Ist das Heck auch ohne Mitwirkung des Antriebs beim Bremsen unruhig und die Temperatur hinten gleich der vorderen dann kann die Bremsbalance leicht nach vorne verstellt werden. Bricht es gar aus oder ist die Temperatur hinten höher als vorne dann mit Sicherheit.

Aufhängung (Suspension)

Tieferlegung (Ride Height Reduction)

Federlänge, englisch: “Motion Range“, Einheit: m

Dies ist der Weg, um den sich die Feder maximal zusammendrücken lässt.
Dies entspricht theoretisch dem Federweg der Aufhängung zwischen voll eingefedert (maximale Belastung) und voll ausgefedert (minimale Belastung).
Hohe Werte entsprechen einer langen Feder und damit

  • einer höheren Lage der Karosserie (höherer Schwerpunkt, ungünstig für das Handling)
  • einer bezüglich Bodenunebenheiten weniger stark schwankenden Belastung des Rades (besonders bei Kurvenfahrt günstig)
  • einer guten Alltagstauglichkeit.

Die drei Auswirkungen werden getrennt begründet:

“Eine hohe Lage des Schwerpunktes ist nachteilig für das Handling“
Die Höhe des Schwerpunktes über der Reifenaufstandsfläche ist der Hebelarm, über den alle seitlichen Beschleunigungskräfte die Neigung der Karosserie beeinflussen. Wie nachteilig dies ist kann man am schnellsten sehen, wenn man sich vorstellt, was geschehen würde wenn man durch einen Kunstgriff den Schwerpunkt ganz auf das Straßenniveau hinunter bringen könnte:

  • Beim Beschleunigen würde die Front des Fahrzeugs nicht mehr hochsteigen und die Vorderräder nicht mehr entlastet, was für FWD von unschätzbarem Vorteil wäre.
  • Entsprechend würden beim Bremsen die Hinterräder nicht mehr entlastet:
    • Sie könnten ihren der normalen Gewichtsverteilung entsprechenden Anteil an der Bremswirkung übernehmen.
    • Das Verhältnis wäre auch noch von der Kraft der Bremsung unabhängig.
    • Wegen der fehlenden Nickbewegung würde auch bei starkem Bremsen die Lenkgeometrie nicht mehr verändert.
  • Bei Kurvenfahrt würden die äußeren Räder nicht mehr stärker belastet als die inneren! Wegen der Lastabhängigkeit der Reifenhaftung wäre diese alles in allem größer und das Fahrzeug könnte eine höhere Querbeschleunigung aufbringen.
  • Querbeschleunigungsabhängige Wankbewegungen würden vermieden, ein durch lastabhängige Lenkreaktionen bewirktes Schleudern des Fahrzeugs wäre praktisch unmöglich.

Das sind alles sehr erstrebenswerte Zustände, die das Abstimmen des restlichen Fahrzeugs und das Fahren sehr erleichtern würden.
Zusammenfassend: Das Handling von Fahrzeugen mit tiefem Schwerpunkt ist besser, weil die durch die beschleunigungsabhängige Neigung induzierte Änderung der Fahreigenschaften wesentlich geringer ist.
Außerdem hat eine niedrig liegende Karosserie einen geringeren Luftwiderstand und einen erhöhten Abtrieb auf der Unterseite. Also: Runter mit dem Schwerpunkt, soweit es sinnvoll geht! Das einzig dumme ist nur, dass das in LFS nur ein paar Zentimeter sind...

„Eine durch Bodenunebenheiten stark schwankende Belastung ist ungünstig bei Kurvenfahrt“

1. Fall: Bodenwelle gleich Federlänge:
Betrachten wir den Fall, dass die Fahrbahn sinusförmige Bodenwellen aufweist, deren Maximum zum Beispiel 50 mm über dem Minimum liegt. Die Wellenlänge soll groß genug sein, das der Reifen aufgrund seiner Form dem Profil folgen kann. Andererseits soll die Geschwindigkeit des Fahrzeugs so hoch sein, dass die Karosserie aufgrund ihrer Trägheit den Unebenheiten nicht mehr folgt sondern eine konstante Höhe hält.
Eine Feder, deren Länge nur 50 mm beträgt würde unter diesen Verhältnissen periodisch völlig entspannt und völlig zusammengedrückt. Die Kraft, die sie zwischen Rad und Karosserie überträgt, würde ebenso periodisch im Minimum Null und im Maximum das doppelte der normalen Belastung betragen. Dies folgt aus einem angenommenen linearen Verhalten und konstanter mittlerer Kraft.
Soweit ist noch alles in Ordnung, wenn man davon absieht, dass die extremen Lastwechsel in den Reifen Verformungsarbeit leisten, die die Reifen erhitzt und zur Rollreibung beiträgt.
Problematisch wird dieser Zustand bei Kurvenfahrt, wenn der Reifen Seitenführungskräfte aufbringen muss: Im Minimum der Reifenbelastung kann der Reifen keinerlei Seitenführungskraft übertragen, die betreffende Achse bricht aus. Ist die Haftung erst einmal verloren wirkt nur noch die niedrigere Gleitreibung zwischen Reifen und Straße. Selbst wenn sich der Zustand bei später drastisch zunehmender Reifenbelastung verzögert wieder normalisiert: Die über eine Wellenperiode gemittelte Seitenführungskraft beträgt nur ein Bruchteil des Falles konstanter Reifenbelastung.

2. Fall: Bodenwelle kleiner als Federlänge
Wenn man die Federlänge auf 100 mm verdoppelt schwankt die Reifenbelastung immer noch erheblich zwischen 50 % und 150 %. Selbst wenn bei 50 % die Bodenhaftung nicht wie oben beschrieben verloren gehen sollte, bleibt immer noch der für diesen Fall im Anhang berechnete drei prozentige Verlust an Seitenführungskraft.

3. Fall: Bodenwelle größer als Federlänge:
Die Feder wird maximal zusammengepresst und ein Gummipuffer übernimmt die Last. Man sagt auch: „Sie schlägt durch“. Dies macht S2 bemerkbar:

  • In leichten Fällen durch schnelle Nick- oder Wankbewegungen, was harte Stöße durch das Aufschlagen der Karosserie auf den Puffer anzeigt. Das ist an sich noch kein mechanisches Problem, allerdings verändert der wesentlich härtere Puffer die Dämpfungseigenschaften negativ, da die Stoßdämpfer nicht entsprechend angepasst werden. Sinngemäß steht aber in [Mil95, S.???]: “Wenn beim Rennen die Puffer nicht ausgenutzt wurden dann stand die Federung zu hoch!“
  • In schweren Fällen wird aber auch der Puffer völlig zusammengepresst und überträgt schlagartig enorme Kräfte:
    • Das Fahrzeug steigt an diesem Rad hoch, verliert den Bodenkontakt und stürzt im Extremfall sogar um
    • Das Fahrwerk wird geschädigt, wobei das bekannte Konservendosenscheppern erklingt. Zu Schäden am Fahrwerk sollte man die LFS Anleitung zu Rate ziehen. Im Anhang findet sich provisorisch eine Ultrakurzversion.

Zusammenfassend: Solange die Federung nicht durchschlägt haben Fahrzeuge mit längerer (weicherer, s.u.) Federung den besseren Grip.

“Lange Federn sind alltagstauglicher“

Das Setup von Straßenfahrzeugen hat für Rennzwecke eine zu hohe Federlänge. Straßenfahrzeuge sind für eine hohe mögliche Zuladung (Passagiere, Gepäck) ausgelegt. Sie müssen die dafür notwendige zusätzliche Kraft über zusätzliche Federwege vorhalten. Daher kann man für den Renneinsatz kürzere Federn vorsehen, muss dann aber auf die mögliche Zuladung in den Papieren reduzieren.

Welcher Effekt überwiegt jetzt?

Das lässt sich leider mit der Ausnahme einer durchschlagenden Federung nicht einfach erkennen. Hinzu kommt, das man eine Optimierung und Diagnose der Federlänge nur zusammen mit einer entsprechend gewählten Einstellung der Federsteifigkeit und der Dämpferstärke vornehmen kann. Es empfiehlt sich, mehrere zu verschiedenen Federlängen gehörige Setups vorzubereiten, unter geeignetem Namen abzuspeichern (z.B. “BwGp 50mm“) und anschließend miteinander zu vergleichen. Dabei sollte man mindestens zu Anfang, wenn nicht generell, die Federlängen vorne und hinten gleich einstellen. Dann ist der Wagenboden parallel zur Fahrbahn und Bodenwellen beeinflussen Vorderachse und Hinterachse gleich.

Findet man jedoch, das das Fahrzeug bei Bodenwellen hinten ausbricht und nicht mehr beherrschbar wird dann ist es sinnvoll, die hintere Feder um 5 bis 20 mm länger zu machen als die vordere. Dann wirken sich Bodenwellen vorne stärker aus als hinten und das Fahrzug bleibt stabil. Besonders trifft dies auf besonders leistungsstarke Fahrzeuge ohne Abtrieb (FZR) oder auf solche mit kleinem Trägheitsmoment um die Hochachse (MRT5) zu.

Für voll beladene Straßenfahrzeuge ist ein Resteinfederweg von 50mm ausreichend [Rei86, S.270]. Und das ist sicher ein besserer Ausgangspunkt für die Optimierungen als die werksseitig beim XRT eingestellten 100 bis 120 mm!

Aber auch ohne umfangreiche Vergleiche kann man bei optimierter Federstärke und Dämpfung eine zu geringe Federhöhe daran erkennen dass in Kurven mit Bodenwellen aufgrund der hohen Federstärke die Bodenhaftung stark schwankt, was an schwankendem Reifengeräusch und leichtem Seitenversatz zu bemerken ist.

Federstärke (Stiffness)

Mit der Federstärke stellt man ein, wie stark die Feder unter der Belastung nachgibt. In S2 stellt man die Feder so weich ein, dass bei Maximalbelastung, beispielsweise

  • Kurvenbelastung (+2g außen, 0g innen) oder
  • Bremsbelastung (< +2g vorne, > 0g hinten)

das Fahrzeug gerade noch nicht auf den Gummipuffern aufstößt (s.u.).
Die g-Werte sind nur zur Anschauung, sie berücksichtigen aerodynamische Auf- und Abtriebswerte nicht.
(Übrigens dürften Fahrbahnunebenheiten diese g-Werte nicht wesentlich erhöhen solange man die Geschwindigkeit so wählt, dass man mit allen vier Rädern noch auf dem Boden bleibt. Ein Hügel, der auf der einen Seite die +2g überschreitet, würde bei sinusförmigem Profil nach einer halben Periode die 0g unterschreiten, d.h. das Rad würde doch abheben.)

Warum stellt man die Federn nicht noch härter? Es heißt doch „Was hart macht ist gut!“?
Härtere Federn als für die Federlänge nötig haben drei nachteilige Effekte:

  • Die Rollreibung steigt an, weil die dynamische Reifenbelastung zunimmt
  • es wird, wie unten gezeigt wird, eine härtere Dämpfung benötigt, die ebenfalls Energie kostet und so indirekt die Rollreibung erhöht. Aber vor allem:
  • die Feder wird auch bei maximaler Belastung nicht bis zum Minimum zusammengedrückt. Das bedeutet dass der Schwerpunkt des Fahrzeugs über das Minimum hinaus erhöht wird. Das könnte man natürlich durch eine kürzere Federlänge wieder ausgleichen, die aber per Definition zu einer anderen Konfiguration gehört und dort getestet wird.

Wie geht man vor?

  • Dämpfung vorne und hinten auf das Maximum setzen um Schwingungen auszuschließen
  • An beiden Achsen hohe Federstärken einstellen.
  • Das Verhältnis der Werte sollte stets der Gewichtsverteilung entsprechen. Beispiel: XF GTi, V/H = 60/40 => Anfangsstärken 120kN/m vorne und 80 kN/m hinten.

