Elektrorheologische Verstelldaempfer als Grundlage fuer semiaktive Motorradfahrwerke (2010)

Motorradfahrwerke muessen aufgrund der im Verhaeltnis zur Fahrzeugmasse sehr grossen moeglichen Zuladung und der Ueberhoehung der Radlasten bei Kurvenfahrt, Brems- und Beschleunigungsvorgaengen einen weiten Radlastbereich abdecken. Darueber hinaus sind bei den Stabilitaetsstoerungen Flattern, Pendeln und Lenkerschlagen jeweils entweder Radlastschwankungen mit ursaechlich oder Fahrwerksbewegungen Teil des Problems. Auch bei Highsidern ist das Motorradfahrwerk involviert. Elektrorheologische Verstelldaempfer erscheinen zur Realisierung eines semiaktiven Motorradfahrwerks praedestiniert. Auf sehr kleinem Bauraum koennen bereits bei den bei Motorraedern vorherrschenden geringen Daempfergeschwindigkeiten sehr grosse Daempfungskraefte aufgebaut und eine in weiten Bereichen konstruktiv waehlbare hydraulische Asymmetrie zwischen Zug- und Druckstufe dargestellt werden. Durch die extrem schnellen Verstellzeiten elektrorheologischer Daempfer koennen die fuer die Regelung von Radeigenfrequenzen notwendigen Systemverstellzeiten bequem eingehalten werden. Es wird dargestellt, warum elektrorheologische Daempfer sich besonders gut zur Regelung motorradspezifischer Aufgabenstellungen an semiaktiven Fahrwerken eignen. An einem konstruktiv umgesetzten Beispiel werden das Packaging und die Daempfungseigenschaften eines realen elektrorheologischen Daempfers gezeigt und im Pruefstandsversuch die erzielbaren Vorteile gegenueber konventionellen hydraulischen Daempfern herausgearbeitet. Die Verstellzeiten von elektrorheologischen Daempfern liegen weit unter denen von ventilbasierten Verstelldaempfern oder magnetorheologischen Daempfern. Darueber hinaus werden heute geltende Standards fuer konventionelle Motorraddaempfer hinsichtlich dynamischem Verhalten und Grundreibung auf hoechstem Niveau gehalten. Dadurch und durch den weiten Verstellbereich auch bei niedrigen Daempfergeschwindigkeiten konnte gezeigt werden, dass die Verwendung von elektrorheologischen Verstelldaempfern fuer semiaktive Fahrwerke im Motorrad grosse Vorteile gegenueber anderen Technologien erbringt. (A) ABSTRACT IN ENGLISH: Motorcycle suspensions must be able to handle a large wheel load range due to the relatively high payload compared to the kerb weight of a motorcycle and the additional wheel load induced by cornering. Furthermore, the instabilities of shimmy, weave and wobble are accompanied or even induced by wheel load variations or other suspension motions. Moreover, the rear suspension plays a large role in highsiding. To realise a semiactive motorcycle suspension, electrorheological dampers seem to be the ideal solution. Electrorheological (ER) dampers have very high turn-up ratios, particularly at the slow damper speeds characteristic of motorcycle suspension geometries, which are necessary for high authority over the vehicle. Additionally, asymmetric force behaviour can easily be integrated in the design of ER dampers, and the overall damping forces of such dampers can be controlled sufficiently fast for effective wheel control. From a packaging perspective, the installation space of ER dampers is even smaller than that of conventional dampers. This presentation will explain why ER dampers are the ideal solution to control motorcycle-specific issues of semi-active suspensions. Packaging and damping properties of a realised ER damper will be shown and compared to conventional hydraulic dampers based on bench tests. Response times of ER dampers are far shorter than those of valve-based adjustable dampers or even magnetorheological dampers. Additionally, today's standards of conventional hydraulic motorcycle dampers regarding, for example, dynamic behaviour and basic friction can be met at the highest levels. For these reasons, and due to the wide force range available at low damper speeds, ER dampers are particularly well suited for semi-active motorcycle suspensions when compared to other technologies. (A) Beitrag zum Themenbereich Sicherheit und Technologie der 8. Internationalen Motorradkonferenz 2010. Siehe auch Gesamtaufnahme der Tagung, ITRD D368201.