“Dit artikel is op 8 mei 2008 voor het eerst op Autoblog.nl verschenen“

Aanleiding voor het samenstellen van dit technische verhaal is het artikel over het Duitse HR. Zij hebben 2 kg gewichtsbesparing bij een Ariel Atom gerealiseerd door lichtere schokdempers te monteren. So what! zul je denken, met een weekje Sonja Bakkeren of een halfvolle benzinetank bereik ik veel meer gewichtsbesparing. Waarom is gewichtsbesparing op deze plaats nou zo belangrijk?

Onafgeveerd gewicht

Onafgeveerd gewicht bestaat uit de onderdelen van een auto die het oppervlak van de weg volgen en zodoende bij elke hobbel en bobbel van de weg mee op- en neer bewegen (afgezien van de flexibiliteit van de banden). Anders gezegd; het is dat deel van de auto dat niet wordt “gedragen” door de vering. Dit is een van de meest kritieke factoren die de wegligging van een voertuig beïnvloeden.
In het algemeen bestaat het onafgeveerd gewicht bij een auto uit velgen, banden, remschijven en –klauwen en fusees. In de onderstaande animaties is het onafgeveerde gewicht in BLAUW weergegeven.

Afgeveerd gewicht
Afgeveerd gewicht is, de naam zegt het al, het gewicht dat wordt “gedragen” door de veren. Bijvoorbeeld het chassis, body, motor, interieur, passagiers en bagage zijn allemaal afgeveerd gewicht.
In de onderstaande animaties is het afgeveerde gewicht in PAARS weergegeven.

Voor sommige van de overige onderdelen is de definitie niet zo eenvoudig. Er zijn delen die zowel aan de wielen als aan het chassis bevestigd zijn. Deze delen zijn zowel af- als onafgeveerd en worden hybride (= gecombineerd) gewicht genoemd. Dus bij het onafgeveerd gewicht komt nog een deel van de vering, schokdempers, draagarmen en aandrijfassen.

Wielophanging

De wielophanging moet er voor zorgen dat de wielen maximaal contact hebben met de weg voor de beste prestaties. Om er voor te zorgen dat de ophanging effectief is, moet het er voor zorgen dat de wielen snel op en neer kunnen bewegen. Daarbij mogen dan geen overmatige bewegingen optreden.
Grofweg zorgen de veren ervoor dat de wielophanging niet te ver beweegt en de dempers dat er geen periodieke trillingen ontstaan door de veer (ook wel oscilleren genoemd).

Elke keer als je tegen een hobbel aanrijdt, versnelt de gehele wielophanging omhoog, vertraagt tot hij stopt, versnelt naar beneden en vertraagt tot het geheel weer in evenwicht is.
Dit heb ik in onderstaande animatie proberen weer te geven.

= demper

= veer

Stel je nu eens voor dat je over een kleine scherpe verkeersdrempel rijdt en vergelijk dit eens met die enorme brede tafelbergen die je in sommige woonwijken vindt. De kleine scherpe drempels zijn veel irritanter om overheen te rijden, niet? Als het wiel niet snel genoeg omhoog kan accelereren, wordt er een schok naar het chassis doorgegeven. Dit heb ik geprobeerd weer te geven in de 2e animatie.

We gaan nu over een aantal korte hobbels rijden bijvoorbeeld kinderkopjes (of kasseien zoals de Belgen zeggen). De wielen ondergaan een snelle serie van versnellingen en vertragingen. Als het wiel zwaarder is, kan het minder snel op- en neerwaarts versnellen. Dit betekent dat het wiel de weg minder goed volgt. De demper en veer moeten meer onafgeveerd gewicht beheersen, met als gevolg dat ze de bewegingen van de wielophanging moeilijker en langzamer kunnen stoppen en starten.
Dit heb ik geprobeerd weer te geven in de laatste animatie.

Het verminderen van het onafgeveerd gewicht.

Waarom zou je nou lichtere velgen en banden willen monteren? Onafgeveerd gewicht is het meest gevoelig voor onregelmatigheden in het wegdek. Het verminderen van het onafgeveerd gewicht minimaliseert de lasten om de beweging van de wielen te beheersen. Dit betekent dat veren en schokdempers een grotere reserve hebben om de beweging van het chassis te bedwingen. Het eindresultaat is minder belasting van de onderdelen van de wielophanging maar belangrijker, een verbeterde wegligging.

Een voorbeeld van het verminderen van het onafgeveerd gewicht is het dp1 project. Dit is een eenmans project waarbij een 4-wiel aangedreven prototype wordt ontwikkeld. Op onderstaande tekening is de wielophanging te zien. De “truc” die toegepast wordt om het onafgeveerd gewicht zo laag mogelijk te houden is de schijfrem niet meer bij de wielen (fusees) maar op het voor- en achterdifferentieel te monteren. De remkracht wordt nu via de aandrijfassen naar de wielen overgebracht.
Naast minder onafgeveerd gewicht door verplaatsing van het remsysteem, levert dit nog een voordeel op. Er worden minder remkrachten op de fusees en draagarmen uitgeoefend. Deze hoeven daardoor niet zo sterk (lees; zwaar) te zijn.
Dit is allemaal niet nieuw want een dergelijk systeem werd bij de Eend ook al toegepast!

Een tweede voorbeeld zijn lichtgewicht koolstofvezel (buiten)velgen. Lichtere velgen en banden hebben een bijkomend voordeel dat er minder kracht voor nodig is om ze rond te draaien (geldt voor alle ronddraaiende onderdelen), maar dit heeft niets te maken met de kwalificatie als onafgeveerd gewicht.

Nou raad ik je niet aan zulke lichte velgen onder je auto te monteren als Heikki Kovalainen bij zijn F1 crash in Barcelona. Maar ik zou wel even een proefrit over een aantal drempels maken als je op het punt staat die nieuwe velgen aan te schaffen.