Ist dies nicht der Fall dann schwingen Front und Heck des Fahrzeugs bei gleichen Störungen unterschiedlich schnell nach, was das Fahrverhalten durch zusätzlich auftretende Nickbewegungen kritischer macht.

  • Jetzt die Werte stufenweise an beiden Achsen unter Erhalt des oben angegebenen Verhältnisses verringern bis das Fahrzeug irgendwo gerade auf den Puffern aufsetzt.
  • Tritt dies an einer kritischen Stelle auf nimmt man den letzten Schritt zurück, versucht es zwischen den letzten Werten noch einmal und hat zum Schluss eine brauchbare Einstellung. Kritisch in diesem Sinne ist eine Stelle, wenn sich das Fahrzeug dort im Grenzbereich befindet, die Erschütterung des Rades durch ein Aufsetzen auf einen Puffer einen Verlust an Bodenhaftung bewirkt.

Das Aufstoßen auf die Gummipuffer kann man auf zwei Arten feststellen:

  • Die klassische Methode: Im Menü “Optionen“, “Ansicht“ den Einfluss von allen Beschleunigungen auf die Fahrersicht maximal einstellen. So machen sich die durch Aufsetzen bewirkten Erschütterungen deutlich durch ein wackelndes Bild bemerkbar. Gleichzeitig tritt das Konservendosenscheppern auf. Diese Methode funktioniert bei allen Fahrzeugen. Während bei „normalen“ Fahrzeugen lediglich ein Kontrollverlust droht verlangsamt beim FO8 das Aufsetzen zusätzlich das Fahrzeug.
  • Die effektive Methode:
    • Ein Rennen beginnen, in denen alle 12 AI-Fahrer das eigene, zu testende Setup verwenden.
    • Dann sich durch Drücken der Taste “F“ die Kräfte anzeigen lassen. Ein Aufsetzen auf die Puffer merkt man daran, dass die Farbe der vertikalen Kraftpfeile von gelb auf rot wechselt. Einen Verlust der Bodenhaftung eines Rades daran, das einer der horizontalen Pfeile auf rot wechselt. Geschieht beides gleichzeitig, ist dies ein sicheres Zeichen, das mangelnde Federstärke die Bodenhaftung beschränkt.
    • Beim FO8 funktioniert diese Funktion jedoch leider nicht, vermutlich zeigen die Pfeile nur die Kräfte der Aufhängung an und berücksichtigen nicht das Aufschlagen der Karosserie auf den Boden.

Aus der Fahrsituation und den aufsetzenden Rädern kann man ableiten ob die Stärke einer oder mehrerer Federn oder der Stabilisatoren erhöht werden muss:

  • Tritt das Aufsetzen bei maximalem Bremsen am Eingang der Kurve auf, dann ist die vordere Federstärke zu erhöhen.
  • Tritt das Aufsetzen an den kurvenäußeren Rädern am Scheitelpunkt der Kurve auf, dann sind beide Stabilisatoren zu verstärken. Siehe Stabilisator.
  • Tritt das Aufsetzen bei Fahrzeugen mit Aerodynamik bei Höchstgeschwindigkeit auf dann sind entweder die Flügel flacher zu stellen oder die Federn härter zu wählen.

Dämpfung (Damping)

Die Radaufhängung ist ein schwingungsfähiges System, bestehend (von unten nach oben) aus

  • Dem wechselnden Fahrbahnprofil, entsprechend einer zeitlich schnell veränderlichen Kraft F(t)
  • der Federwirkung des Reifens, abhängig von Luftdruck und Steife der Reifenflanke
  • der so genannten “ungefederten Masse“ des Rades (Mantel, Felge, Schrauben, Bremsanlage, beweglicher Teil des Federbeins und der Hälfte der Massen der Teile, die das Rad mit der Karosserie verbinden, z.B. von Antriebswelle, Feder und Stabilisator).
  • der Federwirkung der Aufhängung, entsprechend einer weichen Feder mit der Federkonstanten cFeder. Dies ist die oben erwähnte Federstärke mit der Einheit kN/m .
  • der Wirkung des Stoßdämpfers, entsprechend einer geschwindigkeitsproportionalen Dämpfung

F = -k*v, wobei k beim Ein- und Ausfedern unterschiedliche Werte annehmen kann. k ist die in LFS S2 einstellbare Dämpfung mit der Einheit kNs/m .

  • der Masse mf des restlichen Fahrzeugs, die sich auf der Aufhängung abstützt.
  • der dynamischen Belastung durch die Fahrsituation entsprechend einer langsam veränderlichen Kraft

Sprich: Die so genannte ungefederte Masse hängt gleich zwischen zwei Federn und die Karosserie thront obenauf! Das System ist wie man sich leicht vorstellen kann ohne die Wirkung der Stoßdämpfer hochgradig schwingungsfähig, da jede Dämpfung fehlt.
Und Schwingungen dieses Systems sind schlecht:

  • Die Schwingungsamplitude reduziert den zur Verfügung stehenden Federweg. Im Extremfall schaukelt sich die Schwingung bei periodischen Bodenwellen und der richtigen Geschwindigkeit auf, bis die Radaufhängung abwechselnd am oberen und unteren Anschlag ankommt.
  • Schwingungen sorgen abwechselnd für erhöhten und verringerten Andruck des Rades auf die Fahrbahn:
    • Bei niedrigem Andruck verliert das Rad eventuell die Bodenhaftung, die es im Grenzbereich dann meistens auch bei dem nachfolgenden hohen Andruck nicht wieder herstellt.
    • Aufgrund der Lastabhängigkeit sinkt bei schwankender Belastung die mittlere Bodenhaftung (siehe Anhang).
    • Bei hohem Andruck ist die Rollreibung überproportional höher, die Reifen heizen sich mehr auf.

Und wie unterdrückt man die Schwingungen optimal? Durch maximale Dämpfung! Oder nicht? Hohe Dämpfung hat auch erhebliche Nachteile, da die Dämpfungskraft proportional ansteigt:

  • Schnelle Stöße werden über den dafür fast starren Dämpfer ungefedert an die Karosserie weitergegeben. Das klingt zunächst nur unkomfortabel, wirkt sich aber auch auf die Fahrsicherheit aus. Man stelle sich einen beliebig harten Dämpfer vor, der entspräche einer unnachgiebigen Stange und diese wiederum würde die parallel eingebaute Feder wirkungslos machen. Schon von der ersten kleinen Bodenwelle, die gerade höher wäre als die Reifenflanke, würde das Fahrzeug abheben!
  • Die Karosserie wird auf Torsion beansprucht; bei einer schwachen, “weichen“ Karosserie kann die Geometrie der Aufhängung dynamisch verändert werden.
  • Die Reifen werden stärker durch Stöße beansprucht, was die Reifenflanken aufheizt.

Fazit: Nur soviel Dämpfung wie nötig und so wenig wie möglich!

Wie viel ist denn nötig?
Hier sollte eigentlich ein Einschub über die Schwingungsgleichung folgen, der beweist, das das Studium nicht umsonst war und in dem zum Schluss die benötigte Dämpfung aus den bereits ermittelten Werten von Federstärke, Stabilisatorhärte und Reifendruck abgeleitet wird. Das scheiterte leider, denn

  • die Federwirkung der Reifen ist nicht bekannt
  • das Verhältnis zwischen ungefederter Masse und restlicher Karosseriemasse ist nicht bekannt
  • die Skalierung von LFS teilweise falsch, mindestens dort, wo Druck- und Zugstufe nicht separat eingestellt werden können. Die Werte der benötigten Dämpferstärken sind innerhalb der Fachliteratur mit den Resultaten aus der Schwingungsgleichung konsistent, aber für LFS deutlich zu niedrig. (Offener Punkt)

Was man aber machen kann, ist sich die Lösungen der Schwingungsgleichung grafisch anzuschauen und die Resultate mit der Hüpfbewegung des Fahrzeugs auf dem Teststand im Setup zu vergleichen:

Advset1.gif

Hier ist vertikal der Federweg nach einer schlagartigen Änderung der Belastung (z.B. wenn man einen Sack Sand in den Kofferraum einlädt) aufgetragen und horizontal die Zeit.
Die fünf Beispiele von Lösungen sind farbig markiert:

Farbe Dämpfungsmaß D Typ Resultat
Violett 0 ungedämpft Dies ist die Lösung der ungedämpften Schwingung, hier nur als Referenz und abschreckendes Beispiel abgebildet.
Blau 0,37 "weich" Die Dämpfung ist gerade so stark, dass die folgende Schwingungsauslenkung nur ein Zehntel der vorhergehenden beträgt. Dieses Überschwingen kann man gerade noch vernachlässigen. Das ist schon eine brauchbare Einstellung, die eher dem weichen Ende der GP Rennabstimmungen entspricht.
Grün 0,5 "mittel" Hier ist die Dämpfung so stark, das die folgende Schwingung nicht mehr bemerkbar ist
Gelb 1 kritisch Dies ist die härteste noch sinnvolle Dämpfung, die Aufhängung kehrt optimal schnell in die Ruhelage zurück
Rot 2 überktitisch Steigert man die Dämpfung noch weiter dann verlängert sich nur die Rückkehrzeit, was sinnlos ist.

Nun besteht die die Testbelastung in LFS aus einem kurzen Stoß von unten gegen die Reifen. Die sichtbare Bewegung des Aufbaus wird am besten beschrieben, wenn man annimmt, dass er sich sofort mit einer bestimmten Anfangsgeschwindigkeit in Bewegung zu setzt und dann mehr oder weniger schnell den ursprünglichen Gleichgewichtszustand wieder einnimmt. Daher sehen die Lösungen etwas anders aus als oben, die Farben und Dämpfungen korrespondieren aber mit obigem Beispiel:

Advset3.gif

Farbe Dämpfungsmaß D Typ Resultat
Blau 0,37 "weich" Die folgende Schwingungsauslenkung ist gegenüber der vorhergehenden beider geringen Auflösung des Fahrzeugmodells kaum noch sichtbar.
Grün 0,5 "mittel" Hier ist nur noch die zweite Aufwärtsbewegung sichtbar, bevor der Aufbau zur Ruhe kommt.
Gelb 1 kritisch Es gibt nur noch den Stoß und die folgende Abwärtsbewegung.

Was sagt die Literatur?
[Rei89, S. 81] gibt für Straßenfahrzeuge einen Wertebereich für D zwischen 0,25 bis 0,3 an
[Mil95, S. ??] gibt für Rennfahrzeuge in einem Beispiel einen Wert für D von 0,45 an.
Daher ist die Lösung mit D=0,5 als Anhaltspunkt zu empfehlen.


Wie geschieht das in LFS S2 ?
Folgendes Verfahren funktioniert für die Achsen, bei denen ein Punkt der Karosserie, zum Beispiel den Verbindungspunkt zum Querlenker im Modus “Aufhängung“ dargestellt wird: Man löst die Testbelastung aus und achtet genau auf die Bewegung des Punktes der Karosserie, bei der man wie oben zwischen mehreren Fällen der Dämpfung unterscheidet:

  • Bewegt er sich aufwärts und dann wieder abwärts, um dann schon zur Ruhe zu kommen, dann ist die Achse kritisch oder überkritisch gedämpft. => Dämpfung verringern.
  • Bewegt er sich aufwärts. abwärts und anschließend noch einmal aufwärts um dann zur Ruhe zu kommen, dann ist die Dämpfung unterkritisch aber eventuell noch zu hart. => Dämpfung vorsichtig weiter verringern
  • Bewegt er sich aufwärts, abwärts, aufwärts um dann noch einmal langsam abwärts zu kriechen dann ist die Dämpfung zu weich => Dämpfung vorsichtig erhöhen
  • Bewegt er sich aufwärts, abwärts, aufwärts um dann noch mehrere Male umzukehren dann ist die Dämpfung viel zu gering. => Dämpfung kräftig erhöhen

Die Dämpfung ist genau richtig eingestellt, wenn das Verhalten gerade noch dem Punkt 2 entspricht und gerade noch nicht dem dritten Punkt.

