MotoGP

Chattering: Wie entsteht es? Wie verschwindet es?

Von - 21.12.2014 11:22

An jedem GP-Wochenende sprechen die Techniker und Fahrer. Wie entstehen diese Symptome? Wie bringt man diese Resonanzen zum Verschwinden? Ing. Jan Witteveen klärt auf.

Chattering, dieses seltsame Zauberwort, das flotte Rundenzeiten verhindert, beschäftigt Fahrer und Techniker seit Jahren. Was steckt dahinter?

Nach mangelhaften Rundenzeiten ist im Motorradrennsport oft der ominöse Begriff «Chattering» zu hören. Das heisst soviel wie «Radvibration» oder besser gesagt «Resonanz». Was bedeutet dieser Fachausdruck in der Rennfahrersprache?

Der ehemalige Aprilia-Renndirektor Jan Witteveen klärt auf: «Bei einem Rennmotorrad spricht man von Chattering, wenn in Schräglage ein Rad heftig vibriert.

Chattering ist eine Vibration/Resonanz oder ratternde Bewegung bei niedriger Frequenz.»

Zur rotierenden Masse bei einem Motorrad gehören Räder, Reifen und Bremsscheiben, das komplette Rad also; es schwingt mit einer Eigenfrequenz von circa 20 Hertz (Hz).

Witteveen: «Wenn sich aus diesem Phänomen eine Vibration entwickelt, die ein Rad oder beide Räder zum Rattern bringt, wird der Fahrer beim Fahren beeinträchtigt.

Der Fahrer spürt es hauptsächlich am Lenker aber kann es auch am Sitz oder Fußrasten merken. Man verliert in den Kurven Zeit, weil man nicht so früh ans Gas gehen und keine optimalen Schräglagen fahren kann. Das kann bis zu einer Sekunde pro Runde ausmachen. Denn das Motorrad lässt sich dann in Schräglage schwer beherrschen.»

Gemäss Witteveen gibt es verschiedene Faktoren, die die Intensität des Chatterings beeinflussen.

1) Reifengrip, Grip und Reifendeformation:

Viel Grip bedeutet meistens weiche Reifen mit viel Reifendeformation, aber auch mehr «self damping», als Eigendämpfung. Harte Reifen dagegen sind stabiler, aber sie erzeugen weniger Grip und haben meistens weniger «self damping». Es ist schwierig zu sagen, was besser ist hinsichtlich Chattering. Kommt auch auf die Situation/Rennstrecke an.

2) Genauigkeit des Reifens:

Rad und Reifen sollten perfekt symmetrisch und ausgewuchtet sein. Die Bremsscheibe und Felge werden im CNC-Verfahren hergestellt und somit gibt es hier keine Probleme. Beim Reifen eine perfekte Symmetrie zu erreichen, ist schwieriger. «Ich habe selten einen Reifen vorgefunden, der so perfekt war, dass kein Blei zum Wuchten benötigt wurde», hält Witteveen fest. «Je grösser der Reifen, umso grösser werden die Unwuchtprobleme und damit auch die Chatteringmöglichkeit.»

3) Reifenkonstruktion:

«Der Chatteringeffekt tritt immer zwischen Asphalt und Reifen auf. Der Reifenhersteller versucht, die Reifen so zu produzieren, dass diese Frequenzen absorbiert werden, man spricht vom tyre self damping effect», schildert Jan Witteveen. «Wenn das gelingt, meistens jedoch nicht 100 Prozent, wird das Chattering nicht übertragen – und somit merkt der Fahrer nichts. Man sieht es nur an der Reifenkontaktoberfläche.»

4) Gewichtsverteilung:
«Je mehr oder weniger Gewicht auf das Vorder- oder Hinterrad
verlagert wird, ob statisch oder dynamisch, desto mehr oder weniger wird die Deformation und der Grip des Reifens beeinflusst. Je mehr Gewicht auf der Achse lastet, desto stärker ist die Deformation des Reifens», schildert Jan Witteveen.

5) Asphaltbeschaffenheit:

«Abgesehen von den Fahrbahnunebenheiten, die Chattering auslösen können, ist der Fahrbahnbelag wichtig und ausschlaggebend für die Gripsituation und damit auch hinsichtlich Chattering», betont Witteveen. «Bei manchen Rennstrecken gibt es überhaupt keine Chatteringprobleme, bei anderen Rennstrecken mit dem gleichen Reifen hingegen sehr wohl. Die Ursache sind Belagsunterschiede, man spricht vom Delta Grip, und/oder Kurvenunterschiede (Delta Schräglage).

