Warum hoppelt ein XM beim AUSfedern?

[Gernot2]

Hallo,

zu meinem speziellen Phänomen habe ist hier nichts gefunden.

Seit einigen Wochen hoppelt mein XM immer wieder ein wenig. Heute war es besonders unangenehm. Ich bin über diese Beruhigungshubbel gefahren, dabai ist mir aufgefallen, daß das Einfedern eigentlich gut funktioniert, aber die Hinterachse offenbar beim Ausfedern nicht nachkommt und dann richtig schön auf den Boden plumpst. Wahrscheinlich ist eine der Radkugeln platt, muß ich mal nachschauen lassen.

Was ich nicht verstehe, ist, daß die Hinterachse recht sanft einfedert und dann zwei Meter weiter wie ein Klotz ist. Oder kann es sein, daß die Federwirkung nur von der Hydractive-Kugel kam und just in dem Moment Hydraktive auf hart geschaltet hat? Aber warum? So schlimm war der Hubbel nicht, daß der Karosseriesensor merklich ausschlagen sollte?

Jürgen, wir müssen das Projekt bald zu Ende bringen!

Gruß

g

[Carsten]

Hi,

ja, kenne ich. Hydractiv schaltet ein, und das was Du merkst, ist der Rücksturz auf die Strasse.

Carsten

[Gernot]

Hallo,

die Hinterachse kann beim XM nicht beliebigen Bodenwellen folgen, da die ungefederten Massen bei etwa gleicher Eigenfrequenz der Karosse an Vorder- und Hinterachse bei der geringen Hinterachslast für eine relativ geringe Eigenfrequenz der Achse gegenüber der Karosse sorgen.

Ob Hydractiv da auf Hart geschaltet hat, kann man mit dem Radio herausbekommen. Mein XM schaltet bei solchen Landungen nicht auf hart. Man spürt es trotzdem recht deutlich.

So etwas passiert nur beim Ausfedern. Bei Einfedern sorgt die Trägheit der Karosse für Kontakt der Räder mit der Fahrbahn.

Gernot

[holger s]

Gernot postete

die Hinterachse kann beim XM nicht beliebigen Bodenwellen folgen, da die ungefederten Massen bei etwa gleicher Eigenfrequenz der Karosse an Vorder- und Hinterachse bei der geringen Hinterachslast für eine relativ geringe Eigenfrequenz der Achse gegenüber der Karosse sorgen.

Da kann man nur mit dem loriotschen "ahhh – ja" antworten.

[ACCM Jürgen P. Schäfer]

Hm, ich versteh' auch nur Bahnhof...

Ist es nicht so, daß der Karosseriebewegungssensor bei starkem Einfedern das Signal für hart gibt und die harte Federung dann immer einen gewissen Nachlauf von 1-2 sec. hat? Irgendwo stand mal geschrieben, daß es Fälle gibt, wo die Vorderachse noch weich federt und die Hinterachse auf der gleichen Bodenunebenheit im Hartmodus daherkommt.

Zur Beobachtung brauchen wir echt die Kontrollschaltung (pst, noch geheim!), denn die Radiomethode funzt ja bei unseren Y4 leider nicht.

>>Grüße, Jürgen

[Gernot]

Hallo,

ich versuche es einmal ganz einfach zu machen:

Ein XM wiegt etwa 1400 kg. Davon sind je nach Motortyp etwa 65 % (910 kg) auf der Vorderachse und 35 % (490 kg) auf der Hinterachse.

Die Radaufhängungen sind so abgestimmt, daß Vorder- und Hinterachse bzüglich der Bewegung der Karosse gegenüber dem Boden die gleiche Eigenfrequenz von etwa 0,7 Hz haben.

Omega = sqrt(c/m) liefert mit Omega = 2 * Pi * f = 2 * Pi * 0,7 Hz = 4,4 1/s

ein c von 8.801 N/m für eine Feder der Vorderachse und 3.965 N/m für eine Feder der Hinterachse. Diesen Unterschied merkt man beim Herünterdrücken von Hand.

Jetzt hat so ein XM im Normalfall vorne und hinten gleich schwere Räder, die sagen wir einmal mit einem Anteil der Radaufhängung je etwa 20 kg wiegen. Der Lenker der Hinterachse ist eher sogar noch schwerer als der Querlenker der Vorderachse.

