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Kamm'scher Kreis

Die Grundlage für ein besseres Verständnis der Fahrdynamik bietet seit je her der Kamm’sche Kreis. Dieser Haftungskreis der in der Realität mehr einer Ellipse ähnelt, zeigt uns wie viel Grip ein Reifen auf der Straße hat wie sich der Grip verändert und welche Kräfte man mit einem Reifen übertragen kann. Gerade die Möglichkeit der Kombination der Kräfte wird hierbei erst richtig ersichtlich.

42SimStudio - Tutorial Kamm´scher Kreis
42SimStudio - Tutorial Kamm´scher Kreis

Der Aufbau des Kamm'schen Kreises

Ein Reifen kann Längs- und Querkräfte übertragen wodurch sich auch die zugehörigen maximalen Gripwerte ergeben. Diese 4 äußeren Punkte geben uns die Möglichkeit einen Kreis zu zeichnen. Die Größe des Kreises gibt dabei das Griplevel wieder. Je größer ein Kreis ist, dest mehr Grip ist vorhanden und umgekehrt. Der Kreisdurchmesser verändert sich mit der Radlast, den Reifenkennwerten wie Dimension und Mischung, dem Untergrund und den Wetterverhältnissen.

Wenn wir lenken, dann überträgt der Reifen Querkräfte die mit einem Pfeil nach links oder rechts eingezeichnet werden können oder Längskräfte, wo der Pfeil nach oben oder unten zeigt. Interessant ist hierbei auch zu sehen, wie man Kräfte miteinander kombinieren kann. So ist es möglich gleichzeitig zu lenken und zu beschleunigen bzw. zu bremsen. Wichtig ist, dass die resultierende Kraft innerhalb der Kreisgrenze bleibt. Schießt sie darüber hinaus verliert das Rad die Haftung, was je nach Achse in Unter- oder Übersteuern resultiert.

Auch das Potential der Gewichtsverlagerung wird hier ersichtlich. Wichtig ist allerdings im Kopf zu haben, dass bei einer Vergrößerung des Kreises an den Reifen der Vorderachse durch bremsen, die Kreise an der Hinterachse kleiner werden. Dieser Griptransfer muss immer mit einkalkuliert werden, wenn wir durch Gas bzw. Bremse einen Balancewechsel forcieren.

Der Aufbau des Kamm'schen Kreises

Ein Reifen kann Längs und Querkräfte übertragen wodurch sich auch die zugehörigen maximalen Gripwerte ergeben. Diese 4 äußeren Punkte geben uns die Möglichkeit einen Kreis zu zeichnen. Die größe des Kreises gibt dabei das Griplevel wieder. Je größer ein Kreis ist, dest mehr Grip ist vorhanden und umgekehrt. Der Kreisdurchmesser verändert sich mit der Radlast, den Reifenkennwerten wie Dimension und Mischung, dem Untergrund und den Wetterverhältnissen.

Wenn wir lenken, dann überträgt der Reifen Querkräfte die mit einem Pfeil nach links oder rechts eingezeichnet werden können oder Längskräfte, wo der Pfeil nach oben oder unten zeigt. Interessant ist hierbei auch zu sehen wie man Kräfte miteinander kombinieren kann. So ist es möglich gleichzeitig zu lenken und zu beschleunigen bzw. zu bremsen. Wichtig ist dass die resultierende Kraft innerhalb der Kreisgrenze bleibt. Schießt sie darüber hinaus verliert das Rad die Haftung, was je nach Achse in Unter- oder Übersteuern resultiert.

Auch das Potential der Gewichtsverlagerung wird hier ersichtlich. Wichtig ist allerdings im Kopf zu haben, dass bei einer Vergrößerung des Kreises an den Reifen der Vorderachse durch bremsen, die Kreise an der Hinterachse kleiner werden. Dieser Griptransfer muss immer mit einkalkuliert werden, wenn wir durch Gas bzw. Bremse einen Balancewechsel forcieren.

Untersteuern / Übersteuern

Wir unterscheiden zwei fahrdynamische Zustände. Das Untersteuern und das Übersteuern. Untersteuern bedeutet, dass an der Vorderachse die Haftung abreist und bei Übersteuern verliert die Hinterachse den Grip. Als Fahrer ist es wichtig zu wissen, durch was sich das eine oder das andere bemerkbar macht, wie es verursacht wird um es zu vermeiden und wie man reagiert, wenn es auftritt. Zuerst sehen wir uns das Untersteuern an, dann das Übersteuern.

