Fahrwerkkonzept für einen verschleißarmen Reifen-Fahrbahn-Rollkontakt

Heute werden an ein Fahrwerk hohe Anforderungen hinsichtlich Fahrkomfort, Fahrsicherheit und Fahrdynamik gestellt. Die Erfüllung dieser Anforderungen erfordert oftmals gegenläufige Maßnahmen, sodass die Fahrwerkauslegung in den meisten Fällen nur einen Kompromiss darstellt. Die Fahrwerkentwicklung bewegt sich also in einem Spannungsfeld, welches durch die immer wichtiger werdenden Anforderungen wie Herstell- und Entwicklungskosten, Herstellbarkeit, Bauraum, Variantenvielfalt, Leichtbau, Langlebigkeit und Qualität erweitert wird. Zum Vergleich stellen Emissionen und Verbrauch zurzeit noch weniger wichtige Merkmale dar.

Im Forschungsprojekt „Fahrwerkkonzept für einen energieeffizienten, verschleißarmen Reifen-Fahrbahn-Rollkontakt“, gefördert durch die Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU), wurde ein neuartiger Ansatz zur detaillierten Analyse der dynamischen Vorgänge im Reifenlatsch unter Berücksichtigung der nichtlinearen Wechselwirkungen der ebenfalls nichtlinearen Teilsysteme Achse, Reifen und Reifen-Fahrbahnkontakt verfolgt. Mit dieser, bei der Grundauslegung von Achssystemen anwendbaren Methodik, wurde im Forschungsprojekt für ein einfaches Fahrmanöver eine signifikante Reduktion der Reibleistung im Reifen-Fahrbahn-Kontakt erzielt. Die Reibleistung wurde als Bewertungsgröße gewählt um unabhängig vom Verschleißverhalten der verschiedenen Laufstreifengummis verschiedener Hersteller zu sein.

Auf Basis eines experimentell validierten, detaillierten Simulationsmodells einer Serienfahrzeug-Hinterachse mit Serienbereifung wurden verschiedene Parameterstudien für eine Geradeausfahrt durchgeführt. Als Reifenmodell wurde das allgemein anerkannte Modell FTire verwendet. Es wurde sowohl der Einfluss der initialen Spur- und Sturzwinkel, als auch der kinematischen Auslegung der Radstellungsänderung bei Radhub auf die Reibarbeit analysiert. Darüber hinaus wurde die Verteilung der Reibarbeit über den Reifenquerschnitt für unterschiedliche Auslegungen verglichen und bewertet. Über eine exemplarische Berechnung der Menge an Reifenabrieb, anhand eines Verschleißmodells aus der Literatur, für unterschiedliche kinematische Grundauslegungen des Simulationsmodells wurde gezeigt, dass die entwickelte Methodik in erheblichem Maß zur Reduktion der Umweltbelastungen durch Reifenabrieb beitragen kann.

Ansprechpartner

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Jan Schütte

Dynamics and Mechatronics (LDM)

Team Leader "Multibody Dynamics, Friction and Wear"

Write email +49 5251 60-1807

Deutsche Bundesstiftung Umwelt

Die Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU) fördert dem Stiftungsauftrag und dem Leitbild entsprechend innovative, modellhafte und lösungsorientierte Vorhaben zum Schutz der Umwelt unter besonderer Berücksichtigung der mittelständischen Wirtschaft.