Damit kann man nun die Eigenfrequenz des Rades gegenüber einer sehr schwer angenommenen Karosserie ausrechnen.

Vorne: sqrt(8.801 N/m / 20 kg) = 20,98 1/s = 3,34 Hz

Hinten sqrt(3.965 / 20) = 14,08 1/s = 2,24 Hz

Je nach Dämpfungsgrad kann ein Rad etwa bis zu 80 % dieses Wertes Bdoenunebenheiten folgen, dann fängt es an zu trampeln und zu springen.

Tatsächlich ist der XM hinten gerne noch etwas weicher abgestimmt.

So kommt es, daß der XM hinten trampelt und vorne noch ganz passabel über die Welle gefahren ist. Im harten Modus sind die Eigenfrequenzen deutlich höher und das Trampeln tritt erst bei höheren Geschwindigkeiten auf. Man kann das bei Hydractiv I sehr einfach testen, wenn man Wellen schneller als 30 km/h überfährt, da dann das Fahrwerk im SPORT - Modus ständig hart ist. Irgendwann hebt aber auch auf SPORT erst die Hinterachse und dann die Vorderachse ab.

Wenn Hydractiv auf hart schalten würde, dann wäre die Hinterachse schon beim Einfedern hart, da bei 30 km/h die Hinterachse erst etwa 300 ms nach der Voderachse an die Bodenwelle kommt. Hydractiv I wäre schon nach 50 ms hart.

Hier kann man ein wenig herumspielen

http://www.tramontana.co.hu/citroen/suspens/model.html

Gernot

[Gernot2]

Hallo Gernot,

das ist ja alles richtig. Ich kann Dir in gewissem Sinne folgen, immerhin bin ich gelernter Physiker.

Das eigenartige ist, daß dieses Verhalten erst relativ neu (vermutlich eben durch platte Kugel/n) und vor allem nicht immer reproduzierbar ist. In der besagten Hubbelzone war der ultimative Schlag erst am letzten Hubbel zu merken, die davor waren einigermaßen sanft.

Es fühlt sich so an, als sei der Federweg generell eingeschränkt (Kugeln leerer als erforderlich). Bloß sollte dann der Negativfederweg riesig sein, nicht wahr? Vielleicht federt das Rad normal aus und knallt dann auf den verbliebenen Rest des Stickstoffpolsters, das scheint mir am wahrscheinlichsten zu sein.

Naja, ich werde es schon herausfinden.

g

[Gast Thorsten Czub]

mit anderen worten, das hoppeln ist ab werk eingebaut ?!

[Gernot]

Hallo,

lieber die Physik in Serie als die schwarze Magie oder halbausgereifte Technik.

Ich lese oben etwas von "war der Schlag in der Hubbelzone erst am letzten Hubbel spürbar". Da schaltet Hydractiv dann doch auf hart.

Mein XM kriegt den Schlag an der Hinterachse aber auch mit einem einzelnen Hubbel hin, ohne auf hart zu schalten.

Gernot

[Gernot2]

Carsten Bussmann postete

Hydractiv schaltet ein, und das was Du merkst, ist der Rücksturz auf die Strasse.

Carsten

Carsten,

daß Du hier Commander McLane zitierst, ist mir gerade eben erst aufgefallen...

Bin übrigens gerade vom Großeinkauf zurück: 30 m2 Laminat à 12kg und 41 Flaschen Wein à 1,3 kg, zusammen 413,3 kg Nutzlast im Kofferraum. Das Auto federt dann trotz der teilleeren Kugeln ganz prächtig. Ob das bloß wegen der durch die höhere Masse herabgesetzten Eigenfrequenz so ist, habe ich noch nicht herausbekommen, was hauptsächlich wohl daran liegt, daß ich noch nicht länger drüber nachgedacht habe.

Schönes Wochenende wünscht

g.

[ACMM Hugin1]

Ja das ist es, da fliegt mir doch der Schnürsenckel aus der Sandale.

Omega = sqrt(c/m) liefert mit Omega = 2 * Pi * f = 2 * Pi * 0,7 Hz = 4,4 1/s

Vorne: sqrt(8.801 N/m / 20 kg) = 20,98 1/s = 3,34 Hz

Hinten sqrt(3.965 / 20) = 14,08 1/s = 2,24 Hz

Habt Ihr doch auch alle verstanden?. oder bin ich der einzige doofe hier?