Weil die Bewegung insgesamt nur klein ist kann man so den Wert nur grob einstellen. Anschließend sollte man auf die Neigung des Querlenkers achten. Ist die Bildschirmauflösung nicht allzu hoch eingestellt und das Antialiasing ausgeschaltet dann erkennt man bei einem nur leicht geneigten Querträger an den Rändern leichte Treppenstufen, die bei der kleinsten Bewegung deutlich anfangen zu wandern. Diesen Effekt kann man nutzen um zwischen den Fällen 2 und 3 deutlich zu unterscheiden.

Dämpfung, , englisch: “Bump Damping“
Dämpfung, , englisch: “Rebound Damping“
Bei den leistungsfähigeren Fahrzeugen kann man die Druck- und die Zugstufendämpfung getrennt einstellen. Initial beträgt das Verhältnis fast überall circa 1:1,5. Bei echten Fahrzeugen wird oft ein Verhältnis von 1:2 gewählt. Grund für das Verhältnis ist, das die Aufwärtsgeschwindigkeit der Aufhängung beim Einfedern aufgrund des harten Zwanges durch die Fahrbahn meist wesentlich höher ist als die der Abwärtsbewegung (Ausfederbewegung) durch die weichere Feder. Würden die Werte gleich gewählt dann wäre die mittlere Kraft auf die Karosserie durch das Einfedern höher, die Federhöhe würde steigen. Da ich noch kein Verfahren habe um die Werte unabhängig voneinander zu optimieren schlage ich vor das vorgegebene Verhältnis beizubehalten, solange es zwischen diesen beiden Werten liegt. Daher sind bei diesen Fahrzeugen statt der einen Dämpfung zwei zu verändern, wobei das Verhältnis zwischen den beiden erhalten bleiben sollte.

Und wie stellt man Achsen ein, die keinen sichtbaren Punkt der Karosserie oder Querträger haben? Hier hilft die Physik weiter, sofern man annehmen darf das LFS vielleicht nicht die Skalierung der Dämpfung dann aber das Verhalten der Schwingung richtig berechnet.
Es gilt nämlich: k = D * √ ( 2 * m * c )
Und daraus kann man für das Verhältnis der Dämpfungen ableiten:
kh / kv = √ [ ( ch / cv ) * ( mh / mv ) ]
und das kann man leicht zur gesuchten Dämpfung der anderen Achse auflösen.

Noch einfacher wird das Verfahren, wenn man, wie oben als Anhaltspunkt vorgeschlagen, die Federsteifen proportional zu den Massen eingestellt hat:
Der Proportionalitätsfaktor sei “f“ dann gilt:
cv = f * mv  ; und ch = f * mh
Dies in obige Gleichung eingesetzt liefert dies:
kv / kh = mv / mh
Das heißt, dass man bei optimierter Dämpfung an der Vorderachse die Dämpfung der Hinterachse gleich mit berechnen kann.

Stabilisator (Anti Roll)

Ein Stabilisator ist eine “U“ förmig gebogene Torsionsfeder, deren Enden mit den beiden Radaufhängungen einer Achse verbunden sind und die “unten“ links und rechts drehbar gelagert mit der Karosserie verbunden ist. Federn beide Räder gleichmäßig ein hat der Stabilisator keine Wirkung, weil er sich in seiner Lagerung mitdreht. Eine Wirkung tritt erst dann auf, wenn ein Rad stärker einfedert als das andere. Dann wird der Stabilisator auf Torsion belastet und wirkt dieser einseitigen Belastung entgegen indem er die Kraft von der stärker eingedrückten Feder auf die andere leitet.
Bei einer Kurvenfahrt bedeutet dies eine Entlastung der kurvenäußeren Feder (die dadurch weniger stark zusammengedrückt wird) und eine Belastung der kurveninneren Feder mit dem gegenteiligen Effekt. Resultat:

  • Die Karosserie neigt sich erheblich weniger.
  • Dadurch werden lastabhängige Effekte auf das Fahrverhalten geringer.
  • Der Schwerpunkt wandert weniger nach außen.

Einziger Nachteil: Wenn man den kurveninneren Randstein überfährt dann versucht der Stabilisator ebenfalls, dem Einfedern entgegenzuwirken, allerdings auf der kurveninneren, also “falschen“ Seite und so wankt die Karosserie heftig nach außen. Dadurch verliert auch das andere Radpaar an Grip, was bei RWD ein heftiges Ausbrechen zur Folge haben kann.

Richtig interessant wird es, wenn man vorderem und hinterem Stabilisator erheblich unterschiedliche Steifigkeiten gibt. Idealisiert ist die Karosserie nämlich verwindungssteif und ihr ist es egal, ob aufrichtende Kräfte vorne oder hinten angreifen. Nehmen wir einmal an, die Steifigkeit (Federkonstante) eines Stabilisators wird erhöht. Dieser Stabilisator übernimmt dadurch einen größeren Anteil der gesamten Aufrichtkräfte, dadurch wird an seiner Achse das kurvenäußere Rad erheblich mehr belastet und an der anderen Achse das kurvenäußere Rad entsprechend entlastet, da die dort anfallenden Aufrichtkräfte entsprechend zurückgehen. (Das klingt vielleicht kompliziert, aber jede der zahlreichen einfacheren Darstellungen ist falsch.) Das kurveninnere Rad der Achse mit dem jetzt steiferen Stabilisator wird entsprechend erheblich entlastet.

Dies bewirkt insgesamt an dieser Achse:

  • Am kurveninneren Rad eine drastische Verringerung des Andrucks und somit:
    • Eine bei Kurvenfahrt niedrigere Reifentemperatur kombiniert mit
    • Tendenz zu blockierendem Reifen beim starken Bremsen was durch punktuelle Überhitzung zu erkennen ist.
    • Beide Effekte kann man sehr gut an der Hinterachse von FWD Fahrzeugen beobachten.
  • Am kurvenäußeren Rad eine Belastung mit einem größeren Teil des Andrucks und der Seitenführungskraft der Achse was eine Tendenz zur Überlastung mitbringt und somit eine Erhöhung des Schräglaufwinkels und dadurch einen höheren Schlupf an diesem Rad und dadurch eine erhöhte Temperatur bei Kurvenfahrt.
  • Somit eine ungleichmäßigere Verteilung der Last zwischen den Rädern und insgesamt aufgrund der Lastabhängigkeit der Reifenhaftung eine verringerte Seitenführungskraft und eine verstärkte Tendenz zum Ausbrechen.

Und an der anderen Achse:

  • Eine gleichmäßigere Lastverteilung zwischen kurvenäußerem und innerem Rad (also gerade das Gegenteil des Effektes an der Achse mit dem versteiften Stabilisator!), dadurch:
    • Eine höhere mögliche Seitenführungskraft (Siehe Anhang 1) und
    • eine bessere und gleichmäßigere Bremswirkung, dadurch eine Temperatursenkung des kurveninneren Rades und entsprechend
    • eine bessere Traktion, wenn es sich um eine angetriebene Achse handelt.
  • Eine gleichmäßigere Temperaturverteilung

Die Verteilung der möglichen Seitenführungskraft zwischen Vorder- und Hinterachse bestimmt aber das Handling des Fahrzeugs:

  • Ist sie vorne höher dann wird im Grenzbereich die Hinterachse zuerst ausbrechen und das Fahrzeug übersteuert.
  • Ist sie hinten höher dann wird im Grenzbereich die Vorderachse zuerst ausbrechen und das Fahrzeug untersteuert.

Fazit: Durch unterschiedlich steife Stabilisatoren kann man ein untersteuerndes in ein übersteuerndes Fahrzeug verwandeln!

Leider stößt diese Methode an ihre Grenze, wenn das kurveninnere Rad der Achse mit dem verstärkten Stabilisator soweit entlastet wird, das es gänzlich abhebt. Wird jetzt die Querbeschleunigung noch weiter erhöht so bleibt die Lastverteilung der Achse konstant und die Wirkung lässt nach, gerade dann wenn man sie am nötigsten braucht. Dieses Verhalten kann man sehr gut am FZR50 beobachten: Mit erheblich verstärktem Frontstabilisator wirkt das Fahrzeug bis etwa 1 g sehr stabil um bei höheren Werten um so plötzlicher hinten auszubrechen.

Was sind nun Übersteuern und Untersteuern? Und welches Handling sollte man wählen? Die Fachliteratur definiert ein Fahrzeug als untersteuernd bzw. übersteuernd, wenn bei ungestörter Kurvenfahrt der Schräglaufwinkel (Siehe Anhang1) vorne größer bzw. kleiner ist als hinten. Das ist korrekt, hilft aber in LFS überhaupt nicht weiter, weil dieser Winkel nicht abzulesen ist. Woran erkennt man es dann?

Man fährt mit dem Fahrzeug in den Grenzbereich, d.h. in der Kurve so schnell es gerade geht.

  • Übersteuern ist sehr einfach zu erkennen: Das Fahrzeug hat die Tendenz sich in die Kurve hinein zu drehen, diese Tendenz steigert sich in der Folge noch rasch, wenn man nicht sofort dagegen lenkt. Man nennt dies “Das Heck bricht aus“ und in der Tat muss man es ganz schnell wieder “einfangen“!
  • Untersteuern ist etwas schwieriger zu erkennen: Das Fahrzeug bleibt stabil, fährt aber in der Kurve einen weiteren Bogen, als es das nach dem Gefühl des Fahrers von der Lenkradstellung eigentlich sollte. Je schneller man wird desto weiter wird - bei konstanter Lenkradstellung – der Bogen. Versucht man dies durch stärkeres Lenken zu kompensieren, dann quietschen nur die Reifen mehr aber der Bogen wird nicht wieder enger.

Man sieht dann bald ein Hindernis sich bedenklich schnell dem kurvenäußeren Kotflügel und dem empfindlichen Lenkgestänge nähern!
Gegenmaßnahmen:
FWD: Vom Gas gehen (aber nicht so weit, dass der Motor in den Schiebebetrieb geht)
RWD: Keine! Wirklich keine? Ok, man kann die Handbremse ziehen und hoffen, dass die Geschwindigkeit ein bisschen geringer wird und der Schaden bei einem Heckaufprall nicht so groß ist. Denn eine alte Weisheit der Rallye Fahrer lautet: „Wenn Du schon abfliegst, dann wenigstens mit dem Heck voran!“

