Handling ABC

7 Motorradkonzepte im Vergleich beim großen Handlingtest. Wir erklären die Grundbegriffe.
 

Das Handling ABC

Die Zeitschrift PS verglich sieben verschiedene Motorradkonzepte beim großen Handlingtest. Das Ergebnis findest du in Heft 8 / August 2010. Die Erklärung der Grundbegriffe bei uns.
 
DAS LENKMOMENT wird aus den Kräften in Griffmitte errechnet, die der Fahrer am Lenker einbringt. Es sorgt dafür, dass das rotierende Vorderrad aus der stabilen Mittellage (Geradeausfahrt) gebracht wird und nach links oder rechts kippt. Je nach Lenkerbreite (siehe technische Daten) erzeugen diese Kräfte ein Drehmoment an der Lenkachse (Lenkrohr der Gabel). Das verdreht die Lenkung aus der Geradeausstellung (Lenkwinkel-Impuls). Die tatsächliche Kraft, mit der Fahrer am Lenker ziehen, bzw. drücken, ist etwa dreimal so hoch, wie das messbare Lenkmoment, das sich immer auf einen Hebelarm von einem Meter Länge bezieht (Newton pro Meter).

HANDLING UND LENKKRAFT sind subjektiv sehr eng miteinander verbunden. Allerdings kann eine leichtgängige Lenkung auch ein gutes Handling vortäuschen. Unterm Strich zählt immer das Resultat, sprich der möglichst auf kurzem Weg machbare Richtungswechsel. Und der lässt sich auch mit Motorrädern erreichen, die zwar eine hohe Lenkkraft erfordern, diese jedoch sehr effizient in den Richtungswechsel umsetzten. Speziell Supersportmotorräder mit verwindungsarmen Telegabeln, steifen Fahrwerken und Reifen sowie einem kompakten Schwerpunkt können die Lenkbefehle trotz der verhältnismäßig schmalen Lenkerstummel am besten umsetzen. Breite Lenker erleichtern in jedem Fall den Richtungswechsel, da die Lenkkraft des Fahrers über den langen Hebelarm ein hohes Lenkmoment an der Drehachse erzeugt. Solange der Fahrer eines Supersportlers die notwendige Lenkkraft jedoch aufbringt, hat er in schnellen Schikanen und Schräglagenwechseln keine Nachteile bei Kurvengeschwindigkeit und Rundenzeiten zu befürchten.

LENKIMPULS UND LENKWINKEL
Der Lenkimpuls ist jene Kraft, die der Fahrer über den Lenker auf das Vorderrad einbringt, um es aus der Mittellage zu bringen. Durch diesen Impuls wird das Motorrad in Schräglage gedrückt. Je größer der Lenkausschlag (Lenkwinkel), desto schneller kippt die Maschine in die Kurve, natürlich immer in gegensätzlicher Richtung. Zum Einleiten einer Linkskurve wird der Lenkimpuls nach rechts gerichtet und umgekehrt. Daher der wichtige Lehrsatz: Rechts drücken, rechts fahren – links drücken, links fahren! Während der Kurvenfahrt ist die Lenkung mit rund ein bis drei Grad (Lenkwinkel) nach innen eingeschlagen. Je geringer die Geschwindigkeit und die Schräglage, desto größer der Lenkwinkel.
Über den Lenkwinkel kann die Schräglage während der Kurvenfahrt korrigiert werden. Dreht der Fahrer den Lenker zur Kurveninnenseite, richtet sich das Motorrad auf und vergrößert den Kurvenradius. Lenkt der Fahrer gegen die Kurvenrichtung, klappt die Maschine mehr in Schräglage, der Kurvenradius verkleinert sich.