[Gernot2]

Das ist nicht so richtig schwer, bloß im ASCII-Satz nicht wirklich gut lesbar.

Es bedeutet:

Jedes schwingfähige System (man sagt auch Oszillator dazu) hat eine Eigenfrequenz oder Resonanzfrequenz. So z.B. ein Klotz an einer Feder, wenn man das anstößt, wird das Gebilde mit einer gewissen Frequenz schwingen. Diese Frequenz ist abhängig von der Masse (wie groß und schwer ist der Klotz) und von der Feder (ist diese weich oder eher steif). Die Feder beschreibt man mit der Federkonstante c. Diese Größe gibt an, um wieviel sich eine Feder verformt, wenn eine gewisse Kraft anliegt. Weiche Feder=größerer Federweg bei gleicher Kraft als ein harte Feder=größere Federkonstante.

Die Eigenfrequenz (omega) ist proportional zur Wurzel aus der Federkonstante © und umgekehrt proportional zur Wurzel aus der Masse (m). Eben Omega = sqrt(c/m). sqrt ist nur eine andere Bezeichnung für die Wurzel.

Auf Deutsch: Je härter die Feder, desto höher die Eigenfrequenz. Aber eben nicht linear, sondern nur mit der Wurzel. Doppelt so harte Feder=nicht doppelt, sondern nur um Wurzel 2=1.4142 mal höhere Eigenfrequenz. Und: je schwerer der gefederte Teil, desto niedriger die Eigenfrequenz. Auch nicht linear, sondern wieder nur proportional zur Wurzel. Doppelte Masse = 1/1,4142 = 0,707 mal niedrigere Frequenz. Das in etwa sagt Omega = sqrt(c/m) aus.

Leider sind für die meisten Leute Formeln bloß allenfalls interessant aussehende graphische Zeichengruppen, weil einem die Bedeutung selten erklärt wird. Ich sehe das bei meinem Sohn (12. Klasse), der nach einigem Üben die Rechenregeln für Differential- und Integralrechnung anwenden kann, aber eigentlich nicht die blasseste Ahnung hat, was denn so eine Formel eigentlich bedeuten soll. Wenn man Spaß daran hat, sind solche Formeln wirklich nützlich.

g

[ACMM Hugin1]

Gernot2 postete

Das ist nicht so richtig schwer, bloß im ASCII-Satz nicht wirklich gut lesbar.

Es bedeutet:

Jedes schwingfähige System (man sagt auch Oszillator dazu) hat eine Eigenfrequenz oder Resonanzfrequenz. So z.B. ein Klotz an einer Feder, wenn man das anstößt, wird das Gebilde mit einer gewissen Frequenz schwingen. Diese Frequenz ist abhängig von der Masse (wie groß und schwer ist der Klotz) und von der Feder (ist diese weich oder eher steif). Die Feder beschreibt man mit der Federkonstante c. Diese Größe gibt an, um wieviel sich eine Feder verformt, wenn eine gewisse Kraft anliegt. Weiche Feder=größerer Federweg bei gleicher Kraft als ein harte Feder=größere Federkonstante.

Die Eigenfrequenz (omega) ist proportional zur Wurzel aus der Federkonstante © und umgekehrt proportional zur Wurzel aus der Masse (m). Eben Omega = sqrt(c/m). sqrt ist nur eine andere Bezeichnung für die Wurzel.

Auf Deutsch: Je härter die Feder, desto höher die Eigenfrequenz. Aber eben nicht linear, sondern nur mit der Wurzel. Doppelt so harte Feder=nicht doppelt, sondern nur um Wurzel 2=1.4142 mal höhere Eigenfrequenz. Und: je schwerer der gefederte Teil, desto niedriger die Eigenfrequenz. Auch nicht linear, sondern wieder nur proportional zur Wurzel. Doppelte Masse = 1/1,4142 = 0,707 mal niedrigere Frequenz. Das in etwa sagt Omega = sqrt(c/m) aus.