  • Auf dem Skid Pad (Strecke Autocross, Variante Skid Pad [Arena]) lässt sich das Verhalten aber in Ruhe erkennen und präzise optimieren: Man wählt einen der mittleren Kreise, z.B. den blauen und fährt zunächst ganz langsam auf der Linie. Ab jetzt hält man den dazu nötigen Lenkradwinkel konstant ein und beobachtet laufend die erreichte Querbeschleunigung. (dazu “F9“ drücken, “F“ zeigt alle Kräfte an und mit “V“ kann man alle Kräfte von hinten betrachten). Dann beschleunigt man, aber nur sehr langsam um den Einfluss des Antriebs auszuschalten und den Reifen Zeit zum Aufwärmen zu geben. Währenddessen beobachtet man, wie die Querbeschleunigung und die entsprechenden Kraftpfeile der einzelnen Räder ansteigen. In dieser Phase zeigen die meisten Fahrzeuge ein leichtes Untersteuern, das sich durch eine Vergrößerung des Kreises bemerkbar macht. Das ist normal und ließe sich im Fahrbetrieb durch entsprechendes Gegenlenken korrigieren. Bald setzt leichtes Reifenrauschen ein, das sich dann über ein leises Heulen zum Quietschen verstärkt. Spätestens jetzt sind die Kraftpfeile der inneren Räder rot geworden, was anzeigt, das sie ihre Bodenhaftung weitgehend verloren haben. Interessant ist das Verhalten des Fahrzeugs, wenn die Querbeschleunigung ihr Maximum erreicht, denn dies ist das Ende des Grenzbereichs und der Zustand, auf den es im Rennen ankommt:
    • Das Setup ist so zu wählen, das jetzt weder Über- noch Untersteuern auftreten. Dann sind Vorder- und Hinterräder gleichzeitig an ihrer Leistungsgrenze und hinsichtlich Querbeschleunigung optimal ausgenutzt. Das ist von entscheidender Bedeutung.
    • Ist dies der Fall dann geht allerdings als Nebeneffekt jede rasche Korrekturmöglichkeit durch das Lenkrad verloren, wie sie zum Ausgleich einer Unebenheit der Fahrbahn oder einer Kollision erforderlich ist. Man kann weder das Fahrzeug weiter in den Kreis hineindrehen, weil dies die Vorderräder überlastet noch das Fahrzeug rasch aus dem Kreis herausdrehen, weil dies die Hinterräder überlastet. Es ist lediglich noch möglich durch Nachgeben des Lenkrades den Radius des Kreises zu vergrößern und so diesen Zustand zu verlassen. Das hört sich nachteilig an, gehört aber eine Konsequenz der optimalen Ausnutzung des Grenzbereiches.
    • Ebenfalls gibt es jetzt keinerlei Haftungsreserven zum Beschleunigen oder gar Bremsen mehr. Daraus folgt, dass dieser Zustand nur im engsten Teil der Kurve wie beschrieben besteht, in allen anderen Phasen kommen noch Vortriebs- oder Verzögerungskräfte hinzu, so das die Querbeschleunigen geringer ausfallen muss.
    • Der Wert der Querbeschleunigung gibt Auskunft über die Leistungsfähigkeit des Setups, er sollte möglichst hoch sein.
    • Das Geräusch der Reifen in diesem Zustand sollte man sich genau einprägen und im Rennen so fahren, das es möglichst lange und gleichmäßig zu hören ist!

Theoretisch ist also die Kurvengrenzgeschwindigkeit optimal, wenn das Fahrzeug auf dem Skid Pad im Grenzbereich neutral steuert, weil dann die Seitenführungskräfte ausgewogen auf die Achsen verteilt sind [Mil, S ]. Die dazu passende Fahrweise ist, nach dem engsten Teil erst dann zu beschleunigen, wenn die Seitenkräfte nachlassen.

Subjektiv stellt sich das oft anders dar:
Die leistungsstarken RWD Fahrzeuge verhalten sich beim (zu starken) Gasgeben derart übersteuernd, das man sie am liebsten durch Schwächen des hinteren oder Verstärken des vorderen Stabilisators hinten ruhig stellen möchte um lieber durch Untersteuern pro Runde eine Sekunde zu verlieren als jede dritte Runde einen Abflug zu machen.

Das ist ein zweischneidiges Schwert: Bei manchen Fahrzeugen funktioniert das halbwegs wenn man nicht an die Grenze geht, aber bei einigen (z.B.: wie oben erwähnt beim FZR) ist der Effekt klar negativ:

Im normalen Fahrbereich ist alles friedlich, aber der Grenzbereich beginnt früher (FZR: 1,4 g statt 1,55 g) und, ist er erst einmal erreicht, bewirkt ein wenig zu viel Gas, dass das Heck wie vorher aber aber diesmal wirklich schlagartig und unerwartet ausbricht. Das Gleiche gilt für das Zwischengasgeben beim Bremsen (siehe Bremsen).

Hier gilt wieder die Regel: Wenn man sich also schon darauf einstellen muss, dass das Heck bei zu starkem Gasgeben nach der Kurve ausbricht, dann lernt man die Beherrschung des Fahrzeugs am besten und schnellsten, wenn man ständig die Beschleunigung richtig dosieren muss.

(Andererseits sind manche Hochleistungsfahrzeuge so agil um die Hochachse, dass die zum rechtzeitigen Gegenlenken erforderliche Reaktionsgeschwindigkeit auch geübte Fahrer überfordert. Diese Fahrzeuge werden doch untersteuernd getrimmt um sie beherrschbar zu machen.)

Man kann allerdings bei 2WD auch gefühlvolles gleichzeitiges Bremsen und Gasgeben sinnvoll einsetzen um die Trimmung zu beeinflussen!

  • Bei FWD kompensiert sich vorne die Brems- mit der Antriebswirkung, hinten aber entsteht nur Bremswirkung: Dies wirkt insgesamt wie eine gut dosierbare Handbremse (die es erlaubt, beide Hände am Lenkrad zu lassen): Man kann auch bei einem untersteuernden Fahrzeug das Heck zum Ausbrechen bringen bzw. es lenken.
  • Bei RWD kompensiert sich hinten die Brems- mit der Antriebswirkung, vorne nicht, daher wird das Fahrzeug untersteuernd. Theoretisch sollte man so ein ausbrechendes Heck durch entsprechende Drift vorne kompensieren können.

Oder anders gesehen: Durch gleichzeitiges Gasgeben beim Bremsen verschiebt man die Bremsbalance zum nicht angetriebenen Radpaar.

Lenkung (Steering)

Max. Einschlag (Maximum Lock)

Der maximale Lenkeinschlag des Wheels wird auf diesen Lenkeinschlag der Vorderräder skaliert. Kleinere Werte erlauben ein gefühlvolleres Lenken, allerdings auf Kosten des Wendekreises und der Möglichkeit, das Fahrzeug bei extremen Driftwinkeln wieder unter Kontrolle zu bringen.
Besonders RWD werden ohnehin nicht mit großen Lenkeinschlägen gefahren. Ist das Wheel unpräzise dann kommt man Werten um die 25° aus, ansonsten sollte man ruhig das Maximum wählen.

Parallele Steuerung (Parallel Steer)

Bei langsamer Kurvenfahrt beschreiben beide Vorderräder Kreise mit ungleichen Radien. Darauf ist die Lenkung von Straßenfahrzeugen auch ausgelegt: Bei stark eingeschlagenem Lenkrad wird das kurveninnere Rad stärker ausgelenkt als das äußere – dies wird Ackermann Steuerung genannt und kann bei S2Q auch beobachtet werden, wenn man “Parallele Steuerung“ auf 0% setzt. Das Gegenteil ist die parallele Steuerung (100%), wo die Räder stets parallel bleiben. Beim Einlenken kommt es zu einer positiven Spur, so dass das kurveninnere Rad nach außen schiebt, was sich insgesamt als lenkwinkelabhängiges Untersteuern bemerkbar macht. Dieses Untersteuern kann man auch absichtlich einsetzen um ein in engen Kurven zum Übersteuern neigendes Fahrzeug stabiler zu machen. Theoretisch sollte so bei engen Kurven die Ackermann Steuerung auch die höhere Querbeschleunigung an der Vorderachse aufweisen. Erst bei sehr starkem seitlichen Schlupf der Vorderräder, wenn der wirkliche Kurvenradius viel größer ist als der gelenkte, sollte sich “zuviel Ackermann“ d.h. ein Wert von 0% negativ bemerkbar machen. Tatsächlich scheint sich die Querbeschleunigung bei manchen Fahrzeugen umgekehrt zu verhalten: Beim XRG ließ ein Wert von 100% das kurveninnere Vorderrad erst bei 0,81 g den Seitenhalt verlieren anstatt bei 0,75 g (0%). Der 50% Wert lag dazwischen, was darauf deutet, das der 100% Wert das Maximum darstellt.. Daher gilt hier leider: Probieren geht vor Studieren.

Nachlauf (Caster)

Bei echten Fahrzeugen ist der Nachlauf eines gelenkten Rades der Abstand in Fahrtrichtung (in der Einheit Millimeter) zwischen dem Mittelpunkt der Reifenaufstandsfläche und dem Schnittpunkt der Lenkachse mit der Strasse. Der Nachlauf wirkt als Hebelarm für die Übertragung von Radkräften auf die Lenkung. Dies sind zum einen die Seitenkraft als auch, sofern der Lenkwinkel nicht gerade Null ist, die Längskraft. Dabei wirkt bei positivem Nachlauf die Bremskraft stabilisierend und bei angetriebenen Rädern die Vortriebskraft destabilisierend.
Das anschaulichste Beispiel für den Nachlauf sind die Räder von Einkaufswägen. Hier bewirkt der Nachlauf, dass sich die Räder nach der Fahrtrichtung des Wagens ausrichten.
Bei den Fahrzeugen wirkt das über den Nachlauf erzeugte Drehmoment der Lenkachse als Rückstellmoment und vermittelt dem Fahrer des Fahrzeugs einen guten Eindruck über die Seitenkräfte am vorderen Teil des Wagens.
Allerdings gibt es noch ein Drehmoment, das ebenfalls am Lenkrad spürbar wird: Das Richtmoment des Reifens. Es ist vor allem beim Nachlauf Null spürbar und reagiert besonders kritisch auf den Eintritt des Grenzbereichs. Daher sollte es nicht durch einen zu hohen Nachlauf überdeckt werden.

In LFS hat der Nachlauf zwar die Einheit Grad, ist aber dem oben definierten Nachlauf proportional. Man sollte mit einer mittleren Einstellung anfangen. Wenn man beim Fahren schon außerhalb des Grenzbereichs das Gefühl hat, als hätten die Vorderräder zu wenig Haftung oder man führe auf Sand oder Eis, dann sollte man den Wert erhöhen. Wenn die Kräfte bei starker Querbeschleunigung so hoch werden, dass sie das rasche Lenken behindern oder es einem bei Rückwärtsfahrt das Lenkrad aus der Hand reißt dann sollte man den Wert verringern.

Spur (Toe in)

Die Spur beeinflusst die Stabilität des Fahrverhaltens auf der Geraden. Bei Spur Null sind die Felgen genau parallel zueinander. Bei positiver Spur haben die vorderen Enden der Felgen einen geringeren Abstand als die hinteren Enden (“Toe in“), bei negativer ist es umgekehrt (“Toe out“). In beiden Fällen treten am Rad seitliche Kräfte auf und die beiden Reifen arbeiten gegeneinander. Dies bewirkt verschiedene Effekte:

  • Die Rollreibung steigt an, [Rei86, S.162] gibt dazu eine lineare Erhöhung von 1 % an, wenn sich der Betrag des Vorspurwinkels eines Rades um 0,6 ° erhöht.
  • Die maximale Seitenführungskraft sinkt, da das kurveninnere Rad, solange es Bodenhaftung hat, gegen das äußere arbeitet und das äußere den größten Teil der Seitenführungskraft aufbringt.
  • Die Eigenstabilität des Fahrzeugs wird stark beeinflusst:
    • Bei positiver Spur an der Vorderachse kommt es durch das Gegeneinanderarbeiten unter Berücksichtigung der Fahrerreaktion zu instabilem Lenkverhalten:

Angenommen die Haftung des linken Rades wäre momentan geringfügig höher als die des Rechten. Dann tritt Spur eine Lenkwirkung nach rechts auf, was wiederum das Gewicht auf das linke Rad verlagert und die Asymmetrie vergrößert – das Fahrzeug zieht nach rechts. Natürlich ist das nicht die Richtung in die der Fahrer gelenkt hat und so korrigiert er den Lenkwinkel entsprechend nach links. Dies verlagert aber das Gewicht leicht nach rechts worauf das rechte Rad die Führung übernimmt und sich die Ursache des Gegenlenkens zum falschen Zeitpunkt ins Gegenteil kehrt. Resultat: Das System Fahrer und Fahrzeug oszilliert, was bis zum Ausbrechen auf der Geraden führen kann. Man sollte sich beim Versuch den Effekt nachzuvollziehen nicht durch die scheinbar stabil aussehende schneepflugartige Konfiguration täuschen lassen (so geschehen in [SmiAG]).