 

270 Kilogramm in 1 Sekunde um 54 Grad von links nach rechts.


DIE KREISELKRÄFTE der rotierenden Massen, speziell bei den Rädern, sträuben sich gegen einen Richtungswechsel und brechen nur mit einer entsprechend hohen Kraft aus ihrer Drehebene aus. Da zur Kurvenfahrt Vorder- wie Hinterrad ihre Drehebene von vertikaler Position in die Schräglage ändern müssen, tragen beide zur Massenträgheit bei. Wobei das Hinterrad durch den deutlich größeren Anteil an rotierenden Massen (Reifen, Kettenblatt und Felgenring) entsprechend etwas mehr Widerstand leistet als das leichtere Vorderrad. Dieses muss zwar den Lenkimpuls durch eine Drehbewegung einleiten, doch ist diese so langsam, dass dabei die rotierenden Massen eine eher untergeordnete Rolle spielen. So wird die Lenkung beispielsweise in den schnellen Schikanen des Rheinrings für abrupte Schräglagenwechsel mit einer Winkelgeschwindigkeit von 3,7 Grad/Sekunde bewegt.

Eine Triumph Street Triple R mitsamt Fahrer und den rotierenden Massen von Rädern und Motorbauteilen (Kurbelwelle, Getriebe, etc) legt dagegen eine deutlich rasantere Bewegung zurück. In einer Sekunde schwenkt die komplette Masse von rund 270 Kilogramm um 54 Grad von Links- in Rechtsschräglage. Drehen sich die Motormassen in der Motorradlängsrichtung (zum Beispiel Guzzi-V2, BMW-Boxermotoren), haben sie einen deutlich geringeren Einfluss auf das Handling, da nur noch das Rückdrehmoment auf eine Änderung der Schräglage einwirkt.


Neutrale und tatsächliche Schräglage.


DIE SCHRÄGLAGE errechnet sich aus dem durch das GPS aufgezeichneten Kurvenradius und der Geschwindigkeit. Diese sogenannte „neutrale Schräglage“ gibt nicht die „tatsächliche Schräglage“ der Maschine wieder. Je nach Reifenbreite und Schwerpunkthöhe vergrößert sich die „tatsächliche Schräglage“. Beispiel: Reifenbreite, im Mittel aus Vorder- und Hinterradreifen: 150 Millimeter (außermittige Aufstandsfläche). Schwerpunkthöhe, mit Fahrer: 650 Millimeter. Diese Konstellation ergibt bei 45 Grad „neutraler Schräglage“ eine „tatsächliche Schräglage“ von 51,6 Grad. Also über sechs Grad mehr.

Faustformel: Je breiter die Reifen und je tiefer der Schwerpunkt, desto höher die „tatsächliche Schräglage“. Wären bei diesem Beispiel nur 100 Millimeter schmale Reifen aufgezogen, müsste der Fahrer bei gleicher Kurvengeschwindigkeit nur 49,3 Grad „tatsächliche Schräglage“ fahren.  Läge bei der 150er-Reifenbreite der Schwerpunkt nicht bei 650, sondern auf 750 Millimetern, betrüge die notwendige Schräglage nur 50,7 Grad.

DIE RÜCKMELDUNG ist ein ganz entscheidender subjektiver Punkt beim Handlingtest. Fühlt sich das Motorrad schwammig oder schwerfällig an, kommt der Fahrer zwar mit hohem Einsatz auf nahezu dieselbe Geschwindigkeit, spürt dabei aber kaum den Grenzbereich. Mit zu wenig Luftdruck beispielsweise bleibt er deutlich unter der möglichen Lenkkraft, da er sich nicht sicher ist, ob das gefahrene Manöver auch gut geht.


Das Einmaleins der Rahmengeometrie.


RADSTAND: je länger, desto unhandlicher und umgekehrt. Die Ursache liegt darin, dass ein Fahrzeug mit langem Radstand mit einem größeren Lenkeinschlag um Kurven fahren muss. Dieser größere Lenkeinschlag kostet auf dem Motorrad mehr Kraft und beeinflusst in Wechselkurven die Agilität. Ein zu kurzer Radstand macht das Motorrad anfällig für Störeinflüsse und steigert die Neigung für Wheelies und Stoppies.

LENKKOPFWINKEL: Ein steil angeschweißter Lenkkopf setzt die Lenkbewegung relativ direkt in eine Kurvenfahrt um. Ein zu flacher Lenkkopfwinkel bewirkt beim Lenken mehr eine Veränderung des „Sturzes“, also der Schrägstellung des Vorderrads aus der vertikalen Ebene als eine Lenkbewegung und benötigt dazu eine hohe Gegenlenkkraft.

