Deutsche F1 Challenge
Willi's Setup Tutorial v1.3 Download als PDF-Datei!!! Vorbemerkung: Dies soll keine Abhandlung über Aerodynamik, Mechanik, Physik etc. sein, sondern nur ein Versuch, F1-Neulingen ein paar generelle Grundprinzipien über die Erstellung eines Fahrzeug-Setups zu erläutern. Daher bitte ich alle, die bereits über mehr Erfahrung verfügen, Nachsicht walten zu lassen, wenn ich mich ab und zu mal etwas zu „einfach“ bzw. nicht detailliert genug ausdrücke. (Also eher frei nach „Jean Pütz“) Ziel des Setups ist es, einen möglichst optimalen Kompromiss folgender Anforderungen zu schaffen: 1. Erzeugung von maximalen Gripwerten (Grip = Haftung des Wagens auf der Strecke) 2. Das Erreichen eines möglichst hohen Topspeeds. 3. Ein möglichst „angenehmes“ Fahrverhalten (Handling) des Wagens (bezogen auf den bevorzugten Fahrstil des Piloten!) Das Problem ist, dass sich die einzelnen „Ziele“ des Setups gegenseitig „widersprechen“. Die Kunst ist also, diesen optimalen Kompromiss für sich selbst zu finden. Dazu ist Voraussetzung, dass man weiß, welches Fahrverhalten man selbst bevorzugt (über- oder untersteuernd, weich oder hart abgestimmt, aggressives oder gutmütiges Einlenkverhalten usw.). Ich bevorzuge halt ein relativ „neutrales“ Verhalten mit einem leichten Hang zum übersteuern (wenn überhaupt). Das folgende Beispiel eines Setups basiert daher auch auf dem Versuch, ein möglichst neutrales Setup zu bauen. (Bsp. Interlagos Rennsetup). Vorgehensweise: 1. Inspektion der Strecke
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Wichtig hierbei sind zunächst einmal die Höchst- bzw. Tiefstgeschwindigkeiten auf der Strecke. Also in Interlagos Geschwindigkeiten zwischen 75 und 318 km/h. Diese beiden Werte sollten nun die Grenzwerte (ca.) für die Übersetzung des kleinsten und des größten Gangs bilden. Zu den Gängen dazwischen komme ich später. Jetzt wird es schon was schwieriger. Man muss ein paar Runden drehen, um zu testen, wie eben bzw. uneben die Strecke ist, wie glatt oder griffig der Belag ist. Davon ist nämlich abhängig, wie „tief“ man den Wagen legen kann, ohne sich den Unterboden zu ruinieren. Grundprinzip: „Je tiefer der Wagen, desto mehr aerodynamischer Grip (Downforce)“ Also ungefähr wie bei einem umgedrehten Flugzeugflügel. (Je geringer der Abstand des Unterbodens zur Fahrbahn ist, desto schneller muss sich die Luft darunter bewegen (Saugeffekt).
Wichtig hierbei ist, dass je mehr Downforce man über die Bodenfreiheit erzeugt, desto weniger braucht man hinterher über die Flügel zu erzeugen, und die Flügelstellung (speziell am Heck) ist extrem maßgebend für den maximalen Topspeed. Interlagos ist ja bekanntlich keine allzu ebene Strecke, womit wir zu den nächsten Punkten kommen. Federung und Begrenzer. Durch die vielen Bodenwellen ist es leider nicht möglich, den Wagen „Bretthart“ zu machen. Eine weiche Federung kann den Unterboden jedoch bei hohen Geschwindigkeiten zum „schleifen“ auf der Fahrbahn bringen (Die Saugkraft wird größer, als die Kraft der Federung). Begrenzer geben einem nun die Möglichkeit, genau dieses zu verhindern, ohne die Vorteile der weichen Federung aufgeben zu müssen. Natürlich nur in dem Bereich des Federwegs bis zu den Begrenzern, ab dann fährt man mehr oder weniger auf „Blattfedern“ (Eisenbahn). Wenn man sich die Einstellungen oben ansieht, wird man die relativ große Differenz zwischen der Federhärte vorn und hinten feststellen. Das führt uns zum nächsten Grundprinzip: Je härter die Federung auf der Vorderachse, desto direkter (aggressiver, härter) das Lenkverhalten, leider aber auch der Reifenverschleiß, und die Neigung zum Untersteuern durch rutschen. Auf der Hinterachse ist das ähnlich, also harte Federung = aggressiv (vor allem auch beim Beschleunigen).