42SimStudio - Tutorial Untersteuern

Kurveneingang

42SimStudio - Tutorial Untersteuern

Kurvenausgang

Untersteuern

Untersteuern macht sich dadurch bemerkbar, dass das Fahrzeug dem vorgegebenen Lenkeinschlag nicht folgt. Der Radius in dem wir die Kurve durchfahren wird größer.

Dieser Fahrzustand kann in zwei Phasen auftreten. Von Kurveneingang bis Mitte der Kurve und von der Mitte bis zum Kurvenausgang. Im Eingang tritt Untersteuern auf wenn wir zu schnell in die Kurve fahren oder zu viel lenken. Das bedeutet, die Geschwindigkeit muss etwas niedriger gewählt bzw. der Lenkwinkel reduziert werden. Im Kurvenausgang ist es neben zu viel Lenkwinkel oft der Fall dass zu früh leicht Gas gegeben wird. Das verlagert Gewicht an die Hinterachse und macht die Vorderachse „leichter“, was den Grip vermindert. Klassischer Fehler beim Untersteuern ist die intuitive Reaktion mehr zu lenken. Wir merken, das Auto lenkt nicht in die Kurve ein und deshalb wird weiter am Lenkrad gedreht. Nachdem die Vorderräder aber vorhin schon keinen Grip mehr hatten, wird der Effekt durch zusätzliches Lenken nur noch verstärkt. Hier muss man dementsprechend den Lenkwinkel reduzieren, um dem Reifen die Möglichkeit zu geben Reserven frei zu schaffen. Sobald wieder Haftung vorhanden ist kann wieder etwas eingelenkt werden.

Übersteuern

Ein Übersteuern macht sich dadurch bemerkbar, dass sich das Fahrzeug beginnt einzudrehen, das bedeutet, wir fangen an mit der Fahrzeugfront immer mehr in Richtung Kurveninnenseite zu zeigen. Das Übersteuern verkleinert demnach den Radius auf dem wir die Kurve durchfahren.

Auch der Gripverlust an der Hinterachse kann in beiden Fällen auftreten, Kurveneingang wie Kurvenausgang. Im Kurveneingang liegt das oft daran, dass wir in erster Linie zu schnell sind und durch fehlenden Anpressdruck auf der Hinterachse das Heck fliegen geht. Entweder fehlt uns hier die nötige Downforce oder wie bremsen zu tief in die Kurve hinein, Stichwort: Trailbraking, was die Hinterachse entlastet und dazu führt, dass die hinteren Reifen die Seitenführungskräfte nicht mehr übertragen können.

Im Kurvenausgang tritt das Ganze eigentlich nur auf, wenn wir ein Fahrzeug mit Hinterradantrieb steuern. Wir gehen ans Gas und die Räder drehen durch, was in Übersteuern resultiert. Hier ist oft zu ruckartiges Beschleunigen das Problem, denn dabei ist noch nicht genug Gewicht auf die Hinterachse verlagert worden um den notwendigen Grip bereitzustellen. Durch bisschen Gas kurz Gewicht nach hinten verlagern bevor man stärker ans Gas geht, hilft dem entgegen zu wirken.

42SimStudio - Tutorial Übersteuern

Kurveneingang

42SimStudio - Tutorial Übersteuern

Kurvenausgang

Blickführung

Eine unverzichtbare Technik im Motorsport ist die korrekte Blickführung. Mit dieser schaffen wir es teilweise ganz unbewusst das Fahrzeug zu steuern, denn unsere Lenkbewegung folgen ganz automatisch dorthin wo wir hinschauen. Zudem macht uns das korrekte “Schauen” nicht nur schneller sondern vor allem konstanter, da wir unsere Einlenk-, Scheitelpunkte, etc. genauer treffen.

42SimStudio - Tutorial Blickführung

Die Reihenfolge der Blickführung

Auf der Gerade schauen wir prinzipiell einfach nach vorne. Je weiter wir aber Richtung Bremspunkt kommen, desto mehr wird auch dieser anvisiert. Kurz davor schweift der Blick schon weiter nach vorne in Richtung Einlenkpunkt, aber nur kurz, denn wichtig ist es noch vor dem Einlenken in die Kurve zu  sehen. Bei Kurven, wo kurz vor dem Einlenkpunkt gebremst wird macht es Sinn, schon etwas früher in die Kurve zu schauen, damit dieser nicht verpasst wird.  Beim Blick in die Kurve wollen wir uns allerdings nicht nur irgendeinen Teil in der Kurve ansehen, sondern direkt den Scheitelpunkt. In manchen Kurven ist dieser nicht direkt ersichtlich, das bedeutet wir müssen uns diesen quasi selbst vorstellen.

