Share a little biographical information to fill out your profile. This may be shown publicly.

 

We sturen je per e-mail een wachtwoord toe. Soms komt deze e-mail in je spambox terecht.

Er zijn al duizenden artikels geschreven over onder- en overstuur. Hoog tijd om het wat grondiger aan te pakken en uit te zoeken wat een auto nu precies meer of minder onderstuurd maakt.

Er zijn zelfs methodes om mathematisch na te gaan wat de onderstuurgradiënt is, een parameter die de mate van onderstuur en overstuur aangeeft. Hebben we je interesse gewekt? Goed! Laten we maar meteen met de deur in huis vallen. Iedere auto is in de basis onderstuurd. Het is gewoon onveilig om een auto voor de openbare weg te verkopen die van nature overstuurd is. Om dit duidelijk te maken, geven we de definitie van een neutraal sturend voertuig.

overstuur

Afstelling van het chassis

Als een auto in een cirkel rijdt met constante straal en de bestuurder moet niet bijsturen wanneer de snelheid wordt opgedreven, dan is er sprake van neutraal stuur. Bij overstuur zal met toenemende snelheid de stuurhoek kleiner worden, terwijl bij onderstuur de bestuurder wat meer aan het stuur zal moeten draaien wil hij op de cirkel blijven. De variatie van de stuurhoek ten opzichte van een toenemende snelheid is weergegeven in onderstaande grafiek.

overstuur

Probeer dit maar eens uit op een rotonde en je zal merken dat iedere auto onderstuurd is. Met een achterwielaandrijver kan er makkelijk overstuur worden uitgelokt door het gaspedaal te vloeren en er eigenhandig voor te zorgen dat de achterwielen slippen. Dit zegt echter weinig over de afstelling van het chassis en de ophanging van de auto. Ingenieurs gebruiken de onderstuurgradiënt K om de mate van onderstuur te bepalen. De onderstuurgradiënt geeft de verhouding weer van de stuurhoek van de voorwielen ten opzichte van de zijdelingse acceleratie ay in een bocht.

Gemiddelde stuurhoekoverstuurMet:

δ = Stuurhoek van de voorwielen
L = Wielbasis
R = Straal van de bocht
K = Onderstuurgradiënt (eenheid: graden/g)
ay= Zijdelingse acceleratie

Bovenstaande formule (1) voor de stuurhoek van de voorwielen bestaat uit twee termen. Het eerste deel staat voor de Ackerman stuurhoek. Dit is de gemiddelde stuurhoek van de voorwielen opdat de auto in een bocht niet gaat wringen. Deze term heeft geen invloed op over- of onderstuur. Een auto met een langere wielbasis zal in dezelfde bocht een grotere stuurhoek vragen, maar dat heeft niets te maken met onderstuur.overstuurMet:

K = Onderstuurgradiënt (eenheid: graden/g)
ay= Zijdelingse acceleratie
Wv = Gewicht op de vooras
Wa = Gewicht op de achteras
Cαv = Laterale stijfheid van de banden vooraan
Cαr = Laterale stijfheid van de banden achteraan
V = Snelheid
g = Gravitatieconstante
R = Straal van de bocht

Onderstuurgradiënt en zijdelingse acceleratie

De tweede term in vergelijking (1) is uitgeschreven in formule (2) en bestaat uit de onderstuurgradiënt en de zijdelingse acceleratie. Bij onderstuur is een grotere stuurhoek nodig om dezelfde bocht aan een hogere snelheid – en dus hogere zijdelingse acceleratie – af te leggen. Hieruit volgt dat de onderstuurgradiënt positief is. Bij neutraal stuur is die nul, want enkel dan is de stuurhoek onafhankelijk van de snelheid in de bocht. In geval van overstuur is de onderstuurgradiënt negatief.

Overstuur

De onderstuurgradiënt, uitgeschreven in formule (3), wordt bepaald door de verhouding van het gewicht op de as ten opzichte van de laterale stijfheid van de banden op de voor- en achteras. De invloed van het gewicht is eenvoudig in te zien. Een zwaar voorwerp gaat niet zo snel de bocht om als een licht voorwerp. In een voertuig met hoge voor/achter-gewichtsverdeling zal de voorkant dus minder makkelijk de bocht om gaan als de achterkant en is er sprake van onderstuur. Het omgekeerde gold bij de Porsche 356, die had veel gewicht achteraan en dus volgde de voorkant gedwee het stuurcommando, terwijl de achterkant liever rechtdoor ging waardoor hij makkelijk uitbrak.

50/50 gewichtsverdeling

De laterale stijfheid van de band is afhankelijk van de diameter en breedte van de band, het profiel, de profieldiepte en de bandendruk. Een stijvere band zal een sterkere respons veroorzaken op een stuurinput. In bochten op snelheid – dus niet bij parkeren – dragen zowel voor als achterbanden bij in de stuurrespons. Zoals op de afbeelding hieronder is te zien, hebben ook de achterwielen een stuurhoek tussen de bewegingsrichting van het voertuig en de richting van de band. In het geval van een ideale 50/50 gewichtsverdeling, zal een neutraal gedrag enkel bekomen worden als zowel de voor- als achterwielen dezelfde sliphoeken en laterale stijfheid hebben. Is de voorkant minder stijf, dan zal de voorkant niet zo gewillig de bocht omgaan als de achterkant en treedt er onderstuur op.

overstuur

Na alle theorie is het tijd voor de praktijk. Hoe kan je zelf de onderstuurgradiënt bepalen? Eenvoudigweg door een groot rondpunt op te zoeken – de diameter moet minstens 30 meter zijn – en daarop meerdere rondjes te maken aan verschillende snelheid. Naarmate de snelheid stijgt zou bij een onderstuurde wagen de stuurhoek moeten toenemen. Bij een overstuurde neemt de stuurhoek juist af. De precieze waarde bepalen is zonder meetapparatuur niet mogelijk door de variabele stuuroverbrenging van moderne wagens.

Stuurkarakter

De bovenstaande formules geven weer hoe het stuurkarakter van een auto kan aangepast worden. Uit formule (3) blijkt dat extra overstuur kan bekomen worden door de laterale stijfheid achteraan te verlagen of vooraan te verhogen. Dit kan door middel van een lagere bandendruk achteraan of een hogere druk vooraan, stijvere veren en dempers achteraan, smallere banden achteraan of bredere vooraan. Het gewicht is moeilijker aan te passen, maar uit formule (3) is ook af te leiden dat een hoger gewicht vooraan bijdraagt tot onderstuur.