Der Achsschenkel, auch als „Lenkhebel“ bekannt, ist ein wichtiger Bestandteil der Lenkbrücke eines Automobils, der für einen stabilen Fahrbetrieb und eine sensible Lenkrichtungsübertragung sorgt.
Die Funktion des Achsschenkels besteht darin, die Last der Fahrzeugvorderachse zu übertragen und aufzunehmen, das Vorderrad um den Achsschenkelbolzen zu stützen und anzutreiben, um so die Lenkung des Fahrzeugs zu ermöglichen. Im Fahrbetrieb ist er wechselnden Stoßbelastungen ausgesetzt, weshalb eine hohe Festigkeit erforderlich ist.
Parameter der Lenkradpositionierung
Um die Stabilität des Fahrzeugs beim Geradeausfahren zu gewährleisten, die Lenkung zu erleichtern und den Reifenverschleiß zu reduzieren, müssen Lenkrad, Achsschenkel und Vorderachse sowie der Rahmen eine bestimmte relative Position einnehmen. Diese relative Position wird als Lenkradpositionierung oder Vorderradpositionierung bezeichnet. Die korrekte Positionierung der Vorderräder gewährleistet, dass das Fahrzeug stabil und ohne Pendeln geradeaus fährt, beim Lenken nur geringe Kräfte auf die Lenksäule wirken und das Lenkrad nach dem Lenken automatisch in die Ausgangsposition zurückkehrt. Dadurch wird ein Rutschen der Reifen auf der Fahrbahn verhindert, der Kraftstoffverbrauch gesenkt und die Reifenlebensdauer verlängert. Die Vorderradpositionierung umfasst die Neigung des Achsschenkels nach hinten, nach innen und außen sowie die Vorderradpositionierung. [2]
Kingpin hinterer Winkel
Der Königszapfen befindet sich in der Längsebene des Fahrzeugs und sein oberer Teil weist einen nach hinten gerichteten Winkel Y auf, d. h. den Winkel zwischen dem Königszapfen und der Vertikalen des Bodens in der Längsebene des Fahrzeugs, wie in der Abbildung dargestellt.
Bei einer Neigung v des Achsschenkels nach hinten liegt der Schnittpunkt der Achsschenkelachse mit der Fahrbahn vor dem Kontaktpunkt zwischen Rad und Fahrbahn. Fährt das Fahrzeug geradeaus und wird das Lenkrad durch äußere Kräfte ausgelenkt (Auslenkung nach rechts, dargestellt durch den Pfeil in der Abbildung), weicht das Fahrzeug nach rechts ab. Aufgrund der Zentrifugalkraft des Fahrzeugs wirkt am Kontaktpunkt b zwischen Rad und Fahrbahn eine seitliche Reaktionskraft auf das Rad. Diese Reaktionskraft erzeugt ein Drehmoment L, das auf die Achse des Achsschenkels wirkt und dessen Richtung der Radauslenkung entgegengesetzt ist. Unter dem Einfluss dieses Drehmoments kehrt das Rad in seine ursprüngliche Mittelstellung zurück, wodurch die stabile Geradeausfahrt des Fahrzeugs gewährleistet wird. Dieses Moment wird als positives Drehmoment bezeichnet.
Das Drehmoment sollte jedoch nicht zu groß sein, da der Fahrer sonst, um die Stabilität des Drehmoments beim Lenken zu überwinden, eine große Kraft auf die Lenkplatte ausüben müsste (die sogenannte Lenkkraft). Denn die Größe des stabilisierenden Moments hängt von der Größe des Hebelarms L ab, und die Größe des Hebelarms L hängt wiederum von der Größe des Hinterachsneigungswinkels v ab.
Der üblicherweise verwendete V-Winkel beträgt heutzutage maximal 2–3°. Durch den sinkenden Reifendruck und die erhöhte Elastizität steigt das Stabilitätsmoment moderner Hochgeschwindigkeitsfahrzeuge. Daher kann der V-Winkel auf nahezu null oder sogar negativ reduziert werden.
