6 Fahrwerk

Question 1

Fahrwerk

Bestandteile

Answer 1

• Radaufhängungen
• Federn und Dämpfer
• Räder und Reifen

Question 2

Radaufhängung

Aufbau

Funktion

Answer 2

• Verbindet Räder mit Aufbau
• Aufgabe: Übertragung von Radlasten, Antriebs- und Bremskräften sowie Seitenführungskräften

Question 3

Beim Ein- bzw. Ausfedern treten in der Regel räumliche Radbewegungen

Answer 3

• Achskinematik: geometrische Betrachtung der Radbewegungen abhängig vom Federweg.
• Elastokinematik: Radbewegungen unter Wirkung von Seitenführungs- und Umfangskräften.

Question 4

Federn und Dämpfer

Unterschied

Answer 4

Question 5

Federn und Dämpfer

Getrennte Auslegung Geradeaus- und Kurvenfahrt durch Aufteilung der Federrate in

Answer 5

Question 6

Räder und Reifen

Answer 6

Überragender Einfluss auf Fahrverhalten und -komfort

Gummimischung, Querschnittsverhältnis, Profilhöhe und -art, Luftdruck, …

Question 7

Fahrverhalten und Fahrkomfort entscheidend abhängig von

Answer 7

Konflikte in Auslegung auf Fahrverhalten (incl. Fahrsicherheit) und Fahrkomfort erfordern Kompromisse.

Question 8

Gesamtverhalten des Fahrwerks beschrieben durch

Answer 8

dessen kinematische und elastokinematische Eigenschaften.

Question 9

Anzahl Freiheitsgrade

Answer 9

• Rad bzw. Radträger hat 6 Freiheitsgrade (3 transla-, 3 rotatorisch)
• Gelenk hat max. 5 Freiheitsgrade

Question 10

Übliche Gelenkbauarten

Answer 10

• Kugelgelenke
• Drehgelenke

Question 11

Kugelgelenke

Answer 11

Question 12

Drehgelenke

Answer 12

Question 13

Lenker einfachste Form

Answer 13

Stab

heute: Einzelradaufhängung

Question 14

Fahrzeugfestes Koordinatensystem nach DIN 70 000

= 3 translatorische Freiheitsgrade

Answer 14

Question 15

Biegemoment

Formel

Wo bei Starrachse vs. Einzelradaufhängung

Answer 15

• Starrachse: Biegemoment im Achsrohr, Karosserie entlastet.
• Einzelradaufhängung: Biegemoment über Karosserie, Aufhängungspunkte belastet!

Seitenführungskraft

Biegemoment

Question 16

Starrachsen

Arten

Answer 16

mit Längsblattfedern

• billig, aber heute nicht mehr eingesetzt, da u.a. Reibung zwischen Federlagern

mit Längslenkern und Schraubenfedern

• Trennung von Achsführung und Federung (bei oben beides)

De Dion Achse

• Starrachse mit Antrieb, Differenzial am Wagenboden
• ungefederte Masse kleiner, aber sehr aufwendig

Question 17

Zielkonflikt Gummilager

Answer 17

Question 18

Einzelradaufhängung

Aufbau

Answer 18

1 Rad/Reifen/Felge

2 Radträger

3 (Doppel-)Querlenker

4 Einfachquerlenker

5 Zugstrebe

6 Spurstange

7 Lenkung

8 Feder

9 Dämpfer

10 Antriebswelle

Question 19

Einzelradaufhängung

Vorteile

Arten

Answer 19

leicht, keine gegenseiteige Beeinflussung der Räder

• Längslenkerachsen
• Doppelquerlenkerachsen
• McPherson-Federbeinachsen (Weiterentwicklung Doppelquerlenker)
• Pendelachsen
• Schräglenkerachsen
• Mehrlenkerachsen

Question 20

unteren Lenker der Weissach-Achse

Answer 20

Question 21

Grundsätzliches Problem: Eindrehen beim Gaswechsel

Answer 21

• Fahrzeug dreht bei Kurvenfahrt ein, trotz symmetrischer Umfangskräfte

Question 22

Vergleich von Längslenker-, Schräglenker- und Pendelachse

Answer 22

Question 23

Wankverhalten

Answer 23

Querrichtung

Question 24

Nickverhalten

Answer 24

Längsrichtung

Question 25

Entwicklung von der Doppelquerlenker-Radaufhängung mit 2 Lenkern zur 5-Lenker-Radaufhängung

Answer 25

Question 26

Achskinematik FYI

Answer 26

Question 27

Spurweite klein, weil

Answer 27

Question 28

Vorspur Definition klein, weil

Answer 28

Vorspur soll klein sein, da sie stets Seitenkräfte bewirkt (auch bei Geradeausfahrt), also Radwiderstand und Reifenverschleiß.

