Fahrwerk ohne Wankelmut
Dynamic Drive: Die aktive Wankstabilisierung von ZF Sachs im BMW 5er
An den Gesetzen der Physik lässt sich nicht rütteln. Bei Kurvenfahrt wird ein Fahrzeug durch die Fliehkraft in Richtung der Kurvenaußenseite gedrückt – mit negativen Folgen für Fahrkomfort und Fahrsicherheit. Die Ingenieure bei ZF Sachs gaben sich damit jedoch nicht zufrieden. Das neue Fahrdynamik-Regelsystem ARS (Active Roll Stabilization), beim ersten Kunden BMW als Dynamic Drive bezeichnet, wirkt der Seitenneigung aktiv entgegen.
Durchfährt ein Fahrzeug eine Kurve, dann wirkt eine Kraft in Richtung der Kurvenaußenseite: die Flieh- oder Zentrifugalkraft. Anders als bei Motorrädern kann bei Autos diese Kraft nicht durch Gewichtsverlagerung ausgeglichen werden. Sie neigen sich zur Seite und brauchen dabei je nach Kurvengeschwindigkeit und -radius einen beträchtlichen Teil ihres Federweges auf. Dieser steht für das Dämpfen von Fahrbahnstößen nicht mehr zur Verfügung – Fahrdynamik, Komfort und Fahrsicherheit leiden.
Aktiv gegen das Wanken
Ein wichtiges Bauteil, um die Wankneigung zu verringern, ist der Stabilisator. Er erschwert den Rädern einer Achse, unterschiedlich tief einzufedern. Damit sind jedoch auch Nachteile verbunden, zum Beispiel leidet der Federungskomfort unter einem zu steif ausgelegten Stabilisator.
Das Wankstabilisierungssystem passt die Stabilisatorwirkung aktiv an die Fahrsituation an. Dies geschieht über aktive Stabilisatoren (Aktuatoren) mit hydraulisch betriebenen Schwenkmotoren. Diese verdrehen die beiden Stabilisatorhälften gegeneinander und erzeugen ein Torsionsmoment, das sich stabilisierend auf den Fahrzeugaufbau auswirkt. Der von der Pumpe erzeugte Druck wird über zwei elektronisch geregelte Druckregelventile so gesteuert, dass die Wankbewegung bei Kurvenfahrt minimiert beziehungsweise bei einer Querbeschleunigung von unter 0,3 g ganz ausgeglichen wird. Zusätzlich verhilft ARS zu einer hohen Lenkpräzision und einem berechenbaren Eigenlenkverhalten.
Bei Geradeausfahrt dagegen senkt die elektronische Steuerung den Hydraulikdruck im Stabilisator und sorgt für ein weicheres, komfortableres Ansprechen der Federung.
ZF Sachs liefert für Dynamic Drive den Stabilisator und die hydraulischen Schwenkmotoren.
Active Roll Stabilization
An active” suspension control system designed to reduce body-roll, or lean, while in cornering. This improves the vehicle’s suspension geometry (the degree of wheel angle relative to vertical).