    • Bei negativer Spur an der Vorderachse ist die Wirkung stabilisierend, eine höhere Haftung des linken Rades zieht das Fahrzeug leicht nach links, wodurch das linke Rad entlastet wird und weniger Haftung erfährt.
  • Ganz analog kann man nachvollziehen, dass an der Hinterachse die Wirkung der Spur genau umgekehrt ist: Positive Spur wirkt stabilisierend, negative destabilisierend!

Warum stellt man die Spur dann nicht grundsätzlich auf Null ein?
Bei echten Rennfahrzeugen nimmt man eine leichte Instabilität auf der Geraden in Kauf, weil sie am Kurveneingang eine geringfügig schnellere Reaktion auf Lenkbewegungen bedeutet. Bei Straßenfahrzeugen hat natürlich die Stabilität absoluten Vorrang, hier schafft man bewusst ein deutlich stabiles Verhalten um auch bei durch Antriebs- Brems- oder Federungskräften über das Spiel in der Aufhängung verursachten destabilisierenden Spuränderungen eine Reserve zu haben. In S2 ist eine zusätzliche Stabilität dann erforderlich, wenn es in Force-Feedback Lenkrädern zu einem Spiel zwischen Lenkrad und dem den Lenkwinkel aufnehmenden Potentiometer kommt. Selbst ein sehr kleines Spiel verstärkt die Oszillationstendenz dramatisch. Tatsächlich ist instabiler Geradeauslauf bei Spur Null das erste Anzeichen für einen solchen Verschleiß im Lenkrad. Bei Verdacht sollte man den MRT5 ausprobieren, der besonders kritisch darauf reagiert.

Man sollte bei Vorder- und Hinterachse mit Spur 0,0° anfangen und im Falle von Geradeauslaufproblemen den Wert für die Vorderachse um 0,1° erniedrigen und den für die Hinterachse um 0,1° erhöhen bis zufrieden stellendes Verhalten auftritt. Sind mehr als jeweils absolut 0,5° erforderlich sollte man sich nach einem neuen Lenkrad umsehen oder einen Bastelversuch starten.
Erfahrungen zu Logitech Formula Force GP liegen dem Autor vor.
Aber auch bei perfektem Geradeauslauf kann es bei sehr “bösartig“ übersteuernden RWD sinnvoll sein, an der Hinterachse eine Spur<>0° einzustellen: Das Gegeneinanderarbeiten der Räder bewirkt im Grenzbereich einen kontinuierlicheren Übergang zum Verlust der Haftung beider Hinterräder – das Ausbrechen kommt zwar ein wenig früher aber dafür nicht so überfallartig. [SmiAG]

Getriebe (Final Drive)

Differential

Vorne/Hinten (Front“/“Rear)

Gemeint ist die Sperre des vorderen oder hinteren Achsdifferentials.

Wozu überhaupt ein Differential?
Bei Kurvenfahrt legt das innere Rad einer Achse einen geringeren Weg zurück als das äußere Rad. Verbindet man beide Räder starr mit dem Getriebe dann sind sie auch untereinander starr verbunden. Bei unbegrenzter Reifenhaftung könnte das Fahrzeug nur geradeaus und keine Kurven fahren. Nun ist die Reifenhaftung begrenzt, die Reifen geben als die klügeren nach und es tritt Schlupf zwischen Reifen und Fahrbahn auf. Bei Kurvenfahrt dreht das innere Rad relativ zur Fahrbahn leicht nach vorne durch und das Äußere dreht nach hinten durch, d.h. es blockiert entsprechend leicht. Resultat:

  • Schlupf ist immer mit Gleitreibung verbunden, es geht Motorleistung verloren, die in den Reifen in schädliche Wärme umgesetzt wird
  • Schlupf ist immer mit Verlust der Haftreibung verbunden, d.h. die Seitenführungskraft geht zurück
  • Die Verdrehungstendenz bewirkt ein starkes stabilisierendes Drehmoment um die Hochachse, das von der Lenkung überwunden werden muss. Dies hat erhöhte Lenkkräfte und eine Unwilligkeit des Fahrzeugs, sich in die Kurve hineinzudrehen zur Folge. Mit anderen Worten: Es untersteuert.

Daher besitzen alle Straßenfahrzeuge ein Differentialgetriebe, das die Drehzahl des Getriebeausgangs flexibel auf die beiden Räder verteilt:
Getriebedrehzahl = Drehzahl des linken Rades + Drehzahl des rechten Rades
In der Kurve kann sich das innere Rad jetzt langsamer drehen, das äußere dreht sich dafür schneller.
Bei Geradeauslauf sind die beiden Drehzahlen gleich und entsprechen der halben Getriebedrehzahl. Der entsprechende Faktor 2 ist in der Achsuntersetzung bereits berücksichtigt.
Mit der Differentialsperre kann man jetzt einstellen, ob sich das Differential verhält wie beschrieben (0 % Sperre) oder ob die Räder starr verbunden sind (100 % Sperre).

Warum überhaupt die Sperre, wenn das so gut funktioniert?
Nun das Ganze hat den Nachteil, dass die gesamte Achse nur so viel Drehmoment auf die Straße bringt wie das Rad mit der geringsten Bodenhaftung. Bei Kurvenfahrt werden die inneren Räder stark entlastet (im Extremfall völlig) und können kaum (keine) Haftreibung aufbringen. Das Antriebsrad dreht so schon bei geringen Motorleistungen durch und die Beschleunigung leidet.

Welche Einstellungen soll man wählen:

Kraft-Anteil:
Die Einstellung der Sperre bzw. deren Kraft-Anteil hängt von der Fahrweise ab, dementsprechend gibt es die Grundeinstellungen: “Oval für Anfänger“, “Konservativ“, “Progressiv“ und “Extrem“:

  • “Oval für Anfänger“

Auf ovalen Rennstrecken werden stark asymmetrische Reifeneinstellungen gewählt: Der Druck in den äußeren Rädern ist höher und dadurch deren Traktionen grundsätzlich geringer (siehe Reifendruck). Hier neigen die leistungsstärkeren RWD Fahrzeuge ohne Traktionskontrolle beim Start zum Ausbrechen zur Außenseite, was regelmäßig für Massenkarambolagen beim Start sorgt. Abhilfe schafft für Anfänger das Reduzieren der Sperre praktisch auf das Minimum: Es dreht auf der Startgeraden zunächst nur das äußere Rad durch, das innere sorgt während der Reaktionszeit des Fahrers noch für die nötige Seitenführung auf der Hinterachse. Da wegen der Einstellung der Stabilisatoren die Belastung der Hinterräder bei hohen Geschwindigkeiten fast gleich ist, tritt auch dann kein störender Schlupf des inneren Rades auf.

  • “Konservativ“

Man fängt bei kleinen Werten an und erhöht die Sperrwirkung solange, bis beim Beschleunigen in engen Kurven kein merklicher Schlupf mehr auftritt. Dadurch ist die Traktion optimal. Schlupf macht sich in LFS bemerkbar:

    • Das kurveninnere angetriebene Rad erhitzt sich stärker an der Lauffläche. Das ist ein sehr sensibles Anzeichen für zu wenig Sperrwirkung.
    • Die Motordrehzahl lässt sich durch kurzes Gaswegnehmen sofort auf niedrigere Werte senken, weil dann das Innenrad nicht mehr durchdreht.
    • Die Motordrehzahl kann bei Schlupf sehr hohe Werte annehmen, ohne dass jedoch die Hochschaltanzeige aufleuchtet. Offensichtlich ist die Hochschaltanzeige an die Fahrzeuggeschwindigkeit gekoppelt.
  • “Progressiv“

Die Sperrwirkung wird auf das Maximum gestellt. Dies erlaubt dem Fahrzeug – vor Allem beim Clutch-Pack Differential (s.u.) – eine halbwegs gute Beweglichkeit um die Hochachse und stellt bei hoher Querbeschleunigung noch fast die gesamte Motorleistung zur Verfügung. Dies ist die von mir bevorzugte Einstellung.

  • “Extrem“

Wer gerne stark driftet (und die erhebliche Erhitzung der Reifen nicht fürchtet) sollte ein blockiertes Differential wählen, da beim Driften der auftretende extreme Schlupf ein Differential überflüssig macht. Diese Einstellung wird auch für Hotlaps fast ausnahmslos bevorzugt.

Freilauf-Anteil (sofern vorhanden)
Der Freilauf-Anteil kann die Bremskraftverteilung bei Kurvenfahrt verbessern [SmiAG]. Im Eingang der Kurve müssen hohe Bremskräfte aufgebracht werden, während die Gewichtsbelastung sich von den kurveninneren Rädern bereits auf die äußeren Räder verlagert hat. Die inneren Räder drohen daher zu blockieren während die äußeren Räder sogar noch eine leicht höhere Bremskraft als im Normalfall übertragen können. Der Freilaufanteil überträgt dann einen Teil der Bremskraft der inneren Räder auf die äußeren Räder und erlaubt so insgesamt höhere Bremskräfte und eine verringerte Blockierneigung.
FWD: Man beginnt mit dem Minimum und erhöht solange, wie ein angetriebenes inneres Rad Anzeichen einseitigen Blockierens zeigt.
RWD: Neben einer leichten Erhöhung der Bremskräfte hinten tritt eine erhebliche Beruhigung des Hecks während und kurz nach dem Einlenken in die Kurve auf, selbst vorher anhand der Reifentemperaturen kein einseitiges Blockieren des inneren hinteren Rades kaum zu bemerken war. Denn selbst ein nur sehr kurz blockierendes inneres Hinterrad überträgt schlagartig kaum noch Seitenkräfte und erhöht genauso schlagartig die Seitenkraft auf das äußere Rad, welches daraufhin die Haftgrenze überschreitet – das Heck bricht aus. Damit aber der geringe günstige Beitrag der Differentialsperre überhaupt bemerkt und optimiert werden kann ist eine gute Bremskrafteinstellung erforderlich. Anschließend sollte als Startwert des Freilaufanteils 50% eingestellt werden. Wenn man sich an das Verhalten gewöhnt hat sollte man mit 25% und 75% weitermachen um den Effekt zu bemerken und den Wert durch Probieren weiter zu optimieren.

Klauenkupplung
Die Klauenkupplung, englisch: “Clutch Pack LSD“ ist im Geradeauslauf und weiten Kurven lose und beeinträchtigt das Lenkverhalten praktisch nicht. Tritt in einer engeren Kurve eine höhere Drehzahldifferenz zwischen den Rädern auf dann greift die Kupplung abrupt zu bis zu dem einstellbaren Maß der Sperrung. Mit Hilfe des Parameters Vorspannung kann man aber auch für den Geradeauslauf eine gewisse Sperrwirkung einstelen und so den Übergang etwas dämpfen. Dennoch macht sich das Verhalten bei kritischen Fahrzeugen (wie dem MRT5 mit seinem extrem geringen Radstand) so unangenehm bemerkbar, das dort die Visco Kupplung vorzuziehen ist.

Visco Kupplung
Bei der Visco-Kupplung, macht sich schon bei geringeren Differenzdrehzahlen eine Sperrwirkung bemerkbar. Damit beeinflusst sie auch schon weitere Kurven.

Feinoptimierung:
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass eine hohe Sperrwirkung eine höhere Stabilität des Fahrzeugs um die Hochachse bewirkt. Ist das Fahrzeug trotz eingestellter Balance zu unruhig dann ist die entsprechende Sperre in ihrer Wirkung zu erhöhen, muss man es durch enge Schikanen geradezu prügeln dann sollte man die entsprechende Sperre reduzieren.

Mitte (Centre)

Hier wird die Antriebskraft zwischen vorne und hinten verteilt.