Durch den Blick auf diesen Scheitelpunkt merken wir dann ganz von selbst, wann der beste Zeitpunkt zum Einlenken kommt, da hier vor allem auch die Geschwindigkeit eine große Rolle spielt und diese nicht immer gleich ist, gibt uns diese Technik hier die Möglichkeit frühzeitig zu korrigieren.

Sobald wir uns in Richtung Scheitelpunkt bewegen bleibt der Blick noch kurz am Scheitel haften, wandert dann allerdings schon nach außen, zu dem Punkt, an dem wir uns nach der Kurve befinden wollen. Die Lenkung öffnen wir dadurch automatisch und bevor wir außen angelangt sind richtet sich unser Blick schon wieder nach ganz vorne oder in einer Kurvenkombination zum nächsten Scheitelpunkt.

Die Reihenfolge der Blickführung

Auf der Gerade schauen wir prinzipiell einfach nach vorne. Je weiter wir aber Richtung Bremspunkt kommen, desto mehr wird auch dieser anvisiert. Kurz davor schweift der Blick schon weiter nach vorne in Richtung Einlenkpunkt, aber nur kurz, denn wichtig ist es noch vor dem Einlenken in die Kurve zu  sehen. Bei Kurven wo kurz vor dem Einlenkpunkt gebremst wird macht es Sinn schon etwas früher in die Kurve zu schauen, damit dieser nicht verpasst wird.  Beim Blick in die Kurve wollen wir uns allerdings nicht nur irgendeinen Teil in der Kurve ansehen sondern direkt den Scheitelpunkt. In manchen Kurven ist dieser nicht direkt ersichtlich, das bedeutet wir müssen uns diesen quasi selbst vorstellen.

Durch den Blick auf diesen Scheitelpunkt merken wir dann ganz von selbst wann der beste Zeitpunkt zum Einlenken kommt, da hier vor allem auch die Geschwindigkeit eine große Rolle spielt und diese nicht immer gleich ist, gubt uns diese Technik hier die Möglichkeit frühzeitig zu korrigieren.

Sobald wird uns in Richtung Scheitelpunkt bewegen bleibt der Blick noch kurz am Scheitel haften, wandert dann allerdings schon nach Außen, zu dem Punkt an dem wir uns nach der Kurve befinden wollen. Die Lenkung öffnen wir dadurch automatisch und bevor wir Außen angelangt sind richtet sich unser Blick schon wieder nach ganz vorne, oder in einer Kurvenkombination zum nächsten Scheitelpunkt.

Pedalarbeit

Neben der Lenkung haben wir noch unsere Pedale zum steuern des Fahrzeuges. Vor allem Gas und Bremse stehen hier im Fokus. Wie wir diese bedienen hat große Auswirkungen auf unsere Fahrperformance. Wichtig ist auf jeden Fall zu verstehen, dass es sich bei den Pedalen um keinen Ein/Aus-Schalter handelt.

42SimStudio - Tutorial richtige Bremsung

Korrektes Bremsen

42SimStudio - Tutorial falsche Bremsung

Anfängerfehler beim Bremsen

Arbeit an der Bremse

Oft unterschätzt wird die Bedeutung der Bremse. In erster Linie verzögern wir damit das Fahrzeug aber wir machen auch noch etwas anderes. Durch die Verzögerung wird immer Gewicht von der Hinterachse auf die Vorderachse verlagert. Dieser Gewichtstransfer hat einen Balancewechsel zur Folge. Mit diesem können wir perfekt arbeiten, denn je nach Kurve und Fahrsituation ist eine andere Balance hilfreich.

Bei langen Bremszonen müssen wir also erstmal anständig verzögern. Das bedeutet, wir steigen sehr stark auf die Bremse, solange es geradeaus geht, kann der Bremspunkt mehr oder weniger beibehalten werden. Grundsätzlich verringert sich durch die abnehmende Geschwindigkeit der aerodynamische Grip, was bedeutet, dass wir auch die Bremskraft immer weiter verringern müssen. Das ist aber in erster Linie bei Fahrzeugen ohne ABS notwendig.

