Beeinflussung der Reifentemperatur zur Reduzierung des Rollwiderstands von Nutzfahrzeugen

In der vorliegenden Arbeit wird der Frage nachgegangen, ob der Rollwiderstand von Nutzfahrzeugreifen durch äußeres Einwirken auf die Reifentemperatur reduziert werden kann. Durch eine theoretische Betrachtung der Wärmeflüsse im Betrieb einer Reifen-Felge-Kombination werden zwei Ansätze abgeleitet. Der erste Ansatz stellt dabei eine aktive Energiezufuhr dar, indem mithilfe einer Anströmung von warmer Luft auf die Reifenseitenwände eine Temperaturbeeinflussung erfolgt. Der zweite Ansatz kommt ohne Energiezufuhr aus, da hierbei lediglich eine Isola­tions­schicht auf dem Felgenbett aufge­bracht wird. Das Potenzial dieser Konzepte wird zunächst simulativ mithilfe eines thermodynamischen Ersatzmodells in Matlab/Simulink® abgeschätzt. In den stationären und Fahrzyklus-Simulationen kann bereits eine signifikante Wirkung der beiden Ansätze aufgezeigt werden.  Durch Rollwiderstandsmessungen wird im Anschluss die tatsächliche Wirkung der Konzepte an einer Auswahl von Nutzfahrzeugreifen nachgewiesen. So kann für beide Maßnahmen ein schnellerer Temperaturanstieg und eine höhere Beharrungstemperatur bestätigt werden. Die erzielbaren Rollwiderstandsreduzierungen im Beharrungszustand liegen im Labor zwischen 3,8 % und 9,3 %. Die Erprobung des Konzepts der isolierten Felge auf der Straße zeigt eine Reduzierung des Rollwiderstands um 3,3 %. Anschließend werden auch mögliche negative Effekte untersucht. Mithilfe des Simulationsmodells wird sichergestellt, dass auch unter ungünstigen Betriebsbedingungen keine für die Reifen­lebensdauer unzulässig hohen Temperaturen auftreten. Im Labor wird daraufhin das Kraftübertragungs­ver­halten unter den geänderten Verhältnissen überprüft.