Wie funktioniert die Luftfederung?
Das Konzept eines Luftfederungssystems für Personenkraftwagen wurde bereits in den sechziger Jahren eingeführt, trotzdem ist seine genaue Funktionsweise gerade Berufseinsteigern nur rudimentär bekannt. krafthand erklärt für sie und zur Wissensauffrischung Funktion und Aufbau einer Luftfederung.
Mittlerweile finden sich Luftfederbeine sogar schon in der Mittelklasse. Bild: Mercedes-Benz
Dieser Beitrag ist Teil des Spezials: Fahrwerk- und Lenkungstechnik.
Federbeine und Stoßdämpfer des Luftfederungssystems ähneln im Prinzip einem konventionellen Federungssystem. Die Schraubenfedern werden lediglich durch Luftfedern ersetzt. Fakt ist allerdings auch, dass die Luftfeder eine andere Federcharakteristik als eine Schraubenfeder hat. Daher muss die Dämpfungseinstellung speziell geregelt und anders abgestimmt sein, um Fahrbahnstöße zu absorbieren und Schwingungen der Radaufhängung aufzufangen.
Das Federbein
Die Luftfeder selbst besteht aus langlebigem Gummi mit einem hochwertigen mehrlagigen Cross-Cord-Aufbau – einem Kreuzgewebe, das seine ursprüngliche Struktur über lange Zeit behält. Die Luftdichtigkeit der Konstruktion wird durch Crimping-Ringe (Quetschringe) aus Edelstahl gesichert, die den Gummibalg mit dem Federbein verbinden.
Die Steuereinheit (ECU)
Das Luftfeder-Steuergerät fungiert als Gehirn des Systems. Es überwacht den Systemdruck, verarbeitet die Eingangssignale der Höhensensoren, steuert den Ventilblock entsprechend an und aktiviert den Kompressor. Ein zusätzliches Steuergerät, das auf dem Bussystem Flex Ray basiert – hier als SARA Steuergerät (Sensor Array Audi) bezeichnet – ermöglicht eine Echtzeitdatenübertragung zwischen den Steuergeräten im Bereich des Fahrwerks und den Steuergeräten der Assistenzsysteme.
Die Stoßdämpfer
Obwohl die elektronische Steuereinheit kontinuierlich auf die Signale der Höhensensoren reagiert, ist es laut dem Federungsspezialisten Arnott ein weit verbreiteter Irrglaube, dass das System den Druck im Luftbalg fortwährend ändert. Durchfährt das Fahrzeug beispielsweise eine Kurve, erhalten die Luftfedern, die sich an der Kurvenaußenseite befinden, nicht sofort mehr Luft, um das Fahrzeug nivelliert zu halten. Für diesen Fall verwenden modernere Systeme elektronische Stoßdämpfer, die die Dämpfungseigenschaften in Sekundenbruchteilen ändern, um die Wankneigung der Karosserie zu minimieren.
Der Kompressor
Er dient zur Versorgung mit Druckluft, mit der die Luftfedern beaufschlagt werden, um Höhenunterschiede auszugleichen. Oft enthält der Kompressor auch einen integrierten Trockner. Die Feuchtigkeit wird im Trockner gespeichert und verdampft durch die Wärme des Kompressors von selbst.
Die Höhensensoren
Wenn die Höhensensoren der elektronischen Steuereinheit signalisieren, dass sich das Fahrzeug nicht auf der vorgegebenen Höhe befindet, wird der Kompressor aktiviert. Der Luftdruck strömt durch den Ventilblock, der die betreffenden Luftfedern beziehungsweise Luftbälge über die Luftschläuche ansteuert. Der Ventilblock bestimmt auch die Richtung, in welche die Druckluft fließt. Bei übermäßigem Druck strömt sie vom Luftbalg zurück zum Ventilblock.
Der Druckspeicher
Der Druck wird entweder (durch ein Druckablassventil) ins Freie abgelassen oder in einem Druckspeicher gespeichert. Der Druckspeicher bevorratet Druckluft und wirkt wie ein Puffer. Bei Bedarf kann er den benötigten Druck direkt und praktisch verzögerungsfrei anlegen. Dadurch kann die Aktivierung des Kompressors effizienter geregelt werden, um eine mögliche Überhitzung durch ständiges Ein- und Ausschalten zu verhindern.
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