Visco-Drehmoment, englisch “Viscous Torque“, Einheit: “Nms/rad“

Dies entspricht der oben angesprochenen Differentialsperre. Bei optimal eingestelltem Verhältnis zwischen vorne und hinten sollten bei zu hohem Schub beide Achsen gleichzeitig durchdrehen. Falls nicht – vermutlich eher unter Rallycross Bedingungen - übernimmt die Visco-Kupplung den Ausgleich.
Da Bedingungen, die eine starke Sperrung der Achsen erfordern, auch eine starke Längssperrung erfordern sollte der Wert synchron zur Achssperrung eingestellt werden..

Drehmomentverteilung nach Vorne: (Front torque split)

Die Einstellung erfolgt auf dem Skid Pad mit bereits optimierten Reifendrücken: Im ersten Gang 1000 U/min unter dem Aufleuchten der Hochschaltanzeige einen engen Kreis fahren. Schlagartig Vollgas geben und auf einsetzendes Untersteuern oder Übersteuern achten. Bei Übersteuern die Drehmomentverteilung nach vorne stellen, bei starkem Untersteuern umgekehrt. Ideal ist kein oder ein ganz leichtes Untersteuern, weil sich der Kurvenradius beim Beschleunigen aus der Kurve heraus ohnehin erhöht.

Übersetzungen

Das Getriebe wandelt die hohe Motordrehzahl in die wesentlich niedrigere Raddrehzahl um:
Raddrehzahl = Motordrehzahl / ( Gu * Au )
Die Faktoren

  • Gu =Ganguntersetzung (Erster ... Sechster, englisch: “First“ ... “Sixth“)
  • Au = Achsuntersetzung, englisch: “Final Drive Ratio“

sind die in S2 einstellbaren Werte.
Die Einheit der Drehzahl ist U/min = Umdrehungen pro Minute

Wer will kann gleich die zugehörige Geschwindigkeit ausrechnen:
v = Radumfang*Raddrehzahl*6/100
Die Einheit des Radumfangs ist Meter, die der Geschwindigkeit ist wie gewohnt km/h, daher der Umrechnungsfaktor entsprechend 60/1000.

Der höchste Gang ist dann richtig eingestellt, wenn an der schnellsten Stelle die Hochschaltanzeige gerade aufleuchtet (S1). Leider leuchtet diese Lampe in S2 beim höchsten Gang nicht mehr auf. Man kann sich helfen, wenn man die Drehzahlen, bei denen die Lampe in den nächst niedrigeren Gängen aufleuchtet, notiert und auf den höchsten Gang extrapoliert. Dann bildet man das Verhältnis zwischen dieser Drehzahl und der an der schnellsten Stelle erreichten Drehzahl und korrigiert damit die Übersetzung des höchsten Ganges.

Beispiel:
Hochschaltanzeige leuchtet im dritten Gang bei 6700 U/min und im vierten bei 6500 U/min auf.
Die extrapolierte Maximaldrehzahl im fünften Gang ist dann 6300 U/min.
Erreicht werden an der schnellsten Stelle aber nur 6100 U/min.
Die Übersetzung des fünften Ganges ist daher kürzer zu gestalten und zwar um 6300/6100 = 1,032
Die momentane Übersetzung des fünften Ganges ist 0,85.
Sie ist also auf 0,877 zu erhöhen.
Die Übersetzungen der anderen Gänge sind entsprechend anzupassen, wobei die Veränderungen der niedrigeren Gänge entsprechen schwächer ausfallen und der erste Gang gar nicht betroffen ist.
Eine gute Faustregel ist, das die Differenz der Übersetzungen sich linear ändern sollte:
Beispiel für eine solche Folge: 2,40; 1,90; 1,50; 1,20; 1,00; 0,90
mit den Differenzen: 0,5; 0,4; 0,3; 0,2; 0,1

Eine Technik, die auf dem Papier Vorteile verspricht und die ich selbst verwende, die aber von vielen guten Fahrern nicht angewandt wird, ist die Einstellung der niedrigen Gänge auf die Rennstrecke. Man wählt den zweiten Gang (je nach Geschmack und Rennstrecke sogar den ersten) so lang, das man aus der engsten Kurve heraus optimal beschleunigen kann. Gerade hier ist die Rennsituation manchmal chaotisch und man kann oft einen oder gegen AI Fahrer mehrere Plätze gut manchen, wenn man sich an die Kurveninnenseite hält (und dabei etwas langsamer ist) aber von dort heraus optimal beschleunigen kann. Das hat weiterhin den Vorteil, dass die höheren Gänge enger gestuft sind und daher im Mittel der Motor enger an der optimalen Drehzahl arbeiten kann.
Als Nachteil bleibt eine geringere Beschleunigung beim Start. Diese kann zum großen Teil durch Durchdrehen lassen der Antriebsreifen aufgefangen werden. Besonders bei Reifentypen mit nicht so viel “Grip“ oder mittleren Antriebsleistungen funktioniert dies gut, zumal es die Reifen schneller auf Temperatur bringt. Bei hohen Motorleistungen sollte man es nicht übertreiben, da die Antriebsräder sonst schon beim Start überhitzen.
Fazit: Je geringer die Geschwindigkeit in der langsamsten Kurve ist und je mehr Runden gefahren werden desto mehr lohnt sich diese Anpassung auch für den ersten Gang.
Wenn darauf verzichtet wird und der Fahrer über keine analoge Kupplung verfügt dann sollte bei leistungsschwächeren Wagen die Übersetzung des ersten Ganges auf einen optimalen Start hin optimiert werden:

  • Beim Start den Motor an den Anfang des roten Bereiches hochdrehen
  • kurz vor oder mit dem Aufleuchten der grünen Ampel Vollgas geben und halten
  • auf die Drehzahl achten, auf die die von LFS schlagartig losgelassene Kupplung die Räder hochdreht und den Motor abbremst.

Der erste Gang ist optimal, wenn die Drehzahl sofort auf den Wert für das maximale Drehmoment (Menü Wagendaten) abfällt um dann mit der Beschleunigung des Wagens wieder anzusteigen. Bleibt sie darunter hängen, dann wird nicht das volle Motordrehmoment auf die Räder gebracht; die Übersetzung ist kürzer zu gestalten (der Wert zu erhöhen). Fällt sie gar nicht auf diesen Drehzahlwert ab, dann überfordert der Motor bereits die Traktion der Reifen - dann ist die Übersetzung zu verlängern um eine höhere Endgeschwindigkeit zu gewinnen. Solange sich die Startverhältnisse gut reproduzieren lassen liefert das Verfahren gute Ergebnisse. Allerdings ist bei Fahrzeugen mit hohen Gewichtsleistungen dies nicht mehr der Fall – das Gleichgewicht zwischen Motordrehmoment und Reifenhaftung wird instabil.

Nach der Optimierung des zweiten oder ersten Ganges sind die Übersetzungen der höheren Gänge entsprechend schwächer anzupassen, wobei der höchste Gang nicht mehr verändert wird.

Mit welcher Übersetzung kann man nun optimal aus einer gegebenen Kurve heraus beschleunigen?
Immerhin wählt man doch sowieso, wenn man auf die Hochschalt- bzw. Runterschaltanzeige achtet, stets den Gang, der für die gegebene Geschwindigkeit das optimale Drehmoment am Rad zur Verfügung stellt.
Hierbei spielen zwei Effekte die entscheidende Rolle:

  • Es ist günstig, die Anzahl der Gangwechsel beim Beschleunigen zu minimieren. Ein Gangwechsel benötigt beim XF GTi ganze 400ms; in dieser Zeit ist das Fahrzeug ohne Antrieb!
  • Am Scheitelpunkt der Kurve wird die gesamte von den Reifen zur Verfügung stehende Haftung für die Querbeschleunigung benötigt – die Längsbeschleunigung darf zunächst nur ganz langsam einsetzen um erst später ihren Maximalwert zu erreichen.

Daraus ergibt sich, dass man am Scheitelpunkt im gewählten Gang schon minimal unter dem optimalen Schaltpunkt zum Herunterschalten fahren sollte! Zum Beleg dieses vielleicht nicht sofort einleuchtenden Ansatzes siehe Anhang 1b. Dort sieht man aber, dass man dazu nicht die Herunterschaltanzeige von LFS benutzen kann, weil diese falsch anzeigt, sondern sich die Drehzahlen selbst ermitteln muss:

  • In jedem Gang langsam beschleunigen bis die Hochschaltanzeige aufleuchtet,
  • ohne Gas hochschalten
  • und sich die dann anliegende Drehzahl merken.

Oder man sucht die Drehzahlen aus den Ergebnissen des Gear Ratio Analyzer heraus. Diese bzw. ein um circa 300 U/min niedrigerer Wert ist die Scheitelpunktdrehzahl, d.h. die optimale Drehzahl für einen Scheitelpunkt. Wieso 300U/min?
Angenommen, der Beginn des vollen Beschleunigens liegt zwanzig Meter hinter dem Scheitelpunkt. Dann - und nicht früher - sollte das maximale Drehmoment und die maximale Beschleunigung anliegen. Im Beispiel steigt auf zwanzig Meter Weg die Drehzahl um circa 300 U/min an. Das ist nur ein grober Schätzwert, in der Berechnung sind erhöhte Reibungsverluste aufgrund der Querbeschleunigung und der Streckenverlauf, der eventuell ein früheres oder späteres geben von Vollgas erfordert nicht berücksichtigt.

Man schreibt sich die Scheitelpunktdrehzahlen aller Gänge auf. Während des Fahrens sollte man in den zu berücksichtigenden Kurven stets auf die Drehzahl achten, mit der man den Scheitelpunkt passierte und sie, wenn die Kurve optimal durchfahren wurde mit dem Tabellenwert vergleichen. Ist sie geringer als der Tabellenwert, dann ist der Gang entsprechend proportional kürzer zu übersetzen, ist sie größer dann länger.

Achsuntersetzung (Final Drive Ratio)

Die Achsuntersetzung ist bei Vorwärtsfahrt völlig redundant zu den bereits optimierten Übersetzungen, kann also so bleiben. Wer auf Kosten der Einfachheit bei RWD Wert auf Authentizität legt kann unter Anwendung der o.a. Formel den Wert so einstellen, dass der vierte Gang die Übersetzung 1.000 hat (direct drive). Einen Vorteil bringt das nicht, da das Getriebe keine bemerkbare Reibung aufweist.
Allerdings kann man mit diesem Wert die Übersetzung des Rückwärtsganges einstellen! Erscheint der Rückwärtsgang zu kurz übersetzt, dann ist dieser Wert zu reduzieren (zum Beispiel um zehn Prozent) und die Werte aller anderen Gänge zur Kompensation um zehn Prozent zu erhöhen.

Reifen (Tyres)

Vorne / Hinten

Für GP Rennen gibt es folgende Hierarchie der Reifentypen in der Reihenfolge der Bodenhaftung:

  • Strasse Normal
  • Strasse Super
  • Slicks, in den Ausführungen R1, R2, R3 und R4

Wo verfügbar sollte stets der leistungsfähigere Reifentyp für beide Achsen gewählt werden, Kombinationen sind normalerweise wegen der hohen Unterschiede der Bodenhaftung nicht sinnvoll.
Von den Slicks hat die Ausführung R1 die niedrigste optimale Temperatur und bei Normaltemperatur die höchste Haftung und die Ausführung R4 die höchste optimale Temperatur und bei Normaltemperatur die niedrigste Haftung.

Reifenanzeige

Ist der Reifentyp gewählt können alle anderen Optimierungen weitgehend nach der Anzeige für Reifentemperaturen vorgenommen werden.

Diese Anzeige enthält folgende Informationen (von oben nach unten):

  • Für jeden Reifen werden drei Temperaturen der Lauffläche (linke, mittlere und rechte Zone) durch die kleinen Zahlen (in Grad Celsius) und durch die Farbe der Lauffläche dargestellt.
  • Die grauen Balken oberhalb der Zahlen kennzeichnen die momentane Belastung der Reifenzone.
  • Die Dicke der Streifen kennzeichnet seit S2L das noch vorhandene Profil in den Zonen.
  • Die zwei Temperaturen der Flanken
  • Die Temperatur des “Kerns“ durch Farbe (Besonderheit: Schwarz zeigt einen platten Reifen an)
  • Eventuell ein brauner vertikaler Balken für die Menge an Schmutz, die von den Seitenstreifen der Fahrbahn aufgesammelt wurde
  • Bei genauem Hinschauen erkennt man rechts und links auch je einen kleinen Flecken für die Temperatur des Felgenhorns!