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Da ich, wie gesagt, ein relativ neutrales Fahrverhalten bevorzuge, versuche ich immer, eine gut ansprechende Vorderachse in Verbindung mit einer „gutmütigen“ Hinterachse zu erzeugen. Dies ist vor allem in Krisensituationen von Vorteil, da es einem ermöglicht, den Wagen auch noch mal abzufangen. Der Nachteil ist, das nicht so gute Herausbeschleunigen aus Kurven. Flügeleinstellungen:
Die Neigung der Front- bzw. Heckflügel beeinflusst den Grip auf der Vorder- bzw. der Hinterachse. Hierbei ist der Heckflügel der Maßstab für die fahrbare maximale Geschwindigkeit und den nötigen Grip auf der Hinterachse. Bei unserem Beispiel liegt die Höchstgeschwindigkeit ca. bei 318 km/h. Um diese Geschwindigkeit erreichen zu können, ist der maximale „Anstellwinkel“ der Heckflügel begrenzt, denn sie machen den Großteil des Luftwiderstandes aus. Wie flach man diesen Flügel stellen kann, um trotzdem noch genügend Grip auf der Hinterachse zu erhalten, ist, wie vorhin bereits erwähnt auch abhängig von dem bereits erzeugten Grip durch die Bodenfreiheit. Wichtig ist, dass er so eingestellt ist, dass der Wagen beim bremsen (und dem dadurch entstehenden „leichteren“ Heck) nicht ausbricht. Der Frontflügel muss dann dementsprechend angepasst werden, um ein gutes Einlenkverhalten und somit „Handling“ zu gewährleisten. Generell gilt: Je höher (Steiler) der Flügel, desto mehr Anpressdruck und Grip. Allerdings auch desto mehr Luftwiderstand (und somit weniger Topspeed). Drehstabilisatoren: Stabilisatoren beeinflussen die „Steifigkeit“ der Achse bzw. die Torsionsfähigkeit (Vorder- und Hinterachse separat). Also, beim fahren in Kurven verlagern sich über den „Drehmoment“ die auf das Fahrzeug wirkenden Kräfte auf das kurvenäußere Rad. Über die Stabilisatoren kann man die maximale Drehbewegung des Chassis im Verhältnis zu Achse begrenzen. Harte Stabilisatoren erzeugen ein „direkteres“ Lenkverhalten (der Wagen neigt dann allerdings auch zu Überreaktionen – zu hart vorn = untersteuern, zu hart hinten = übersteuern. Beides beeinflusst natürlich auch den Reifenverschleiß). Differenzialsperre:
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Das Differenzial ist quasi eine elektronische Steuerung, die die unterschiedlichen Umdrehungen der Räder auf der Hinterachse regelt. Also, beim fahren in einer Linkskurve muss das rechte Rad eigentlich eine längere Strecke überwinden als das innere linke Rad (Radius). Mittels der Differenzialsperre kann man diese unterschiedliche Umdrehungszahl beeinflussen bzw. begrenzen. Dabei gilt, je höher (stärker) die Sperre eingestellt ist, desto mehr gleicht sich die Umdrehungszahl der beiden Räder an bzw. je niedriger (weicher) die Sperre eingestellt ist, desto mehr „Spielraum“ zwischen den Umdrehungen wird zugelassen. Eine hohe Differenzialsperre verringert also die Beschleunigung beim Kurvenausgang (bei viel Grip). Bei weniger Grip drehen halt beide Räder gleich durch. In Verbindung mit einer Traktionskontrolle (die ja zugelassen ist) kann man also die Sperre zum unterstützen oder zum entgegenwirken verwenden (Fahrgefühl). Bremsbalance: Die Bremsbalance regelt, in welchem Verhältnis auf der Vorder- und Hinterachse gebremst wird. Das ist abhängig von den Gripwerten auf der Vorder- bzw. Hinterachse. (Also, je „leichter“ das Heck, desto weiter sollte die Bremswirkung auf die Vorderachse verlagert werden). Wenn der Wagen also beim „anbremsen“ hinten ausbricht, könnte dies ein Grund dafür sein. Dieses „Ausbrechen“ bringt uns zum nächsten Punkt. Das kann nämlich auch am Übersetzungsverhältnis liegen (Motorbremse). Die Übersetzung:
Wie oben bereits erwähnt richtet sich die Übersetzung nach den Niedrigst- bzw. Höchstgeschwindigkeiten. (In unserem Bsp. 75 – 318 km/h). Das bedeutet, der kleinste Gang sollte so ausgelegt sein, dass man vom langsamsten Punkt der Strecke aus gut beschleunigen kann, und der größte Gang beim Topspeed ausgereizt wird. Die Gänge dazwischen sind ein Kompromiss zwischen gleichmäßig guter Beschleunigung und einzelnen Kurvengeschwindigkeiten. Nebenbei unterstützt (bei manueller Schaltung) die Motorbremse das Bremsverhalten des Wagens. Hierbei sollte man beachten, dass die kleineren Gänge nicht zu weit auseinanderliegen, weil das zur Folge haben kann, dass der Wagen bei zu schnellem Runterschalten durch blockierende Hinterräder ausbricht. Dazu noch ein Beispiel:
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Rote Linie = gute Übersetzung Blaue Linie = nicht ganz so gut Detaillierte Einstellungen der Federung:
Hier wird die Absorptionsfähigkeit der einzelnen Aufhängungen eingestellt bzw. begrenzt. Schneller Stoss = kurzfristige (heftige), einzelne Kraft auf die Aufhängung (z. B. hohe Kerbs). Je weicher die Einstellung hierfür gewählt wird, desto weniger „holpert“ der Wagen über diese Art von Unebenheiten. Allerdings wird der Wagen auch „träger“, d. h. das Handling verschlechtert sich. Langsamer Stoss = längere Belastung (z. B. beim anbremsen). Hier gilt das gleiche, weicher = gutmütiger – allerdings auch träger.