Question 29

Fahrwerk Merkmale Fahrwerk ist

Answer 29

Question 30

Auslegung Fahrwerke

Answer 30

Passive (konventionelle) Fahrwerke * Kompromiss Komfort und Sicherheit: Federn rel. weich, Dämpfer rel. hart Adaptive Fahrwerke * Verstellung Dämpfer in Stufen (z.B. weich, mittel, hart), eventuell auch stufenlos Semiaktive Systeme * Dämpfer stufenlos Langsame, aktive Systeme und schnelle, aktive Systeme * Federn und Dämpfer stufenlos Sensoren * Vertikalbeschleunigung an Karosserie * Lenkwinkel * Fahrgeschwindigkeit

Question 31

Regelstrategien Fahrwerk

Answer 31

* Skyhook-Algorithmus * Huang-Algorithmus 4 regelstrategien überlagert * Niveauregulierung * Komfortoptimierung * Nick- und Wankbewegungen minimiert * Eigenlenkverhalten

Question 32

Räder und Reifen Bauart

Answer 32

Diagonalreifen * Noträder oder Landwirtschaft, da verletzungssichere Wand Radialreifen * heute eingesetzt, da * Rollwiderstand geringer * Verschleiß geringer * Gleichmäßige Flächenpressung zwischen Reifen und Fahrbahn

Question 33

Aufbau eines Reifens

Answer 33

* Gewebeunterbau (Karkasse) * Reifenfuß mit Drahtkern * Seitenwandgummi * Laufstreifen mit Profil

Question 34

Aufbau eines Pkw-Reifens in Radialbauart mit Laufflächenhalbmesser

Answer 34

Question 35

Höhen-Breitenverhältnis

Answer 35

ermittelt auf Messfelge

Question 36

Viskoelastischen Eigenschaft des Gummis

Answer 36

klassischen Reibgesetze gelten (teilweise) nicht mehr

Question 37

Speichermodul E' und Verlustmodul E'' sind abhängig von

Answer 37

* Erregerfrequenz * Temperatur

Question 38

Adhäsionsreibung

Answer 38

Molekülketten an Oberfläche (Gummi - Fahrbahn) verbinden sich bei Relativbewegungen, Dehnungen und Stauchungen, Aufreißen der Verbindungen. Dabei Schwingungen, Gummidämpfung bewirkt Energieverluste. * Wichtigste Abhängigkeit: Effektive Berührfläche

Question 39

Hysteresereibung

Answer 39

Deformationen des Gummis beim Gleiten über Rauhigkeitsspitzen bewirken Energieverluste Vorgänge also in Berührfläche Reifen – Fahrbahn, aber in Wellenlängen im Bereich der Fahrbahnrauhigkeiten * Wichtigste Abhängigkeit: Verformtes Gummivolumen

Question 40

Viskosereibung

Answer 40

Question 41

Kohäsionsreibung

Answer 41

Question 42

Vereinheitlichte Reibungstheorie nach Kummer und Meyer

Answer 42

Mechanismus der Gummireibung erklärt sich durch periodische Erregung der Polymerketten durch * das elektrische Kraftfeld der Oberflächen (molekularer Bereich) und den Energieverbrauch der erregten Polymerketten in der Gummimasse * die geometrische Rauheit der festen Oberfläche (Straßenrauhigkeitsbereich) und den entsprechenden Energieverbrauch der bewegten Polymerketten in der Gummimasse

Question 43

Luftdruck

Answer 43

Question 44

Umfangskräfte & Schlupf

Answer 44

Question 45

v_{Latschfläche}

Answer 45

Question 46

Schlupfdefinitionen

Answer 46

v_R = r_dyn · w_Rad v_{Latschfläche} = v_F

Question 47

Schlupf physikalisch sinnvoll und -1 bis +1

Answer 47

Question 48

Umfangskraft U am gebremsten Rad

Answer 48

Question 49

Kräfte am Rad zur Ermittlung der Verlustleistung bei angetriebenem Rad

Answer 49

Question 50

Reifen unter Seitenkraft

Answer 50

* Seitenkraft – Schräglauf * Rückstellmoment – Nachlauf * Spannungen im Latsch * Seitenkraft und Rückstellmoment * Reifen unter Umfangs- und Seitenkraft