Leider sind für die meisten Leute Formeln bloß allenfalls interessant aussehende graphische Zeichengruppen, weil einem die Bedeutung selten erklärt wird. Ich sehe das bei meinem Sohn (12. Klasse), der nach einigem Üben die Rechenregeln für Differential- und Integralrechnung anwenden kann, aber eigentlich nicht die blasseste Ahnung hat, was denn so eine Formel eigentlich bedeuten soll. Wenn man Spaß daran hat, sind solche Formeln wirklich nützlich.

g

Ja klasse, ich denke jeder der ein Problem hat, weiß nun bescheid.

[balu1]

Gernot2 postete

...... der nach einigem Üben die Rechenregeln für Differential- und Integralrechnung anwenden kann, aber eigentlich nicht die blasseste Ahnung hat, was denn so eine Formel eigentlich bedeuten soll.............

Jaaaaaaaaaaa!!!!!!!!!!!!! Kenne ich! Abschlussklausur FO12 im Juli 1987.

Da ist wieder dieses Dejavu-Erlebnis!!!!!

Trotzdem ein schönes WE, nicht nur für Füsikers ;-)

[Gernot]

Hallo,

man kann die technische Mechanik nicht in zwei Minuten vermitteln. Wer ein ganz klein wenig Ahnung davon hat, hat es mit meinen Ausführungen verstanden. Wenn man jedoch noch nie etwas von Herrn Newton gehört hat, oder ihn für einen Modefotografen hält, ist es allerdings kniffelig.

In Wirklichkeit ist es sogar noch deutlich komplzierter als die vereinfachte Annahmen "Karosse gegenüber Boden" und "Rad gegenüber unendlich schwerer Karosse". Da gibt es Reifen, die federn, Dämpfer, die beim Einfedern anders dämpfen als beim Ausfedern, Gasfedern, deren Kraft nicht linear mit dem Federweg ansteigt und allerlei fiese Reibungseffekte.

Das braucht man aber alles nicht, um zu erklären, warum Räder beim Ausfedern nicht am Boden bleiben, wenn das Schlagloch schneller aufklafft, als das Rad von der Feder nach unten gedrückt werden kann.

Gernot

[Gernot2]

Gernot postete

man kann die technische Mechanik nicht in zwei Minuten vermitteln

Exakt das ist auch nicht das Problem, dieses fängt sehr viel früher an. Wer - wie Du so schön sagst - ein ganz klein wenig Ahnung davon hat, kann sich das in wenigen Minuten sowieso selbst ausrechnen. Ingenieure/Naturwissenschaftler etc. brauchen normalerweise wesentlich mehr als diese wenigen Minuten, um zu verstehen, daß die meisten Menschen mit Formeln rein gar nichts anfangen können, sondern nur einen wirren Haufen Zeichen sehen und folgerichtig sofort abschalten. Was Proportionalität bedeutet, ist meistens irgendwie klar. Daß aber y=ax bedeutet, daß y proportional zu x ist, ist oft schon zu viel. Schade eigentlich.

Ich habe im Grundstudium riesige Probleme mit diesem ganzen Kram gehabt. Man hat uns mehr oder weniger lauter Formeln und Formalismen vorgesetzt und ich habe wirklich richtig lange gebraucht, um dahinter einen Sinn zu erkennen. Ich habe mir seinerzeit vorgenommen, wenn ich einmal Übungsgruppen leiten sollte, will ich das anders erklären, als es mir vergönnt war zu erfahren. Das habe ich dann auch so gemacht und es war ein großer Erfolg. Es ist sehr zufriedenstellend, wenn auch weniger trainierte Studenten auf einmal Spaß an der Sache bekommen, wenn ihnen dieser nicht vorzeitig durch unkommentiertes Vorwerfen von Formelwerken ausgetrieben wird, sondern so präsentiert wird, daß man versteht, was die abstrakte Formelsprache eigentlich bedeuten soll.

g

[ACMM Hugin1]

Äh so nicht, der Newton wurde am 04.01.1643 in Woolstohorpe

geboren.

Ist ja auch nicht schlimm für den Newton, aber überleg doch einmal,

wie lange der schon tot ist.

Der hat keinen Citroen gefahren, kann er doch auch keine Aussage mehr machen.

[ACCM Jörg in Berlin]

Gernot postete

Das braucht man aber alles nicht, um zu erklären, warum Räder beim Ausfedern nicht am Boden bleiben, wenn das Schlagloch schneller aufklafft, als das Rad von der Feder nach unten gedrückt werden kann.