NACHLAUF: Führt man die gedachte Linie durch den Lenkkopf bis zum Boden weiter, trifft diese vor der Radaufstandsfläche auf den Boden. Das Rad läuft also der Drehachse der Lenkung hinterher, was Nachlauf genannt wird. Durch ihn verlagert sich beim Einschlagen der Lenkung der Aufstandspunkt des Reifens aus der Mittelachse des Motorrades. Durch den Rollwiderstand des Reifens und den entstandenen Hebelarm wird das Vorderrad mit einer bestimmten Kraft, der sogenannten Rückstellkraft, in die Geradeausstellung zurückgeführt. Sie sorgt dafür, dass sich die Lenkung beim Fahren automatisch in Geradeausstellung bringt und das Motorrad stabilisiert. Für den Lenkimpuls zur Kurvenfahrt muss diese Rückstellkraft überwunden werden.

 Schwerpunkt und Radstand müssen aufeinander abgestimmt sein.


SCHWERPUNKT: Das Zentrum aller Fahrzeugmassen bildet den Schwerpunkt. Anders als bei Autos darf der Schwerpunkt beim Motorrad nicht maximal niedrig angeordnet sein, denn dann reagiert das Motorrad träge auf Lenkimpulse und benötigt bei breiten Reifen eine zu große Schräglage, um Kurven zu fahren. Ist der Schwerpunkt zu hoch, wird das Motorrad instabil, kippelig und neigt zu Wheelies und Stoppies. Schwerpunkthöhe und Radstand sollten immer aufeinander abgestimmt sein, da beide Faktoren die dynamische Achslastverteilung bestimmen. Bei den meisten Rennmaschinen liegt der Schwerpunkt deutlich über dem einer Serienmaschine.

MASSENKONZENTRATION: Um ein möglichst gutes Handling zu erreichen, werden die schweren Bauteile bei Sportmaschinen möglichst nahe am Schwerpunkt konzentriert.

ROTIERENDE MOTORMASSEN: Diese erschweren, wie die Räder auch, den Richtungswechsel. Vor allem die Kurbelwelle baut mit steigender Drehzahl enorme Kreiselkräfte auf, die das Motorrad träge machen. Allerdings wirken sämtliche gegensätzlich rotierenden Bauteile wie Kupplung, Getriebe- und Ausgleichswellen den rotierenden Massenkräften der Kurbelwelle entgegen. Kleiner Trick: schnelle Schikanen und Wechselkurven mit möglichst geringer Kurbelwellendrehzahl durchfahren.
 

PS 8/August 2010 Handlingtest: Konzeptvergleich
Wer swingt am elegantesten übers Parkett, sprich den Parcours? Streng nach objektiven Gesichtspunkten versuchte PS, Licht in das komplexe Thema Handlichkeit zu bringen, und ging mit verschiedenen Motorradkonzepten an den Start.
Weitere Themen im Heft:
  • Test: K-Maxx-KTM 990 Superduke Road Hero
  • Vergleichstest: Ducati 1198 S gegen Ducati Multistrada 1200 S auf der Nordschleife
  • Vergleichstest: Power-Tourer, Triumph Sprint GT und BMW K 1300 GT
  • PS Tuner-GP: Racebike, Yamaha-R6 von Motorradtke
  • Rallye-Extrem-Test: Werks-Dakar-KTM 690 Rally
  • Reportage: Fluch und Segen der MotoGP-Reifen
  • Homestory: Kevin Schwantz

Link Motorrad Handling Test

Verglichen wurden BMW R 1200 GS, KTM 690 SMC, Kawasaki Z1000, Aprilia RSV4R, Triumph Street Triple R, Suzuki Gladius und Honda CBR600RR.

 

Interessante Links:

Text: WERNER KOCH
Fotos: Jörg Künstle, PS, Honda, KTM, Triumph

Bericht vom 05.08.2010 | 26.179 Aufrufe

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