Beim Fahrkomfort handelt es sich um ein wesentliches Qualitätsmerkmal von Kraftfahrzeugen. Dabei stellt der Reifen ein wichtiges Übertragungsglied für Schwingungen dar. Er rollt in einem weiten Geschwindigkeitsbereich über die Straßenoberfläche, passt sich dabei elastisch dem Untergrund an und überträgt das Höhenprofil der Straße in Form von Kräften an das Fahrwerk.
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit werden charakteristische Reifeneigenschaften ermittelt und Methoden zur deren Analyse vorgestellt. Der Einfluss dieser Eigenschaften auf den Fahrkomfort wird anhand von Prüf- und Simulationsmethoden identifiziert. Die abstrakte Beschreibung des Reifens mittels charakteristischer Eigenschaften wird als ein wesentliches Werkzeug für die frühe Phase des Entwicklungsprozesses genutzt. An einem neuen Rad-Achs-Prüfstand wird der Einfluss der Kennwerte auf den Fahrkomfort auf Basis der Schnittkräfte der Achse zur Karosserie analysiert. Simulationsergebnisse am virtuellen Rad-Achs-Prüfstand liefern Ergebnisse zur Abbildbarkeit des Reifeneinflusses in der Simulation mit dem MF-Swift Reifenmodell.
Auf Grundlage der Ergebnisse werden Reifeneigenschaften bezüglich ihrer Relevanz für den Fahrkomfort bewertet und deren Verwendung im Entwicklungsprozess diskutiert.
Aktualisiert: 2023-01-01
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Die Fahrdynamiksimulation von Gesamtfahrzeugen auf Fahrbahnen mit Niedrigreibwert stellt besondere Anforderungen an Reifenmodelle. Eine valide Parametrierung solcher Modelle wird wegen hoher Aufwände nur selten angewendet. Für eine virtuelle Auslegung von Fahrzeugen und Regelsystemen sind solche Modelle jedoch essentiell. In dieser Arbeit wird darum eine Methodik entwickelt, die es ermöglicht, ohne aufwändige Messungen valide Reifenmodelle für die Simulation auf Niedrigreibwert zu parametrieren. Vehicle driving dynamics simulation on low friction surfaces brings along high demands on tyre modelling. For lack of available measurement facilities valid parameterisation of tyre models is usually impossible. However, for driving dynamics control systems simulation such tyre models are essential. This work describes the developed methodology that allows a parameterisation of virtual tyre simulation models for low friction surfaces without further expensive measurements.
Aktualisiert: 2021-02-11
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Ein Gegengewichtsstapler verursacht den Großteil der Emissionen und Energiekosten in der Betriebsphase. Wird die Fahrzeugmasse reduziert, kann dadurch der Rollwiderstand gesenkt und somit die anfallenden Energiekosten und CO2-Emissionen reduziert werden. Verringerung des Gegengewichtes führt allerdings zu einer schlechteren statischen und dynamischen Standsicherheit. Im Rahmen dieser Arbeit wird aufgezeigt, dass die Masse eines Gegengewichtsstaplers bei gleichbleibenden Standsicherheit signifikant gesenkt werden kann. Durch eine systematische Untersuchung der bestehenden Fahrzeugausführungen konnten mehrere Fahrzeugelemente identifiziert werden, an denen eine Massenreduktion möglich ist. Die einzelnen Maßnahmen wurden bewertet und bei der Entwicklung der Konzepte berücksichtigt. Es wurde ein Konzept ausgewählt, bei dem eine signifikante Einsparung ermöglicht wird.
Zur Untersuchung des Fahrzeugverhaltens wurde ein Simulationsmodell auf Basis eines bestehenden Staplers aufgebaut und mit einem dafür entwickelten Reifenmodell versehen. Mit dem neuen Reifenmodell konnte eine sehr hohe Genauigkeit bei einer geringeren Rechenleistung erzielt werden. Auf Basis der Erkenntnisse aus der Simulation wurden die entscheidenden Einflussparameter bestimmt, welche die dynamische Standsicherheit beeinflussen. Daraus konnte ein aktives Standsicherheitsmodell entwickelt werden, welches das Fahrzeug während der Fahrt stabilisiert und dabei die Last berücksichtigt. Mit Hilfe dieses Modells wurde das Fahrzeug über den Bremseingriff zu einem frühen Zeitpunkt, auch in sehr kritischen Fahrsituationen, stabilisiert.