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Hier wird eigentlich die Rückwärtsbewegung der Stossdämpfer eingestellt, also beim Entlasten des Wagens. Das Prinzip ist jedoch ähnlich, will sagen, je weicher – desto gutmütiger, und je härter, desto direkter das Verhalten des Fahrzeugs. Und nun zum „heikelsten“ Punkt des Setups:
Sturz: Als Sturz bezeichnet man den Neigungswinkel des Rades im Verhältnis zum Boden. Ein Sturz von 0,0 bedeutet also, dass das Rad rechtwinklig zum Boden steht. Ein negativer Sturz bedeutet, dass das Rad oben weiter nach innen geneigt ist, positiv entsprechend in die andere Richtung. Ein negativer Sturz hat also zur Folge, dass der am stärksten belastete Reifen (Kurvenäußeres Rad) möglichst viel „Lauffläche“ bietet und somit ein besseres Handling und Grip erzeugt. Zuviel negativer Sturz bedeutet allerdings ein zu einseitiges abfahren der Reifen. Reifendruck:
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Der Reifendruck beeinflusst ebenfalls die zur Verfügung stehende Lauffläche des Reifens. Zu hoher Druck bewirkt, dass der Reifen (durch die Wölbung der Decke) nur im mittleren Teil aufliegt, und sich dort extrem abnutzt (beides nicht gut für den Grip). Zu niedriger Druck verursacht eine Verformung der Wände und eine „negative“ Wölbung der Decke (also nach innen), wodurch der Reifen nur an den Rändern aufliegt, und sich dort extrem abnutzt (auch nicht gut für den Grip). Vorspur: Die Vorspur bezeichnet den Winkel der Räder (zueinander) einer Achse in Horzinotalrichtung des Wagens. (Zitat Goose)“Ich meine jetzt damit nicht den Sturz der Räder, sondern die "Blickrichtung". Eine positive Vorspur bedeutet, das die Räder jeweils auf die andere Seite "schauen", eine Negative vom Fahrzeug weg. Der Unterschied besteht beim Bremsverhalten des Fahrzeugs: bei positiver Spur Bremst der Wagen "relativ" geradeaus, verliert aber Bremskraft. Bei Spur Null wird der Wagen unruhig, aber bremst besser und bei Negativer Spur zieht der Wagen in Richtung des Rades mit der besten Bodenhaftung. Das bedeutet: vorne Positiv, hinten Negativ ist der stabilste Kompromiss, aber die Bremsleistung ist nicht optimal und vorne negativ bringt den Wagen leicht zum drehen aber er bremst stärker ab.“(danke Goose, da hatte ich mich doch völlig vertan)
Blau = Vorspureinstellung Grün = Sturzeinstellung Auswirkungen der hinteren Vorspureinstellungen auf das Fahrverhalten:
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Vergleicht man nun die beiden Bilder miteinander, könnte man meinen: “Na super, da stell ich mir die Vorspur hinten einfach auf –0,5 und kann dann mit voller Beschleunigung durch die Kurven ballern!“ Doch Vorsicht! Hier Werte einzustellen die kleiner 0 sind können die Antriebsachse dermaßen aggressiv machen, dass das Fahrzeug kaum noch kontrollierbar ist. Bei einem Setup mit extrem hohem Grip auf der Hinterachse und gleichzeitig wenig „Aggressivität“ auf der Vorderachse können Einstellungen < 0 eventuell das Handling verbessern. Ansonsten ist das Risiko sehr groß, ein übersteuerndes, instabiles Fahrzeug zu erhalten. Ich möchte jedoch dazu raten, diese Werte nur als letztes Mittel zu verwenden, da sich das Fahrverhalten dadurch total verändern kann. Also eher was für „versierte“ Schrauber. So, ich hoffe, das hilft einigen ein wenig, um sich ihr Setup ein bisschen anzupassen.