Entscheidend ist während des Rennens praktisch nur die Temperatur der Lauffläche, die mit der angegebenen “Optimalen Temperatur“ möglichst übereinstimmen sollte. Der Sensor befindet sich anscheinend oberhalb des Rades im Kotflügel, denn wenn der Reifen rotiert werden nacheinander die Temperaturen der Sektoren des Reifens angezeigt.
Stark flackernde Anzeigen sind ein sicheres Zeichen für ein Rad, das beim Bremsen blockiert hat und das sollte auf jeden Fall durch Gegenmaßnahmen vermieden werden.

Die Farbdarstellung der Temperaturen ist:

  • schwarz: Reifen ist ≥ 50°C kälter als die optimale Temperatur oder hat keine Luft mehr
  • nachtblau, dunkelblau: Reifen ist viel zu kalt
  • blau: Reifen ist vorgewärmt hat aber noch eine geringe Haftung,
  • helleres blau, dunkles grün
  • hellgrün: optimale Haftung
  • hellbraun: schon zu warm,
  • rot: heiß, fast gar keine Haftung mehr

Hat der Reifen im Rennen bereits teilweise die hellbraune Farbe angenommen dann hat sich seine Haftung bereits verringert und dadurch hat die Tendenz zum Aufheizen sogar noch weiter zugenommen. Dann hilft nur noch deutlich schonend zu fahren um die optimale Temperatur wieder zu erreichen: Vor den Kurven früher und dafür etwas schwächer bremsen und jedes Reifenquietschen beim Herausbeschleunigen vermeiden.

Weiterhin kann es nützlich sein, die Belastung der Reifenzonen der kurveninneren Räder zu beobachten. Verschwinden die Balken, dann ist der Reifen praktisch völlig entlastet und man fährt im Grenzbereich. Alternativ kann man sich natürlich mit “F“ die Kräfte direkt anzeigen lassen.

Die Wahl der Slicktypen kann nach der Temperatur der Reifen nach dem Rennen erfolgen: Sind die Reifen zu kalt wird ein niedrigerer Typ gewählt, sind sie zu heiß, dann ein höherer. Allerdings beeinflusst die Wahl das Handling so stark, dass die restliche Abstimmung angepasst werden muss.

Eine Ausnahme von der Regel "gleicher Reifentyp vorne und hinten" können leistungsstarke Frontantriebler, wie der XFR darstellen. Hier ist die Belastung der Vorderreifen durch Antriebskräfte, die hohe Gewichtsbelastung und die hohen Bremskräfte vorne so groß, das es sinnvoll sein kann die nächsthöhere Slickstufe zu wählen.

Druck (Pressure)

Der Luftdruck des Reifens gibt ihm den größten Teil seiner Steifigkeit.
Eine Steigerung des Luftdrucks bewirkt eine geringere Verformung des Reifens unter Belastung. Dies bewirkt:

  1. Verringerung der Rollreibung
  2. Verringerung des Schräglaufwinkels (Schlupfwinkel):

Ein zu hoher Schräglaufwinkel verringert die Bodenhaftung und verschlechtert das Handling weil das System stärker nichtlinear reagiert.

  1. Verringerung der Reifentemperatur
  2. Verringerung der Reifenaufstandsfläche, das ist die Fläche der Strasse, die der Reifen berührt. Diese Fläche ist, so lange man die Steifigkeit des Mantels vernachlässigen kann, umgekehrt proportional zum Druck. Die Beanspruchung der verbliebenen Fläche und damit der Abtrag von Material (Verschleiß) erhöht sich. Das reduziert wiederum die maximale Querbeschleunigung.
  3. Die Dämpfung von Bodenunebenheiten verringert sich. Diese schlagen stärker durch.
  4. Bei erheblich zu niedrigen Drücken wölbt sich der mittlere Teil der Lauffläche nach oben und verliert den Kontakt zur Fahrbahn, was den Grip erheblich reduziert. (Außerdem verschleißt weniger als die äußeren Teile, deren Verschleiß stark erhöht wird. Daran kann man bei echten Fahrzeugen erkennen, dass längere Zeit mit zu niedrigem Druck gefahren wurde.)

Bei zu hohen Drücken wölbt sich der mittlere Teil bei den heute aber nicht mehr verwendeten Diagonalreifen (z.B. Porsche 356) nach außen. Bei Gürtelreifen übernimmt der Gürtel die erhöhte Kraft des Reifeninneren, so dass dieser Effekt nicht auftritt.

Die ersten beiden Punkte sind klar positive Auswirkungen, Punkt 3 hängt vom momentanen Verhältnis zur optimalen Reifentemperatur ab und die Punkte 4. und 5. sind negativ.

Bei realen Fahrzeugen gibt es wegen der Effekte 2. und 4. sowie 6. ein Optimum des Luftdruckes hinsichtlich der Querbeschleunigung. Tests auf dem Skidpad (UF100, RC) zeigten, das dies bei LFS nicht der Fall ist!
Je geringer der Luftdruck, desto höher erwies sich (bei optimalen Reifentemperaturen) die Querbeschleunigung! Der Unterschied zwischen Optimum und maximalem Druck beträgt zwar nur circa 10%, dies ist aber im Vergleich zu anderen Optimierungen erheblich. Allerdings stieg die Rollreibung sichtbar an, die Reifen heizten sich schnell auf und das Handling wurde schlechter, d.h. es wurde schwerer das Fahrzeug, wenn es einmal ausgebrochen war wieder einzufangen.
Anscheinend wird der Effekt 2. in LFS nur unzureichend berücksichtigt.

Welchen Anfangswert sollte man wählen?
Die optimalen Drücke liegen in LFS bei kurzen Rennen von circa 10 km wesentlich näher am Minimum als in der Mitte der möglichen Druckeinstellungen. Daher ist das Minimum ein guter Ausgangspunkt. Zur Abstimmung zwischen Vorder- und Hinterachse sollte beachtet werden, dass die Belastung (Achsgewicht) pro Aufstandsfläche in etwa konstant sein sollte.
Beispiel: Wenn die Gewichtsverteilung 60H 40V ist (=> H/V = 150%) und die Hinterreifen in der Aufhängungsdarstellung eine 20% höhere Breite als die Vorderreifen haben dann sollte der hintere Druck maximal 50% - 20% = 30% höher sein als der vordere. Das Optimum liegt niedriger, weil gerade bei den hier vorgeschlagenen niedrigen Drücken die Steifheit des Mantels nicht mehr zu vernachlässigen ist. Die Hälfte, also 15% ist ein praktikabler Wert.

Woran erkennt man einen falschen Reifendruck?
Man schaut sich nach dem Rennen die Temperatur jedes Reifens einzeln an:
Einen zu niedrigen Druck erkennt man:

  • Am zuverlässigsten daran, das die Temperatur der Reifenflanke zu hoch ist.
  • An einer an allen Stellen des Reifens zu hohen Temperatur.

Aber Vorsicht:

  • Ist nur die Innen- oder Außenseite der Lauffläche zu heiß dann ist zuerst der Sturz zu korrigieren.
  • Ist die Lauffläche entlang des Umfangs ungleichmäßig heiß dann stimmt die Bremseneinstellung nicht.
  • Ist bei Slicks die Lauffläche zu heiß obwohl die Flanken normal oder eher zu kühl sind und die Drücke eher höher als die mittlere Einstellung dann sollte man einen Slick der höheren Stufe wählen.

Einen zu hohen Druck erkennt man an einer überall zu niedrigen Temperatur.

Wie geschieht die Optimierung?
Bei drastisch falschen Temperaturen sollte man den Druck um 20 kPa variieren, sonst eher um 5 kPa.
Hat man erst einmal das optimale Setup gefunden dann sollte man die Drücke allenfalls noch in 1 kPa Schritten anpassen, da die Reifentemperaturen durch das zufällige Renngeschehen stark schwanken, aber auch mit dem besser werdenden Fahrstil einer langsamen zeitlichen Veränderung unterliegen. Durch die Begrenzung der Veränderung auf das Minimum wird dies kompensiert ohne die Einstellungen aufgrund von Zufällen zu stark zu verändern. Das gleiche Prinzip sollte man auch auf alle anderen Einstellungen anwenden.

Zu beachten ist noch:

  • Voraussetzung ist, dass die Fahrweise und die restlichen Fahrwerksabstimmungen, die Auswirkung auf die Reifentemperaturen haben, stimmen. Dies betrifft besonders das Vermeiden von blockierenden oder durchdrehenden Reifen, bzw. falsche Bremsbalance und das Über-/Untersteuern!
  • Es ist ungünstig wesentliche Druckunterschiede (> 0,5 bar) zu haben, da die Beherrschbarkeit des Fahrzeugs bei wechselnden Fahrsituationen leidet. Wesentliche Druckunterschiede sind ein Anzeichen für ein an anderer Stelle falsch eingestelltes Setup. Die Korrektur sollte zunächst dort erfolgen.
  • Bei zu niedrigen Temperaturen kann das Erniedrigen des Druckes bedenkenlos erfolgen. Bei zu hohen Temperaturen bewirkt jedoch die Druckerhöhung gleichzeitig eine Verringerung des Grips, was bei unveränderter Fahrweise ein stärkeres Driften und damit eine erhöhte thermische Belastung der Lauffläche zur Folge hat, die den Effekt unter Umständen völlig kompensiert. Bei zu hohen Temperaturen sollten zunächst die Reifenart, die Fahrwerkseinstellungen und die Fahrweise geprüft werden, bevor der Druck erhöht wird.
  • Das hier beschriebene Verfahren liefert Drücke, die eine sehr gute Querbeschleunigung ergeben. Die Verschlechterung des Handlings kann durch entsprechend gute Fahrweise aufgefangen werden, was aber unter Umständen nur von sehr guten Fahrern in Kauf genommen wird. Tipp: Wenn man selbst damit Schwierigkeiten hat, dann lieber die Drücke nach der Optimierung notieren und dann etwas höher wählen, so das man mit dem Handling gerade noch zurechtkommt. Dann damit so lange fahren bis man das Fahrzeug gut beherrscht. Dann erneut versuchen, sich dem Optimum zu nähern.
  • Die eingestellten Drücke sind stets von der Anzahl der Runden abhängig. Werte, die bei einer kleinen Anzahl von Runden zu einer raschen Aufheizung und im letzten Teil zu optimalen Verhältnissen führen werden bei der doppelten Renndistanz die Reifen zu sehr aufheizen. Als Faustformel sollte man den Druck um circa 10-20% erhöhen, wenn man die Renndistanz verdoppelt. Der höhere Wert gilt für die niedrigen Distanzen, z.B. für den Übergang von drei auf sechs Runden.

Sturz (Camber Adjust)

Der Sturz ist definiert als der Neigungswinkel der Felge zur Senkrechten auf der Fahrbahn.
Die Auswirkung dieses Parameters sieht man sehr schön, wenn man den Modus „Aufhängung An“ wählt und den Wert verändert. Bei einem hohen Wert (“positiver Sturz“) haben die Oberkanten der Felgen einen größeren Abstand voneinander als die Unterkanten. In diesem Fall liegt die Last des Fahrzeugs eher auf den Außenkanten der Reifen, bei “negativem Sturz“ ist dies umgekehrt.

Warum wird bei den Fahrzeugen nicht grundsätzlich der Sturz Null eingestellt?
Bei allen Fahrzeugen ändert sich der Sturz eines einzelnen Rades mit den unterschiedlichen Fahrsituationen. Er kann abhängen von

  • der vertikalen (Feder-)Position des Rades
  • der (Seiten-)Neigung der Karosserie zur Kurvenaußenseite
  • der Belastung des Rades.