Aktualisiert: 2020-01-17
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Als Beitrag zum Umweltschutz wurde das EU-Reifenlabel eingeführt. Doch kann vom besten Labelwert nicht auf den Reifen mit dem niedrigsten Rollwiderstand im realen Betrieb geschlossen werden. Ziel dieser Arbeit ist es, ein Rollwiderstandsmodell für PKW-Reifen zu entwickeln, das mittels einfacher Rollwiderstandsmessungen bedatet werden kann. Hierzu wird der Reifen durch ein einfaches physikalisches Modell beschrieben, das den Zusammenhang zwischen Reifentemperatur und Rollwiderstand modelliert. As a contribution to environmental protection, the EU tyre label was introduced. However, the best label value does not necessarily imply the lowest rolling resistance under real operating conditions. This research work aims to develop a model to predict the rolling losses of car tyres based on standardized rolling resistance measurements. Using this model, the rolling resistance at variable operating parameters will be predicted.
Aktualisiert: 2021-02-11
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Aktualisiert: 2023-04-01
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Paul Heimann zeigt wesentliche Vorgänge des Reifen-Fahrbahn-Kontaktes, die das Reifenverhalten bei geringen Geschwindigkeiten prägen. Der Autor leitet hieraus ein vereinfachtes Reifenmodell für die Anwendung im Bereich der Fahrdynamiksimulation ab. Das Modell gewährleistet eine realistische Abbildung jeglicher Betriebszustände in Umfangskraftrichtung eines Reifens ohne das Auftreten von Unstetigkeiten beim Übergang zwischen diesen Zuständen. Durch die Unabhängigkeit der einzelnen Modellteile werden eine effiziente Parametrierung des Modells und die Einbindung mathematischer Kraftmodelle gewährleistet.
Aktualisiert: 2023-04-03
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Paul Heimann zeigt wesentliche Vorgänge des Reifen-Fahrbahn-Kontaktes, die das Reifenverhalten bei geringen Geschwindigkeiten prägen. Der Autor leitet hieraus ein vereinfachtes Reifenmodell für die Anwendung im Bereich der Fahrdynamiksimulation ab. Das Modell gewährleistet eine realistische Abbildung jeglicher Betriebszustände in Umfangskraftrichtung eines Reifens ohne das Auftreten von Unstetigkeiten beim Übergang zwischen diesen Zuständen. Durch die Unabhängigkeit der einzelnen Modellteile werden eine effiziente Parametrierung des Modells und die Einbindung mathematischer Kraftmodelle gewährleistet.
Aktualisiert: 2023-04-04
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Bei der Entwicklung landwirtschaftlicher Fahrzeuge dienen Simulationswerkzeuge, wie die Mehrkörpersimulation, der Steigerung von Geschwindigkeit und Präzision in der Produktgestaltung. Wesentliches Element der Gesamtfahrzeugsimulation ist die Modellierung des Reifenverhaltens. Kommerzielle Reifenmodelle sind zahlreich verfügbar. Die Eignung für Ackerschlepperreifen und besonders ihre Parametrierung sind jedoch stark eingeschränkt. Es gibt nur sehr wenige Prüfstände, die in der Lage sind, Reifen mit einem Durchmesser größer 2 m zu vermessen. In dieser Arbeit wurde daher eine Alternative vorgestellt, mit einem messtechnisch ausgestatteten Ackerschlepper aus Fahrversuchen einzelne Reifenparameter zu ermitteln. Das Hohenheimer Reifenmodell diente wegen der Verfügbarkeit des Codes und der weitgehenden Allgemeingültigkeit der verwendeten Parameter als Grundlage.
Zum Untersuchungsumfang gehörten rein messtechnisch ermittelbare Parameter: die stationäre Seitenkraft-Schräglaufwinkel-Kennlinie, dynamischer Abrollradius, Rollwiderstandsbeiwert, Reifenunrundheit und die Umfangskraftbeiwert-Schlupf-Kennlinie. Die vertikale Reifensteifigkeit und -dämpfung ließen sich über einen Vergleich aus Versuch und Simulation gewinnen. Je nach Parameter sind die Einflüsse in Form von Radlastabhängigkeiten, dynamischen Radlastschwankungen und Dynamiken im Seitenkraftaufbau, Überlagerungen von Längs- und Seitenkräften und dem Verhalten des mehrfach federgekoppelten und gedämpften Gesamtsystems in der Auswertung zu beachten.
Der Abgleich aller Messverfahren erfolgte an Einzelradmesseinrichtung und Flachbandprüfstand des Forschungsinstituts, die den Vorderreifen des Versuchsfahrzeugs in Bezug auf die Geometrie gerade noch aufnehmen konnten.
Aktualisiert: 2020-12-08
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Aktualisiert: 2023-04-04
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