{"id":7099,"date":"2021-04-26T13:46:31","date_gmt":"2021-04-26T11:46:31","guid":{"rendered":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/?p=7099"},"modified":"2022-09-25T14:13:17","modified_gmt":"2022-09-25T12:13:17","slug":"geometrie-v4","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/?p=7099","title":{"rendered":"Geometrie V4"},"content":{"rendered":"\n

In diesem Artikel geht es um die Kinematik der Federbein-Ablenkung von Ducati Motorr\u00e4dern mit V4 Motor, also bisher der Streetfighter V4 und der Panigale V4. So sehen die beteiligten Bauteile in der Explosionszeichnung aus:<\/p>\n\n\n\n

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Coole Grafik: eigene Bearbeitung anhand Ersatzteilkatalog<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Den Titel dieses Beitrags habe ich \u00fcbrigens von einem gleichnamigen Thread im Superbike-Forum<\/a> \u00fcbernommen, an dessen Diskussion ich mich beteiligt habe.<\/p>\n\n\n\n

Dies ist die ungef\u00e4hre Einbauposition der teilnehmenden Bauteile relativ zum Motorrad:<\/p>\n\n\n\n

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Quelle: eigene Bearbeitung<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

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Freistehend l\u00e4sst sich der Mechanismus der Federbeinanlenkung folgenderma\u00dfen skizzieren, wobei die Kreise mit einem Schachbrettmuster Rahmen- bzw. Motorfeste, unbewegliche Gelenkachsen markieren, das «Gestell<\/a>«:<\/p>\n\n\n\n

\"An<\/a><\/figure>\n\n\n\n

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Eine Einfederung der Hinterachse f\u00fchrt zu einer Verk\u00fcrzung des Federbeins, das verlangt alleine die Funktion. Eine Ausfederung des Hinterrads f\u00fchrt entsprechend zu einer Entspannung der Feder, sowie einer Vergr\u00f6\u00dferung des Abstands der beiden Federbeinaugen. Den Zusammenhang zwischen Hub der Hinterachse und dem Augenabstand des Federbeins kann man in einer \u00dcbertragungsfunktion<\/em><\/strong> beschreiben. <\/p>\n\n\n\n

Diese \u00dcbertragungsfunktion hat, abh\u00e4ngig von der konkreten Bauteilgeometrie (Gelenkpositionen, L\u00e4ngen, Abst\u00e4nde, Winkel) einen mehr oder weniger «S»-f\u00f6rmigen Verlauf, etwa so:<\/p>\n\n\n\n

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\u00dcbertragungsfunktion zwischen Hub an der Hinterachse und Hub am Federbein (prinzipieller Verlauf)<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Wenn man die Darstellung der \u00dcbertragungsfunktion von links nach rechts liest, ergibt sich der abfallende Verlauf aus dem Umstand, da\u00df eine zunehmende Ein<\/strong>federung der Hinterachse zu einer Verk\u00fcrzung<\/strong> des Federbeins f\u00fchrt. F\u00fcr die Nutzung zur Anlenkung eines Federbeins kann theoretisch(!) der Bereich zwischen den Punkten «A» und «B» genutzt werden.<\/p>\n\n\n\n

Eine Ausfederung \u00fcber den Punkt «A» hinaus w\u00fcrde nicht zu einer weiteren Vergr\u00f6\u00dferung des Augenabstands eines fiktiven Federbeins f\u00fchren, sondern vielmehr nach \u00dcberschreiten der Decklage<\/strong> zu einer Verk\u00fcrzung des Augenabstands. Eine «Decklage» entspricht der bekannten Unteren Totpunktlage des Kurbeltriebs eines Hubkolbenmotors:<\/p>\n\n\n\n

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Deck<\/strong>lage zwischen Federbein und Umlenkhebel<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