Kurven- bzw. Fahrtechniken Das beste Setup kann nichts bringen, wenn grundsätzliche Fahrtechniken nicht bedacht werden. Da es wohl doch auch den einen oder anderen „F1-Sim-Anfänger“ in der Liga gibt, dachte ich mir, es wäre sinnvoll, auch mal ein paar grundsätzliche „Prinzipien“ hier darzustellen, wie man mit einem F1-Boliden umgeht. 1. Die „schnelle“ Kurve
Kurven über 200 km/h. Der Fahrer schwenkt bei A ein, passiert den Scheitelpunkt B und hält dann in gerader Linie auf den Austrittspunkt C zu. Es sind keine plötzlichen Lenkeinschläge nötig, der ganze Vorgang läuft sehr gleichmäßig ab. 2. Die 90-Grad-Kurve
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Die klassische Herangehensweise bei einer solchen Kurve ist, möglichst spät bei A hineinzufahren, den Scheitelpunkt B ebenfalls spät zu passieren und von da an schnell zu beschleunigen, um eine möglichst saubere Ausfahrt bei C zu erreichen. 3. Kurve mit konstantem Radius
Durch den sehr langen Scheitelpunktbereich bringt es hier keinen Nutzen, einen späten Eintrittspunkt zu wählen. Der Fahrer muss früh bei A einfahren, und dann so lange wie möglich an den B-Kontaktpunkten entlangfahren. Nach Verlassen des Scheitelpunktes überquert er die Spur und berührt schließlich den Austrittspunkt bei C. 4. Die Doppelscheitelkurve
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Der Trick zum Überwinden dieses Kurventyps ist, aus den 2 Kurven nur eine zu machen. Der Fahrer visiert die Ideallinie an und hält sich in der Spurmitte, so dass die Austrittslinie der 1. Kurve direkt in die Eintrittslinie zur 2. übergeht. Ist die Linie perfekt, muss der Fahrer keine Lenkkorrektur durchführen. 5. Die Haarnadelkurve
Das Ziel besteht darin, spät in die Kurve einzuschwenken, um den größtmöglichen Winkel zu erhalten, so dass die Biegung nach A wie eine schnelle Kurve genommen werden kann. Die scharfe Wendung am Eingang ist notwendig, um den Wagen am Ausgang der Haarnadelkurve max. zu beschleunigen. Nach berühren von B kann der Fahrer ohne weiteres Gas geben, bevor er C erreicht. 6. Enger werdende Kurve
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Der Fahrer hält den Wagen weit außen, so dass er den Scheitelpunkt sehr spät bei B berührt, dann bremst, einen niedrigeren Gang einlegt, die Spur überquert, indem er dem Kurvenverlauf folgt und einen Punkt für eine möglichst saubere Ausfahrt bei C anvisiert. 7. Weiter werdende Kurve
Der Fahrer schwenkt frühzeitig bei A ein, legt die kurze Distanz zum Scheitelpunkt B zurück und steuert dann zur Außenseite. Dadurch erreicht er, dass er den letzten Kurvenabschnitt wie eine Gerade fahren und den Wagen lange vor Erreichen des Punktes C auf Geschwindigkeit bringen kann.
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8. Die S-Kurve oder Schikane
Im Idealfall kann eine gute Fahrlinie einige Kurven „begradigen“, wodurch plötzliches Einlenken überflüssig wird. Der Fahrer lenkt bei A leicht in die erste Rechtskurve ein, dann streift er die Punkte B, ohne große Fahränderungen vor der Ausfahrt bei C vorzunehmen. 9. Enge Kurve nach einer schnellen Kurve
Fahren Sie auf einer engen Linie in die schnelle Rechtskurve hinein, und bremsen Sie, bevor Sie den zweiten B-Punkt erreichen. Sie müssen verlangsamen, um die Linkskurve zu nehmen. Aber das ist kein Problem, denn Sie haben in den ersten 2 Dritteln der Kurvenfolge an Geschwindigkeit gewonnen.
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10. Lange Gerade nach 2 gleichen Kurven
Der entscheidende Punkt bei dieser Kurvenfolge ist die anschließende Gerade. Der Fahrer geht spät in die Rechtskurve und legt den Schnittpunkt weit in die Kurve hinein. Dann nimmt er die schnelle Linkskurve, als hätte es die vorherige Kurve nicht gegeben. Die erste Kurve wird also langsam durchfahren, um so früh wie möglich auf die Gerade beschleunigen zu können. Und generell gilt: Ein Rennen wird in den allerseltensten Fällen „auf der Bremse“ gewonnen. Meist ist es wesentlich wichtiger, gut bzw. schnell auf die nächste Gerade zu kommen. Besser, 2 oder sogar 3 Zehntel Sek. zu früh bremsen, als 1 Hundertstel zu spät. Denn der mögliche Abflug kann sogar das Rennende bedeuten. Quelle: Grandprix 3 (Geoff Grammond) © Willi für die "Deutsche F1 Challenge"
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