Lenkrollradius null

Der Lenkrollradius null beschreibt eine Vorderachsgeometrie, bei der die nach unten verlängerte Lenkachse die Fahrbahn exakt im Mittelpunkt der Reifenaufstandsfläche schneidet. Der horizontale Abstand zwischen diesem Schnittpunkt und dem Mittelpunkt der Aufstandsfläche heißt Lenkrollhalbmesser oder Lenkrollradius; bei der Auslegung „null“ beträgt dieser Abstand gleich null. Der Sinn dieser Anordnung besteht darin, die am Reifen entstehenden Kräfte daran zu hindern, als störende Momente in die Lenkung zurückzuwirken – besonders wertvoll bei Fahrzeugen mit Vorderradantrieb, bei denen dieselben Räder antreiben und lenken.

Die Geometrie ergibt sich aus Neigung und Lage der Lenkachse relativ zum Rad. Beim McPherson-Federbein verläuft die Achse vom oberen Federbeindom bis zum unteren Kugelgelenk, bei der Doppelquerlenker-Bauweise durch das obere und untere Kugelgelenk. Durch die Kombination eines geeigneten Spreizungswinkels (der Neigung der Achse nach innen) mit Einpresstiefe und Felgenbreite sorgen die Konstrukteure dafür, dass die Achse den Boden im Mittelpunkt der Aufstandsfläche durchstößt. Da die Längskräfte aus Bremsen oder Traktion durch genau diesen Punkt wirken, erzeugen sie kein Drehmoment um die Lenkachse und können somit nicht am Rad zerren.

Für den Fahrer ist der praktische Lohn eine ruhige, berechenbare Lenkung. In einem leistungsstarken Fronttriebler würde ungleiche Traktion an den beiden Vorderrädern sonst Antriebseinflüsse in der Lenkung erzeugen, ein sogenanntes Lenkmoment, bei dem das Rad unter kräftiger Beschleunigung zur Seite zieht; bei nahezu null Lenkrollradius wird dieses Ziehen weitgehend aufgehoben. Dasselbe gilt beim Bremsen: Greift ein Vorderrad stärker als das andere, etwa weil eine Seite auf Eis steht oder einen weichen Reifen hat, reißt dieses Ungleichgewicht das Fahrzeug nicht aus der Spur, was die Geradeauslaufstabilität bei einer Vollbremsung spürbar verbessert.

Konstrukteure können einen positiven, negativen oder einen Lenkrollradius null wählen, und jede Variante hat ihren Zweck. Ein positiver Lenkrollradius liefert mehr Rückmeldung und Rückstellung, überträgt aber auch mehr Störungen; ein negativer Lenkrollradius wird mitunter bewusst ausgelegt, sodass ein Bremsungleichgewicht das Fahrzeug sogar wieder in Richtung Geradeaus lenkt – eine nützliche Sicherheitseigenschaft, die bei diagonal aufgeteilten Bremskreisen genutzt wird. Der echte Lenkrollradius null liegt dazwischen als neutraler Kompromiss, der Störeinflüsse minimiert, ohne aktiv gegenzulenken.

In der Praxis ist der genaue Wert ein Kompromiss, und eine wirklich perfekte Null lässt sich über den gesamten Federweg und Lenkeinschlag kaum halten, da sich die Geometrie ändert, sobald das Rad einfedert, ausfedert und einlenkt. Werden Felgen mit falscher Einpresstiefe, breitere Reifen oder nachträgliche Spurverbreiterungen montiert, wandert die Aufstandsfläche nach außen und ein Lenkrollradius entsteht erneut – deshalb können solche Umbauten genau jene Antriebseinflüsse und jenes Bremsziehen zurückbringen, die der Hersteller wegkonstruiert hatte.

Das Prinzip prägt das Verhalten moderner Zahnstangenlenkungen und ist eng mit der Abstimmung elektrischer Lenkunterstützungen verknüpft, da deren Software die kleinen Restmomente berücksichtigen muss, die die Geometrie übriglässt. Es ist ein grundlegender Bestandteil der Fahrwerksgeometrie an federbeinbasierten Vorderachsen und wirkt zusammen mit Nachlauf und Sturz daran mit, wie ein Auto die Spur hält, sich zentriert und auf Lenkbefehle reagiert.