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Eine zumindest denkbare Nutzung der \u00dcbertragungsfunktion \u00fcber den Punkt «B» hinaus findet ihr praktisches Ende in der Strecklage<\/strong> zwischen Umlenkhebel und Zugstrebe. Die Strecklage entspricht der Oberen Totpunktlage des Kurbeltriebs eines Hubkolbenmotors:<\/p>\n\n\n\n

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Streck<\/strong>lage zwischen Zugstrebe und Umlenkhebel<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

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Eine \u00fcber Punkt «B» hinausgehende Einfederung der Hinterachse w\u00e4re nur um den Preis einer Zerst\u00f6rung von Bauteilen oder Gelenkzusammenh\u00e4ngen m\u00f6glich. Womit selbstredend der Bereich der Kinematik verlassen w\u00e4re.<\/p>\n\n\n\n

Innerhalb der oben abgesteckten Grenzen des theoretisch nutzbaren Teils der \u00dcbertragungsfunktion wird tats\u00e4chlich nur ein gewisser Abschnitt genutzt, welcher am Beispiel der Panigale V4 130 mm Federweg am Hinterrad und einen Federbeinhub von 63 mm umfasst. Dieser Arbeitsbereich l\u00e4sst sich durch \u00c4nderung der Geometrie auf der \u00dcbertragungsfunktion verschieben. <\/p>\n\n\n\n

Die «Racer», d.h. diejenigen Besitzer einer Ducati V4, die sich mit ihren Boliden auf der Rennstrecke austoben, lechzen anscheinend nach einer m\u00f6glichst linearen<\/em><\/strong> \u00dcbertragungsfunktion, also nach einem m\u00f6glichst konstanten<\/em><\/strong> \u00dcbersetzungsverh\u00e4ltnis zwischen Schwingenhub und Federbeinhub. Die Sinnhaftigkeit dieses Wunschs kann ich nicht beurteilen – das liegt jenseits meiner Kompetenz. Aber zur Frage der Objektivierung, das heisst: der Messbarkeit, Vorhersagbarkeit und Vergleichbarkeit kann ich sehr wohl etwas beitragen. Und da ich die Fragestellung spannend finde, habe ich einen V4-Geometrie-Simulator<\/a><\/strong> programmiert um der Sache auf den Zahn zu f\u00fchlen. Nat\u00fcrlich wiederum interaktiv und vollst\u00e4ndig parametriert. D.h., jede relevante Abmessung der Geometrie kann innerhalb weiter Grenzen interaktiv variiert werden und die Auswirkung auf das \u00dcbersetzungsverh\u00e4ltnis (Stichwort: «Linearit\u00e4t», s.o.) unmittelbar studiert werden. Sozusagen ein Tool f\u00fcr den Entwurf einer Do-It-Yourself Linearisierung. Oder f\u00fcr eine belastbare Bewertung einer evtl. zuk\u00fcnftig angebotenen kommerziellen L\u00f6sung.<\/p>\n\n\n\n

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Klick mich<\/a><\/strong>, zum Aufruf des Interaktiven V4 Kinematik-Simulators!<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

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An dieser Stelle geb\u00fchrt mein Dank Herrn Walter Bislins, der auf seinem Blog<\/a> eine Javascript-Routine zur Berechnung der Schnittpunkte zweier Kreise anbietet, die mir in meinem Simulator wertvolle Dienste geleistet hat. <\/p>\n\n\n\n

Verschieben des untersten Sliders (roter Doppelpfeil) setzt den Mechanismus in Bewegung ohne irgendeine Bauteil-Geometrie zu ver\u00e4ndern. Die \u00fcbrigen Slider ver\u00e4ndern Positionen, Abst\u00e4nde, L\u00e4ngen oder Winkel und zeigen unmittelbar deren Auswirkung auf die Schwingenlage.<\/p>\n\n\n\n

Das \u00dcbersetzungsverh\u00e4ltnis zwischen Hinterachshub und Hub des Federbeins ist nichts anderes als die Steigung einer Tangente an die \u00dcbertragungsfunktion, s.o.. Da die \u00dcbertragungsfunktion einen «S»-f\u00f6rmigen Verlauf aufweist, ist auch klar, da\u00df das \u00dcbersetzungsverh\u00e4ltnis nicht konstant ist<\/p>\n\n\n\n