Wenn wir diese erste Phase des geradeausbremsen hinter uns haben beginnt die Kurvenfahrt. Hier kommt dann Trailbraking zum Einsatz. Durch das Einlenken müssen wir den Vorderreifen etwas mehr Spielraum geben um Seitenführungskräfte übertragen zu können. Warum wir aber immer noch bremsen? Durch die Gewichtsverlagerung nach vorne werden die Vorderreifen mehr auf die Straße gedrückt, was in mehr Grip resultiert. Das bedeutet, wir können durch das in die Kurve Hineinbremsen der Vorderachse mehr Grip geben. 

Somit ist es uns möglich später zu bremsen, da wir in der Kurvenfahrt noch immer das Fahrzeug verzögern, der höhere Grip ermöglicht aber auch die Übertragung der notwenidgen Seitenführungskräfte. 

Trailbraking ist eine sehr fortgeschrittene Technik und verlangt viel Übung.

Der klassische Anfängerfehler beim Bremsen begint übrigens direkt am Anfang. Oft wird die Bremse am Anfang nicht stark genug betätigt und Potential verschenkt. Hier könnte man also später bremsen, wenn man dafür härter an die Bremse geht.

Arbeit an der Bremse

Oft unterschätzt wird die Bedeutung der Bremse. In erster Linie verögern wir damit das Fahrzeug aber wir machen auch noch etwas anderes. Durch die Verzögerung wird immer Gewicht von der Hinterachse auf die Vorderachse verlagert. Dieser Gewichtstransfer hat einen Balancewechsel zur Folge. Mit diesem können wir perfekt arbeiten, denn je nach Kurve und Fahrsituation ist eine andere Balance hilfreich.

Bei langen Bremszonen müssen wir also erstmal anständig verzögern. Das bedeutet wir steigen sehr stark auf die Bremse, solange es geradeaus geht kann der Bremspunkt mehr oder weniger beibehalten werden. Grundsätzlich verringert sich durch die abnehmende Geschwindigkeit der aerodynamische Grip was bedeutet, dass wir auch die Bremskraft immer weiter verringern müssen. Das ist aber in erster Linie bei Fahrzeugen ohne ABS notwendig.

Wenn wir diese erste Phase des geradeausbremsen hinter uns haben beginnt die Kurvenfahrt. Hier kommt dann Trailbraking zum Einsatz. Durch das Einlenken müssen wir den Vorderreifen bisschen mehr Spielrum geben um Seitenführungskräfte übertragen zu können. Warum wir aber immer noch bremsen? Durch die Gewichtsverlagerung nach vorne werden die Vorderreifen mehr auf die Straße gedrückt, was in mehr Grip resultiert. Das bedeutet wir können durch das in die Kurve hinenbremsen, der Vorderachse mehr Grip geben. 

Somit ist es uns möglich später zu bremsen, da wir in der Kurvenfahrt noch immer das Fahrzeug verzögern, der höhere Grip ermöglicht aber auch die Übertragung der notwenidgen Seitenführungskräfte. 

Trailbraking ist eine sehr fortgeschrittene Technik und verlangt viel Übung.

Der klassische Anfängerfehler beim Bremsen begint übrigens direkt am Anfang. Oft wird die Bremse am Anfang nicht stark genug betätigt und Potential verschenkt. Hier könnte man also später bremsen, wenn man dafür härter an die Bremse geht.

Richtiges Beschleunigen

Wie mit der Bremse, können wir auch mit dem Gaspedal die Balance des Fahrzeuges steuern. Wichtig ist hier stets mit viel Gefühl zu arbeiten. Zu wenig Gas kann in einem Untersteuern resultieren, während zu viel Gas bei RWD Fahrzeugen in Übersteuern resultiert, bei FWD Fahrzeugen gibt es da natürlich Untersteuern.

Erstmal ist der richtige Zeitpunkt für das Gas geben wichtig. Dieser ist nicht immer komplett gleich, aber grundsätzlich gilt, dass er sich um den Scheitelpunkt bewegt. Manchmal, in sehr engen Kurven, etwas später und dafür in schnelleren Kurven schon früher. Möglich ist das nur, wenn nicht zu schnell in die Kurven gefahren wird und das ist eigentlich schon der häufigste Fehler. Also ist hier Geduld schon mal sehr wichtig. Das alte Sprichwort “Slow in, Fast out!” kommt hier zum Einsatz. Wenn unsere Eingangsgeschwindigkeit nun passt, wie genau gehen wir dann ans Gas?

