Die Charakterisierung des Reibverhaltens eines Reifens auf vorgegebener Fahrbahn erfolgt üblicherweise über my-Schlupfkurven, die z. B. für Potenzialabschätzungen und die Simulation in Fahrzeugmodellen Verwendung finden. Diese my-Schlupfkurven beschreiben das integrale Kraftschlussverhalten als Funktion der Schlupfgeschwindigkeit, geben dabei aber keine Auskunft über die komplexen physikalischen Wechselwirkungen zwischen Reifen und Fahrbahn. Neuere Analysen von ABS-geregelten Bremsvorgängen auf trockener Fahrbahn zeigen die Notwendigkeit, sich eingehender mit der Dynamik des Reibkontaktes auseinander zu setzen. Die klassische verwendete my-Schlupf-Kurve impliziert einige Annahmen: - Unabhängigkeit des my-Wertes von der Absolutgeschwindigkeit, - zeitliche Unabhängigkeit des my-Wertes (z. B. von der Dauer des Schlupfzustandes mit ggf. instationärem Temperaturverhalten), - deterministischer Charakter des Schlupfprozesses. Sind diese Annahmen nicht erfüllt, so stellt die my-Schlupf-Kurve keine physikalische Gesetzmäßigkeit, sondern nur eine heuristische, approximative Beschreibung einer Reibmessung an einem speziellen System dar. Diese Funktion beschreibt den 'aktuellen Reibvorgang', ohne jedoch detailliert Aussagen über die konkreten physikalisch-chemischen Vorgänge im Kontakt Reifen/Strasse zu machen. Die Ermittlung der my-Schlupf-Kurve scheint somit selbst für trockene Bedingungen (dry friction) nicht trivial zu sein. Abhängig vom Meßsystem erhält man unterschiedliche Verläufe. Die im Beitrag vorgestellten Ergebnisse aus Fahrzeug- und Laborversuchen geben detaillierten Einblick in die Vorgänge beim Bremsen an der Haftungsgrenze. So verursacht das Aufbringen sehr hoher Scherkräfte beim Bremsvorgang typische Klotzverformungen, die zu einer deutlichen geometrischen Veränderung der Kontaktfläche gegenüber dem frei rollenden Reifen führen. Die Topologie der Straße zeigt bei mikroskopischer Betrachtung nutzbare Kontaktflächen von nur 0,1 bis 1 % der nominalen Reifenaufstandsflächen. Damit muss man eher von punktförmigen Kontakten ausgehen, verbunden mit einer hohen Kontaktpressung und einer starken lokalen Temperaturerhöhung. Die maximal erzielbaren Reibbeiwerte an einem Fahrzeug werden diskutiert und dabei wird auf die Bedeutung von Stick-Slip-Vorgängen eingegangen.
Einsichten in die Dynamik des Reifen/Fahrbahn-Kontaktes und deren Bedeutung für geregelte Bremsvorgänge
On the dynamics of tire/road contact and the relevance for controlled braking
Fachtagung der VDI-Gesellschaft Fahrzeug- und Verkehrstechnik, Reifen, Fahrwerk, Fahrbahn, 9 ; 71-94
VDI-Berichte ; 1791
2003
24 Seiten, 16 Bilder, 15 Quellen
Conference paper
German
Automotive engineering | 2003
|Automotive engineering | 1991
|Interaktion Fahrbahn-Reifen-Bremse
Springer Verlag | 2017
|Reifen/Fahrbahn-Geraeusch, Fahrbahnoberflaechen
Automotive engineering | 1992
Reifen-Fahrbahn-Geraeusch-Minderungspotentiale
Automotive engineering | 2000
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