F\u00fcr die Auswertung gibt es im Simulator ein Diagramm, welches den Verlauf des \u00dcbersetzungsverh\u00e4ltnisses zwischen Hinterachshub und Federbeinhub \u00fcber dem Hubbereich des Federbeins anzeigt. Eingeblendet werden als Text das gr\u00f6\u00dfte und kleinste \u00dcbersetzungsverh\u00e4ltnis innerhalb des dargestellten Hubbereichs des Federbeins, sowie der Quotient der beiden \u00dcmin \/ \u00dcmax als Ma\u00df f\u00fcr die Linearit\u00e4t<\/strong>. Mit dem Wert 100% als theoretischem Maximalwert f\u00fcr ein perfekt konstantes \u00dcbersetzungsverh\u00e4ltnis:<\/p>\n\n\n\n

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Skalierung in X-Richtung (gr\u00fcne Pfeile) und Y-Richtung (rote Pfeile) erlaubt Zoom im Diagramm<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

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Der angezeigte Bereich des Diagramms ist hinsichtlich Lage und Ausdehnung konfigurierbar, so da\u00df ein Einzoomen auf die subtilen Nichtlinearit\u00e4ten m\u00f6glich wird, siehe gestrichelte rote und gr\u00fcne Linien in obiger Grafik.<\/p>\n\n\n\n

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Ein paar Worte der Warnung<\/strong>:<\/p>\n\n\n\n

man kann beliebig lange an den vielen Reglern herumspielen, sich an der Reaktion des Mechanismus und des Diagramms erfreuen, aber das bleibt eine Spielerei, solange keine realistischen und konsistenten<\/strong> (d.h.: zum gleichen Bike hinsichtlich Baujahr und Ausf\u00fchrung geh\u00f6renden) Eingangsdaten eingespeist werden. Zugstreben und Umlenkhebel lassen sich vergleichsweise einfach ausbauen und ausmessen.<\/p>\n\n\n\n

F\u00fcr die Vermessung der Schwinge und der motorfesten Gelenke (Schwingenachse, Lager oberes Federbeinauge, Lagerung des Umlenkhebels) ben\u00f6tigt man eine Vorrichtung \u00e4hnlich der in einem fr\u00fcheren Beitrag<\/a> vorgestellten:<\/p>\n\n\n\n

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Ermittlung von Polarkoordinaten ab Hinterachse mittels Laserpointer und digitalem Neigungsmesser<\/figcaption><\/figure>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

In diesem Artikel geht es um die Kinematik der Federbein-Ablenkung von Ducati Motorr\u00e4dern mit V4 Motor, also bisher der Streetfighter V4 und der Panigale V4. So sehen die beteiligten Bauteile in der Explosionszeichnung aus: Den Titel dieses Beitrags habe ich \u00fcbrigens von einem gleichnamigen Thread im Superbike-Forum \u00fcbernommen, an dessen Diskussion ich mich beteiligt habe. … “Geometrie V4” <\/span>weiterlesen<\/a><\/p>\n","protected":false},"author":3,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_stc_notifier_status":"","_stc_notifier_sent_time":"","_stc_notifier_request":false,"_stc_notifier_prevent":false,"_stc_subscriber_keywords":"","_stc_subscriber_search_areas":"","footnotes":""},"categories":[3,2],"tags":[13,27,73,101,162,118,161],"class_list":["post-7099","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-ducati","category-motorrad","tag-ducati","tag-fahrwerk","tag-federbein","tag-interaktiv","tag-linearisierung","tag-simulator","tag-v4"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/7099","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/3"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=7099"}],"version-history":[{"count":77,"href":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/7099\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":9090,"href":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/7099\/revisions\/9090"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=7099"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=7099"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/vielzutun.ch\/wordpress\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=7099"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}