Vertikaldynamik

Die Vertikaldynamik definiert die Auswirkung alle Kräfte in Richtung der z-Achse (Bild Fp5). Sie beschreibt die Auswirkung der Vertikalkräfte, die zwischen Fahrwerk und Fahrzeugaufbau durch die Feder-, Dämpfer- und Stabilisatoreigenschaften entstehen. Ziel der Vertikaldynamik ist, diese Eigenschaften in Abhängigkeit von den Trägheitskräften und Höhe des Fahrzeugschwerpunktes so auszulegen, dass die Bewegungen des Fahrzeugaufbaus gering gehalten werden. Auftretende Kräfte, die eine Bewegung in z-Richtung zur Folge haben, entstehen u. a. aus Nick- und Wankbewegungen. Daher spricht man von einer Kopplung der Vertikaldynamik mit der Längsdynamik und der Querdynamik. Grundsätzlich werden Bewegungen in Richtung der z-Achse auch mit Heben bezeichnet. Eine weitere bedeutende Einflussgröße für die Vertikaldynamik stellen die Auftriebskräfte dar.

Stark unterschiedliche Beladungszustände eines Pkw können speziell in vertikaler Richtung erhebliche Auswirkungen auf die Fahrdynamik haben, die bei konventionellen passiven Federsystemen nur begrenzt ausgeglichen werden können. Abhilfe schaffen aktive Federsysteme, die beispielsweise eine Niveauregulierung oder eine situationsbedingte Fahrwerksanpassung vornehmen können.

Vertikalkraft. Vertikalkräfte F_Z wirken in Richtung der z-Achse (Bild Fp5). Diese entstehen u. a. durch Feder- und Dämpferkräfte, die von der Fahrwerksauslegung, der Fahrbahnbeschaffenheit und dem Beladungszustand bzw. der Trägheit des Fahrzeuges abhängig sind. Gleichzeitig entstehen Vertikalkräfte aus angreifenden Längs- und Querkräften, die Wank- und Nickbewegungen zur Folge haben.

Vertikalgeschwindigkeit. Die Vertikalgeschwindigkeit v_z wirkt in Richtung der z-Achse (Bild Fp5). Die möglichen vertikalen Wege, die am Fahrzeug entstehen können, sind durch die physikalischen Randbedingungen der Feder- und Dämpferwege des Fahrwerks bestimmt. Die Vertikalgeschwindigkeit ist gleich der Hubgeschwindigkeit und resultiert unter anderem aus Teilen der Nick- und Wankgeschwindigkeit.

Vertikalbeschleunigung. Die Vertikalbeschleunigung a_z wirkt wie die Vertikalgeschwindigkeit in Richtung der z-Achse (Bild Fp5) und ist unter anderem das Resultat aus Wank- und Nickbeschleunigung.

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