Was lässt sich tun, um das Problem Chattering zu eliminieren oder zumindest zu bändigen?

a) Reifenwahl ändern. Witteveen: «Weichere Reifen oder härtere Reifen verwenden. Je nach dem, wie die Ausgangssituaton ist. Beim Einheitsreifen-Reglement heute ist es leider nicht mehr möglich, aber man könnte zum Beispiel früher zu Zeiten des Reifenkriegs mit Michelin, Bridgestone und Dunlop einen Reifen-Typ mit anderer Karkassen-Konstruktion oder anderem Profil ausprobieren, was in der Vergangenheit oft gut funktionierte.»

b) Reifen überprüfen. Witteveen: «Die Technikercrew muss nachschauen, ob der Reifen eine Unwucht aufweist. Manchmal wird eine Unwucht mit 20 Gramm oder mehr Blei ausgeglichen. Diese Menge Blei kann bereits Vibrationen herbeiführen.»
Fazit: Je weniger Bleigewicht, desto weniger Chattering-Probleme können auftauchen.

c) Dämpfungs-Set-up ändern. Witteveen: «Bei einer GP-Maschine sind die Federwege gering. Trotzdem lässt sich mit einem geänderten Set-up am Hinterrad oder Vorderrad, also an Schwinge oder Gabel, die Dämpfung beeinflussen und damit die dynamische Gewichtsverlagerung. Durch eine Änderung der Geometrie und der Gewichtsverteilung lässt sich auch einiges bewirken, weil sich eben dadurch die Reifenbelastung und die Gripverhältnisse ändern.»

d) Andere Linie wählen. Witteveen: «Der Fahrer kann eine andere Linie fahren und versuchen, die Probleme dort zu umgehen, wo sie auftauchen und/oder seinen Fahrstil so ändern, dass eine andere Schräglage gefahren werden kann und sich dadurch der Chattering-Effekt verringert. Je mehr Chattering, desto weniger Grip. Auch die Lebensdauer der Reifen wird sichtlich kürzer durch den erhöhten Stress. Wenn du wenig Vertrauen zum Vorderrad hast, gibst du weniger Gas, es leiden die Rundenzeiten.»

Für eine schnelle Qualifying-Runde kann das Chattering ignoriert werden. Witteveen: «Aber bei einer Renndistanz von 25, 27 oder 29 Runden kannst du deswegen 0,5 bis 1 sec pro Runde verlieren. Niemand kann dieses Phänomen 30 Runden lang übertünchen. Man muss nach einer gewissen Zeit unweigerlich das Gas zudrehen. Fahrer wie Pedrosa, Stoner usw. haben versucht, ein Rennen lang im Chatteringbereich zu fahren mit dem Resultat, dass während des Rennens Muskelverhärtungen und ein Taubheitsgefühl in den Armen und Hände auftraten, womit sie fahrerisch sehr beeinträchtigt wurden. Man spricht dann von arm pump.»

Die Steifigkeit des Rahmens beeinflusst den Chattering-Transfer in einem gewissen Ausmass, wodurch auch der Fahrer mehr oder weniger gestört wird. Im schlimmsten Fall wird dieses Phänomen von hinten nach vorne oder umgekehrt übertragen. «Ein weniger steifer Rahmen löst das Problem im Prinzip nicht», versichert Ing. Witteveen. «Aber er wirkt sich meistens hinsichtlich Chattering positiv aus, weil weniger Vibrationen übertragen werden und somit die Situation auch für den Fahrer angenehmer wird. Du kannst jedoch zum Beispiel das Hinterrad leichter und die Achse vorne mit Blei schwerer machen. Oder umgekehrt. Somit wird bewirkt, dass die Frequenzen vorne und hinten auseinander gehen und sich weniger überlagern.»

Das Fazit

a) Chattering stört den Fahrer. Der Fahrer erhält im Grenzbereich wenig Informationen von den Reifen, was den Grenzbereich betrifft und somit kein ausreichendes Vertrauen. Er fährt dadurch zwangsweise langsamer.
b) Chattering erzeugt weniger Grip zwischen Reifen und Asphalt.
c) Chattering sorgt auch für mehr Reifenstress und verkürzt dadurch die Lebensdauer der Reifen.

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