Wenn wir direkt ans Gas gehen drehen die Räder an der Hinterachse direkt durch bevor Gewicht nach vorne verlagert wird. Das bedeutet für FWD Fahrzeuge, dass es Sinn macht, das Fahrzeug so in der Kurve auszurichten, dass relativ zügig Vollgas gegeben werden kann. Denn was dem RWD hilft wäre in diesem Fal kontraproduktiv. Ein langsames ans Gas gehen entlastet die Vorderachse und führt bei einem “Vorderradler” zu Untersteuern. Im hinterradgetriebenem Fahrzeug macht es aber durchaus Sinn für einen kleinen Moment nur bisschen Gas zu geben um die Balance nach hinten zu verlagern, denn somit ist mehr Grip an der Hinterachse vorhanden, was für ein konsequentes Durchbeschleunigen von Vorteil ist.

Klassischer Anfängerfehler am Gas ist das beliebte Pumpen. Ein-Aus-Ein-Aus-Ein wird ganz oft gemacht. Hier gilt es etwas mehr Geduld zu haben und das Fahrzeug auch mal den ein oder anderen Meter rollen zu lassen. Bei diesem ständigen Ein-Aus verlieren wir viel Zeit und bringen obendrein die Balance des Fahrzeuges durcheinander. Wenn wir uns entscheiden ans Gas zu gehen, bleiben wir drauf, den dafür passenden Moment zu finden ist die Kunst darin.

42SimStudio - Tutorial richtige Gaspedalstellung

Korrektes Beschleunigen

42SimStudio - Tutorial falsche Gaspedalstellung

Anfängerfehler beim Beschleunigen

Richtiges Beschleunigen

Wie mit der Bremse, können wir auch mit dem Gaspedal die Balance des Fahrzeuges steuern. Wichtig ist hier stets mit viel Gefühl zu arbeiten. Zu wenig Gas kann in einem untersteuern resultieren, während zu viel Gas bei RWD Fahrzeugen in Übersteuern resultiert, bei FWD Farhzeugen gibt es da natürlich Untersteuern.

Erstmal ist der richtige Zeitpunkt für das Gas geben wichtig. Dieser ist nicht immer komplett gleich, aber grundsätzlich gilt, dass er sich um den Scheitelpunkt bewegt. Manchmal, in sehr engen Kurven, etwas später und dafür in schnelleren Kurven schon früher. Möglich ist das nur, wenn nicht zu schnell in due Kurven gefahren wird und das ist eigentlich schon der häufigste Fehler. Also ist hier Geduld schon mal sehr wichtig. Das alte Sprichwort “Slow in, Fast out!” kommt hier zum Einsatz. Wenn unsere Eingangsgeschwindigkeit nun passt, wie genau gehen wir dann ans Gas?

Wenn wir direkt ans Gas gehen drehen die Räder an der Hinterachse direkt durch bevor Gewicht nach vorne verlagert wurd. Das bedeutet für FWD Fahrzeuge, dass es Sinn macht, das Fahrzeug so in der Kurve auszurichten, dass relativ zügig Vollgas gegeben werden kann. Denn was dem RWD hilft wäre in diesem Fal kontraproduktiv. Ein langsames ans Gas gehen entlastet die Vorderachse und führt bei einem “Vorderradler” zu Untersteuern. Im Hinterradgetriebenen Fahrzueg macht es aber durchaus Sinn für einen kleinen Moment nur bisschen Gas zu geben um die Balance nach hinten zu verlagern, denn somit ist mehr Grip ab der Hinterachse vorhanden, was für ein konsequentes Durchbeschleunigen von Vorteil ist.

Klassischer Anfängerfehler am Gas ist das beliebte Pumpen. Ein-Aus-Ein-Aus-Ein wird ganz oft gemacht. Hier gilt es etwas mehr Geduld zu haben und das Fahrzeug auch mal den ein oder anderen Meter rollen zu lassen. Bei diesem ständigen Ein-Aus verlieren wir viel Zeit und bringen obendrein die Balance des Fahrzeuges durcheinander. Wenn wir uns entscheiden ans Gas zu gehen, bleiben wir drauf, den dafür passenden Moment zu finden ist die Kunst darin.