Das ist es. Und beim beladenen Wagen drückt das Rad mehr. Denn es ist nicht das Nachfedern (Dämpfung), das uns stört und die Hinterachse in ein Loch knallen lässt.

[ACCM Jürgen P. Schäfer]

Gernot postete

... Wenn man jedoch noch nie etwas von Herrn Newton gehört hat, oder ihn für einen Modefotografen hält...Gernot

Wieso denn, der ist/war doch wirklich Modefotograf???

...und hieß Helmut.

>>Jürgen

[Gernot]

Hallo,

genau genommen ist die technische Mechanik an dem Formelwust noch gar nicht schuld. Das macht dann erst die Mathematik.

Die technische Mechanik sagt "Alle Kräfte sind immer im Gleichgewicht". Im einfachsten Fall heißt das:

Trägheitskraft + Dämpferkraft + Federkraft = 0

oder

Masse * Beschleunigung +

Dämpferkonstante * Geschwindigkeit +

Federkonstante * Weg = 0

Ein seelenloser Klumpen Eisen an einer Feder mit Materialdämpfung aufgehängt löst diese Gleichung in Echtzeit ohne Taschenrechner und sonstiges Gedöns immer und garantiert richtig.

Auf einem Analogrechner schaltet man zwei Integrierer in Reihe und führt die Geschwindigkeit und den Weg mit den richtigen Vorzeichen und den entsprechenden Faktoren auf einen Summierer auf den Eingang des ersten Integrators und freut sich, daß die Ausfgangsspannungen der Integratoren ohne auch nur eine Formel zu kennen genau das machen, was der Klumpen Eisen im richtigen Leben auch tut. Leider kann heute kaum noch jemand mit Analogrechnern umgehen. Heutige Digitalrechner und ihre Programme (die auch nur blind herumintegrieren) sind so anschaulich wie eine Fußballübertragung für Gehörlose bei Bildausfall.

Gernot

[...hannes]

Was ich vermisse: Unebenheiten, die "weggefiltert" werden sollten, können sowohl konvex als auch konkav sein. Bei einem größeren Konvexhindernis eines Einzelrades setzt jedoch der relativ steife Stabilisator dem Federweg enge Grenzen, sodass kein sanftes "Drüberhinweggleiten" a la DS mehr möglich ist. Im Gegenzug verhindert der Stabilisator bei allzu konkaven Schlaglöchern, dass das Rad voll ausfedert. Das schlägt dann "hängend" horizontal gegen den Schlaglochrand.

Als Nichttechniker kann ich leider nicht mit Formeln zum Beleg meiner Hypothesen aufwarten ;-)

[Pizzicato]

Hannes wo treibst du dich rum, dass du solche Schlaglöcher durchqueren mußt...

[...hannes]

Ha, der war gut, Basti! Aber du weißt ja, dass hier bei uns, also südlich des Semmerings, bereits der Balkan beginnt ;-) So meinen zumindest die Wiener.

Was den Straßenzustand betrifft, traf das sicher lange zu, in den letzten Jahren aber haben die südlichen Nachbarn dank EU- Förderungen bereits überholt ;-)

Macht mir aber nichts aus, schließlich sind es genau diese Straßenverhältnisse, auf denen meine beiden Hydropneumaten und die Ente ihre Vorteile voll ausspielen können ;-)))

[ACMM Hugin1]

Hallo Hannes,

mit den Richtungen hast du das ja auch nicht so richtig drauf oder?

Bei uns in der Zeitung steht immer, vermutlich Osteuropäer.

[...hannes]

Hi ACMM Hugin1!

Ich kann dir, wenn du interessiert bist, gerne eine kleine topographische Lektion erteilen ;-)

Weißt du wo Graz, die Landeshauptstadt der Steiermark, liegt? Ca. 30 km südwestlich davon bin ich zuhause, keine 20 km nördlich der Grenze zu Slowenien. Die Balkanhalbinsel umfasst das einstige Jugoslawien, Rumänien, Bulgarien, europ. Türkei und auch Griechenland. Das liegt von meinem Heimatstädtchen alles genau in südlicher Richtung.

Und Osten ist von uns aus Ungarn sowie die Slowakei, im Norden liegt dann dieTschechische Republik.

Bei uns in der Schule lernt man Heimatkunde eben etwas anders als in Deutschland. ;-)