Daher wird eine Sturzeinstellung immer nur für eine sehr begrenzte Zahl von Situationen optimal sein.
Straßenfahrzeuge werden auf die Geradeausfahrt optimiert, damit bei langen Autobahnfahrten die Reifen nicht einseitig verschlissen werden. Rennfahrzeuge werden auf maximale Querbeschleunigung optimiert; in dieser Situation trägt das kurvenäußere Rad die ganze Last und daher sollte dann der Sturz dieses Rades möglichst klein sein, damit die Belastung gleichmäßig auf die Reifenbreite verteilt wird.

Die Stärke der einzelnen Effekte und die Gesamtwirkung hängt von der Art der Aufhängung ab:

  • Bei Längslenkern (Hinterachsen UF.., XF.., FXO) und bei Rädern, die durch zwei gleich lange Querlenker geführt werden (XFO und FO8), hängt der Sturz nur von der Neigung der Karosserie ab. Es vergrößert sich der Sturz des kurvenäußeren Rades und der des inneren geht entsprechend zurück. Daher wird der Sturz im Normalzustand negativ eingestellt [Rei86, S.160].
  • Bei Federbeinen mit nur einem Querlenker (UF.., XF.., FXO, FZ50 vorne, XR. RB4 ) verringert sich der Sturz des Rades, wenn es stärker belastet wird. Die Abhängigkeit von der Karosserieneigung ist jedoch genau wie im vorigen Fall, so dass sich bei geeigneter Dimensionierung der Aufhängung der Effekt bei einer ganzen Reihe von Fahrsituationen aufhebt.
  • Das gleiche gilt für Aufhängungen mit zwei unterschiedlich langen Querlenkern, sofern der untere länger ist als der obere (FZ50 hinten, LX.., RA, Formula.., ..GTR ).
  • Bei Starrachsen (alte US-Muscle Cars und Hot Rods, bisher kein Fahrzeug in LFS) haben Federposition und Karosserieneigung keinen Einfluss. Ein minimaler Effekt entsteht lediglich bei Kurvefahrt wenn das Profil des äußeren Reifens durch die Belastung stärker zusammen gedrückt wird. Dann neigt sich die gesamte Achse geringfügig und so steigt der Sturz des äußeren Rades minimal an.

Als Anfangswert sollte man den Sturz so einstellen, das der angezeigte “Live-Sturz“ überall gleich Minus ein Grad ist. Die Optimierung erfolgt dann so, dass die äußeren Räder bei stärkster Querbeschleunigung optimale Verhältnisse haben: Die Last verteilt sich dann gleichmäßig auf Innen- und Außenkante und die Seitenkraft des Reifens ist optimal.
Auf dem Skid Pad ist dann auch die Temperaturverteilung optimal. Im realen Rennen fährt man natürlich nicht die ganze Zeit im Kreis, daher werden nach dem Rennen die Temperaturen der Innenkante drastisch höher als die der Aussenkante sein. Die sich aus dem optimalen Sturz ergebenden Differenzen sind abhängig von der Reifenbreite, Typ und Aufhängung: Differenzen von fünf bis 20 Grad sind beobachtet worden, sie sollten aber zwischen links und rechts halbwegs symmetrisch eingestellt werden.

Interessanterweise erlaubt der Sturz theoretisch, die Balance des Fahrzeugs gezielt im Grenzbereich zu beeinflussen. Hat man ein Fahrzeug, das bei 1,2 g noch untersteuert, im Grenzbereich bei 1,5 g aber übersteuert, so sollte es helfen, wenn man

  • den Sturz der Vorderräder so einstellt, dass sie bei knapp über 1,2 g, und
  • den Sturz der Hinterräder so einstellt, dass sie bei 1,5 g

die optimale Lastverteilung haben. Dies bewirkt bei höheren Querbeschleunigungen als 1,2 g eine Schwächung der Vorderräder und damit eine gewisse Aufhebung der dann auftretenden Übersteuerungstendenz ohne die Tendenz bei geringeren Querbeschleunigungen wesentlich zu verändern!

Abtrieb (Downforce)

Mit den Flügeln stellt man das Hochgeschwindigkeitsverhalten des Fahrzeugs ein. Man kann hier auf Kosten der Höchstgeschwindigkeit die Abtriebswerte an den Achsen erhöhen und dadurch die Kurvengrenzgeschwindigkeit steigern. Voraussetzung für eine Optimierung des Abtriebs ist, dass das Verhalten des Fahrzeugs bei niedrigen Geschwindigkeiten ausgetrimmt ist. Grundsatz für alle Flügel ist: Soviel Abtrieb wie nötig aber sowenig wie möglich!

Anstellwinkel Frontflügel (Front wing angle)

Der Frontflügel erzeugt einen Abtrieb an der Vorderachse, der dem Anstellwinkel proportional ist. Auswirkungen eines erhöhten Abtriebs vorn:

  • Verringern des Untersteuerns
  • Verstärken des Übersteuerns
  • Erhöhter Luftwiderstand
  • Erhöhte Belastung der Vorderreifen

Anstellwinkel Heckflügel (Rear wing angle)

Der Heckflügel erzeugt einen Abtrieb an der Hinterachse, der dem Anstellwinkel proportional ist. Auswirkungen eines erhöhten Abtriebs hinten:

  • Verringern des Übersteuerns
  • Verstärken des Untersteuerns
  • Erhöhter Luftwiderstand
  • Erhöhte Belastung der Hinterreifen

Testgeschwindigkeit (Test speed)

Hier kann man sich die Auswirkung der Flügeleinstellung auf “Abt“ = Abtrieb und “Wid“ = Luftwiderstand ansehen. Der Wert kann auf dem Defaultwert stehen bleiben, da er keine Auswirkung auf das Fahrverhalten hat.

Leider ist das Aerodynamik Modell von LFS noch nicht ganz ausgereift:

  • Die angezeigten Werte hängen nicht von den Fahrwerkseinstellungen ab, obwohl in der Realität der Abtrieb der Karosserie extrem mit der Tieferlegung ansteigt und die Abtriebswirkung fester Flügel von der Neigung der Karosserie abhängt.

Passagiere (Passengers)

Die Anzahl der Passagiere hat so wie der Tankinhalt einen Einfluss auf die Gesamtmasse des Wagens. Außerdem behindern Passagiere die Aussicht und damit die Übersicht über die Rennsituation, also raus mit ihnen.

Schnellreferenz

Hier, nach Situationen und Problemen geordnet eine Übersicht der nach Wahrscheinlichkeit des Auftretens geordneten Abhilfemaßnahmen. Man sollte die Maßnahmen einzeln ausprobieren. Diese Liste ist aber eher als Wegweiser für die entsprechenden Kapitel gedacht.

Situation Effekt Abhilfe
Start Fahrzeug bricht zur Seite aus Reifendrücke an der angetriebenen Achse links und rechts mehr angleichen
Beschleunigen Zu langsam Übersetzungen optimieren
Räder drehen zu lange durch Übersetzung länger, Reifentyp & -drücke optimieren
Geradeausfahrt Instabil Spur korrigieren, neues Wheel
Zu langsam Übersetzung höchster Gang optimieren, Abtrieb reduzieren
Bremsen Bremsplatten vorne Bremsbalance nach hinten, Abtrieb vorne erhöhen
Bremse schlecht dosierbar Bremskraft reduzieren
Heck instabil Bremsbalance nach vorne, Abtrieb hinten erhöhen, RWD: Mehr Zwischengas, FWD: Weniger Zwischengas
Konservendosenscheppern und instabiles Verhalten Federn vorne steifer, Federn vorne länger
Vollbremsung nicht möglich Bremskraft erhöhen
Kurveneingang (Bremsen & Lenken) Ansteuern des Scheitelpunktes trotz stabilem Fahrzeugverhalten schwierig Max. Einschlag reduzieren, besseres Wheel kaufen
Hineindrehen unwillig Differentialsperre Schubbetrieb verringern, Reifendrücke Innenseite niedriger
Heck zu unruhig RWD: Differentialsperre Schubbetrieb erhöhen
Kontrollverlust bei hoher Geschwindigkeit Abtrieb erhöhen
Kontrollverlust bei unebener Strecke Federlänge größer, Dämpfung stärker
Lenkkräfte zu hoch Nachlauf reduzieren, Force Feedback reduzieren
Grenzbereich Konservendosenscheppern mit instabilem Verhalten Stabilisatoren verstärken
Kontrollverlust bei unebener Strecke Dämpfung erhöhen
Überraschendes Ausbrechen Lautstärke Motor: Minimum, Reifen: Maximum

Force Feedback erhöhen, RWD: Spur hinten erhöhen, Weniger Gas, mehr Übersteuern

Übersteuern, Fahrzeug hinten zu “lose“ Vorderer Stabilisator stärker, hinterer schwächer, Hinteren Reifendruck niedriger, vorderen höher, RWD: Motorbremse oder zu starkes Gasgeben vermeiden
Übersteuern nur bei hoher Geschwindigkeit Abtrieb hinten erhöhen
Untersteuern, Fahrzeug schiebt über Vorderachse Vorderer Stabilisator schwächer, hinterer stärker, Vorderen Reifendruck niedriger, FWD: Motorbremse oder zu starkes Gasgeben vermeiden
Untersteuern nur bei hoher Geschwindigkeit Abtrieb vorne erhöhen
Zu langsam Reifentyp und –drücke optimieren, Sturz optimieren, Federlänge reduzieren
Touchieren eines Curbs Konservendosenscheppern sauberer fahren, Federlänge höher
Kontrollverlust dito, oder Dampfung niedriger
Wagen kippt um dito, oder Stabilisatoren schwächen
Kurvenausgang (Beschleunigen & Lenken) Drehzahl steigt stark an, fällt beim Gaswegnehmen schlagartig Differentialsperre im Kraftbetrieb erhöhen
Übersteuern 4WD: Drehmomentverteilung nach vorn, RWD: Weniger Gas
Untersteuern 4WD: Drehmomentverteilung nach hinten, FWD: Weniger Gas
Schleudern, Karambolage Gegenlenken schwierig Übersteuern korrigieren, Federlänge reduzieren, Dämpfung erhöhen, Bildwiederholrate erhöhen ,Sitzposition am, Wheel korrigieren, Wheel auf 360° reduzieren, Max. Einschlag erhöhen
Lenkrad am Anschlag Max. Einschlag erhöhen, 900° Wheel kaufen  ;-)
Gegen Ende des Rennens Vorderreifen zu heiß Früher mit Bremsen beginnen
Hinterreifen zu heiß Aus der Kurve später und schwächer beschleunigen
Nach dem Rennen: Reifen Alle Reifentemperaturen am gesamten Umfang zu hoch Höhere Reifendrücke, Härterer Slicktyp
Alle Reifentemperaturen an den kältesten Stellen des Umfangs zu niedrig Geringere Reifendrücke, niedrigerer Slicktyp, mehr im Grenzbereich fahren
Einzelner Reifen am gesamten Umfang zu heiß Reifendruck erhöhen, Stabilisator korrigieren
Vorderreifen stellenweise zu heiß Bremsbalance nach hinten, Reifendruck des betroffenen Rades erniedrigen
Hinterreifen stellenweise zu heiß Bremsbalance nach vorn, weniger driften, Reifendruck des betroffenen Rades erniedrigen
Nur ein Reifen stellenweise zu heiß und zwar ein kurveninnerer Stabilisator der entsprechenden Achse schwächer, Angetriebene Achse: Differentialsperre im Schubbetrieb stärker
Nach dem Rennen: Rest Benzin reicht für mehr als eine Runde Benzinmenge reduzieren
Zu langsam Setup optimieren, üben, Setup optimieren, üben...


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