Perfekt fahren mit MOTORRAD (Archivversion)

Dynamische Radlaständerung

Warum steigt das Vorderrad beim Beschleunigen? Warum hebt sich das Heck beim scharfen Bremsen?

In diesem Teil sollen die fahrphysikalischen Zusammenhänge erklärt werden, die dazu führen, daß das Vorderrad beim starken Beschleunigen und das Hinterrad bei einem kräftigen Bremsmanöver abhebt. Letztlich sind diese dynamischen Radlaständerungen der Grund, warum zum Beispiel bei einer Vollbremsung die Vorderradbremse den Löwenanteil der Bremsarbeit übernehmen muß, während die hintere nur einen geringen Beitrag zur Gesamtverzögerung leisten kann.Messungen von MOTORRAD ergaben, daß der Bremsweg bei einer nur mit dem hinteren Stopper durchgeführten Vollbremsung etwa um 2,5mal länger ist als bei einer Vollbremsung, bei dem nur die Vorderradbremse gezogen wurde. Werden beide Stopper aktiviert, verkürzt sich der Bremsweg gegenüber dem nur mit der Vorderradbremse erzielten Wert nur noch unwesentlich.Um diesem Phänomen auf die Spur zu kommen, ist eine kleiner Exkurs in die Fahrphysik unumgänglich. Der Einfachheit halber empfiehlt sich zunächst eine Betrachtung der wirkenden Kräfte bei Konstantfahrt. Unter Vernachlässigung der Fahrwiderstände (Rollwiderstand und Luftwiderstand) wirkt dann nur die Gewichtskraft (FGh+v, siehe Abbildung rechts). Sie greift im gemeinsamen Schwerpunkt (S) von Fahrer und Motorrad an und zeigt senkrecht nach unten. Da dieser gemeinsame Schwerpunkt in der Regel etwa in der Mitte zwischen den beiden Radaufstandspunkten liegt, sind die Radlasten hinten (FGh) und vorn (FGv) etwa gleich hoch. Sie betragen bei Konstantfahrt also jeweils die Hälfte des Gesamtgewichts.Sobald der Fahrer die Bremsen aktiviert, wird entgegen der Fahrtrichtung an den Radaufstandspunkten eine Bremskraft (FV) erzeugt. Zugleich greift die Massenträgheitskraft im Schwerpunkt an. Sie ist genausogroß wie die Bremskraft, zeigt aber in Fahrtrichtung und erzeugt somit ein Drehmoment um den vorderen Radaufstandpunkt, das die Hinterradlast verringert. Je niedriger die Hinterradlast, desto niedriger sind die Bremskräfte, die sich übertragen lassen. Proportinal zur abnehmenden Hinterradlast steigt die Vorderradlast, und entsprechend mehr Bremskraft läßt sich vorn übertragen. Wer gezwungen ist, in einer Notsituation möglichst optimal zu bremsen, sollte sich demnach vor allem auf die Dosierung der vorderen Bremse konzentrieren.Das Hinterrad hebt ab, wenn das Drehmoment um den vorderen Radaufstandspunkt, das diese Massenträgheitskraft erzeugt, größer ist als das entgegewirkende Drehmoment durch die Schwerkraft. In diesem Fall entspricht logischerweise die Radlast vorn dem Gesamtgewicht. Hinten sinkt die Radlast auf Null, es kann also auch keine Bremskraft mehr über den Hinterradreifen übertragen werden.Umgekehrt verlagern sich die Radlasten beim Beschleunigen von vorn nach hinten. An der hinteren Reifenaufstandsfläche wirkt dann die Beschleunigungskraft (FB) in Fahrtrichtung. Im Schwerpunkt greift wiederum die Massenträgheitskraft an. Im Betrag genausogroß wie die Beschleunigungskraft, wirkt sie entgegen der Fahrtrichtung.Das Vorderrad hebt ab, wenn das durch die Massenträgheitskraft verursachte Drehmoment um den hinteren Radaufstandspunkt größer ist als jenes, entgegengesetzt wirkende, der Gewichtskraft.Die echten Physiker unter den Lesern haben natürlich längst gemerkt, daß das Gesamtgewicht von Mensch und Maschine keinen Einfluß darauf hat, ob ein Motorrad mehr oder weniger stark zum Männchen machen neigt. Der Grund: Die Gesamtmasse ist als Faktor sowohl in der Gewichtskraft als auch in der jeweiligen Massenträgheitskraft enthalten. Einzig entscheidend ist die Lage des Gesamtschwerpunkts. Liegt er zum Beispiel weit hinten und weit oben, steigt das Vorderrad besonders leicht. Das Heck hebt sich besonders gern bei Motorrädern mit einem hohen und weit vorn liegendem Schwerpunkt.
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