Rechnerische Simulation zu Lkw-Breitreifen

Kostensenkende Aspekte wie zum Beispiel geringerer Anschaffungspreis, Reduzierung des Leergewichtes und des Abrollwiderstandes haben den Einsatz breiter Einzelbereifung an Anhaenger- oder Aufliegerachsen vorangetrieben. Demgegenueber stehen moeglicherweise hoehere Kosten fuer die Instandhaltung des Strassennetzes. Dieses Forschungsvorhaben untersucht in rechnerischer Simulation die Fahrsicherheit und das Fahrverhalten von mit breiten Einzelreifen an der Antriebsachse ausgestatteten schweren Nutzfahrzeugen gegenueber der Standardversion mit Zwillingsreifen. Durch die geaenderte Reifenbreite werden auch Fahrwerksaenderungen moeglich. Hier sind unter anderem die Aenderung der Federspurweite, die Stabilisatorauslegung und die Rahmenbreite zu nennen. Untersucht wurden die fuer die Praxis relevanten Szenarien: - Beibehaltung der Gesamtbreite mit Aenderung der Spurweite bei den verschiedenen Reifenkombinationen, - Aenderung der Federspur, dadurch Aenderung der Wankfedersteifigkeit unter Beibehaltung der Stabilisatordimensionierung, - Fahrsicherheit bei einem Reifendefekt. Um eine moeglichst breite Palette von Fahrzeugen abzudecken wurden ein starrer Lkw, ein starrer Lkw mit Anhaenger und ein Sattelzug mittels Simulation untersucht. Fuer die Betrachtung der Fahrsicherheit mit den unterschiedlichen Reifenvarianten wurden fuer die Simulation zusaetzlich geeignete Fahrmanoever ausgesucht. Mit der gaengigsten Variante, dem 40 t-Sattelzug, wurden zusaetzlich Fahrversuche nach gaengigen Normen unternommen, jedoch ohne Aenderung des Fahrwerkes. Die Ergebnisse wurden zur Validierung des Simulationsfahrzeuges genutzt, ebenso wie die aus dem IKH vorhandenen Reifendaten. Die dabei fuer die Untersuchung der Fahrdynamik mit unterschiedlichen Bereifungen wichtigen Parameter wurden auf einer realen Strasse gemessen und als Kennlinien in das Modell eingelesen. Ein wesentlicher Bestandteil der Validierung war die Aufzeichnung der Bewegung des Lenkgestaenges, das direkt als Eingangsgroesse fuer das Modell fungierte. So konnten die Ergebnisse aus Fahrversuch und Simulation direkt verglichen werden. Aus der Simulation koennen folgende Ergebnisse gewonnen werden: Eine Aenderung von Fahrverhalten und Fahrsicherheit ist im wesentlichen von den Eigenschaften des Reifens selbst abhaengig. Hier wies die breite Einzelbereifung eine hoehere Seitensteifigkeit auf, was sich in einem staerker ausgepraegten untersteuernden das heisst sicheren Fahrverhalten widerspiegelt. Diese Tendenz ist hinsichtlich der "Steuerbarkeit" einer Fahrzeugkombination von Vorteil. Die geaenderte Federspur an der Antriebsachse hat bezueglich der Kippstabilitaet fuer die Fahrzeugkombinationen keinen Einfluss. Nur der Solo-Lkw profitiert von der hoeheren Wanksteife der Hinterachse. Dieses deckt sich auch mit theoretischen Berechnungen der Gesamtwankfedersteifigkeiten. Die Untersuchung der Fahrstabilitaet infolge von Reifendefekten auf der Antriebsachse zeigte keine erhoehte Gefahr bei Einsatz der breiten Einzelbereifung. Zwar wird bei Kurvenfahrt die Kippgrenze unter Annahme eines hohen Schwerpunktes leicht herabgesetzt, dafuer wird das Fahrverhalten positiv beeinflusst. Das uebersteuernde Fahrverhalten mit anschliessendem Einknicken bei Einsatz der Zwillingsbereifung wird in ein stark untersteuerndes Fahrverhalten bei Einsatz der breiten Einzelbereifung gewandelt. Aus der Sicht der Fahrsicherheit und des Fahrverhaltens spricht nichts gegen den Einsatz der breiten Einzelbereifung, sondern eher dafuer.

    Language

    • German

    Project

    • Contract Numbers:

      ITRD A 219/67

      ITRD 89.036/1997

    • Sponsor Organizations:

      Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)

      Brüderstraße 53
      Bergisch Gladbach,   Germany  51427
    • Project Managers:

      Faber, A

    • Performing Organizations:

      Technische Universitaet Hannover, Institut fuer Kraftfahrwesen (Technical university of Hannover, Institute for automotive engineering)

      Nienburger Str. 1
      Hannover,   DEUTSCHLAND BR  D-30167
    • Start Date: 19970801
    • Expected Completion Date: 0
    • Actual Completion Date: 19990900
    • Source Data: ITRD D704995

    Subject/Index Terms

    Filing Info

    • Accession Number: 01197296
    • Record Type: Research project
    • Source Agency: Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
    • Contract Numbers: ITRD A 219/67, ITRD 89.036/1997
    • Files: ITRD
    • Created Date: Oct 7 2010 4:59PM