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Einfluss der Fahrbahngriffigkeit auf Kraftschlussausnutzung und Fahrverhalten an Pkw
4.095
IDN 703467
Forschungsstelle Universität Karlsruhe (TH), Institut für Straßen- und Eisenbahnwesen (Prof. Dr.-Ing. E.-U. Hiersche)
Bearbeiter Herring, H.E.
Schaber, D.
Auftraggeber Bundesministerium für Verkehr, Bonn
Stand Abschluss: Mai 1991

Zur Erforschung des Zusammenhanges zwischen Fahrbahngriffigkeit und Verkehrssicherheit sind auf unterschiedlichen Fahrbahnoberflächen Griffigkeiten,Fahrverhalten, Kraftschlußinanspruchnahmen und Kraftschlußausnutzungen mit Meßfahrzeugen bei festgelegten Fahrmanövern ermittelt worden. Dazu waren der Universelle Reibungsmesser des Instituts für Verbrennungsmotoren und Kraftfahrwesen der Universität Stuttgart, die in verschiedene Fahrzeuge eingebaute Fahrverhaltensmessausrüstung des Instituts für Verkehrssicherheit des Technischen Überwachungsvereins Rheinland und das mit vier Messnaben sowie mit drei Beschleunigungsgebern im Fahrzeugschwerpunkt ausgerüstete Messfahrzeug für fahrdynamische Größen des Instituts für Straßen- und Eisenbahnwesen der Universität Karlsruhe eingesetzt. Als Testverfahren wurden das Geradeausbremsen an der Blockiergrenze, die stationäre Kreisfahrt, das Bremsen aus stationärer Kreisfahrt sowie der sinusförmige Lenkeinschlag ausgewählt. Als Versuchsstrecken dienten die Flugplätze Malmsheim und Diepholz. Die Untersuchungsergebnisse zeigen, dass sich für die Kenngrößen zur Beschreibung der längsdynamischen Fahrzeugbewegung beim Geradeausbremsen ein einheitlicher Einfluss der Fahrbahngriffigkeit nachweisen lässt. Als Griffigkeitskennwert dient wegen der dominierenden Umfangskräfte der mit dem blockierten Schlepprad gemessene Gleitbeiwert. Bei der Untersuchung des stationären Eigenlenkverhaltens eines Fahrzeugs bei stationärer Kreisfahrt erweist es sich zur Beurteilung des Griffigkeitsangebotes der Versuchsbahnen als günstig, aus den bei verschiedenen Schräglaufwinkeln aufgenommenen Seitenkraftbeiwertkurven des Messreifens Griffigkeitskennwerte abzugreifen und sie mit den Bewertungsgrößen für das Fahrverhalten zu korrelieren. Dabei ergibt sich im Bereich niedriger bis mittlerer Querbeschleunigungen ein mit ansteigender Griffigkeit kontinuierlich abfallender Lenkwinkelbedarf. Bei hohen Querbeschleunigungen und bei Annäherung an den fahrdynamischen Grenzbereich besteht ein derartiger Zusammenhang allerdings nicht. Beim Bremsen aus stationärer Kreisfahrt sind die Kraftschlussverhältnisse in den Reifenaufstandsflächen durch das gleichzeitige Auftreten von Seitenführungs- und Umfangskräften gekennzeichnet. Daher wird als Griffigkeitskennwert der Versuchsstrecken der beim Reifenschräglaufwinkel alpha = 5 Grad unter optimalen Schlupfbedingungen gemessene Umfangskraftbeiwert vorgeschlagen. Ein allgemeingültiger Zusammenhang zwischen den Beurteilungsgrößen der Fahrstabilität und der Fahrbahngriffigkeit ist allerdings nicht nachweisbar. Mit steigendem Griffigkeitspotenzial der Fahrbahn schießlich lässt sich ein leichter Rückgang der das instationäre Lenkverhalten beschreibenden Kenngrößen beobachten, wenn die Fahrbahngriffigkeit beim sinusförmigen Lenkeinschlag durch den bei der Prüfgeschwindigkeit V = 60 km/h und beim Schräglaufwinkel alpha = 2 Grad ermittelten Seitenkraftbeiwert beurteilt wird. Zusammenfassend läßt sich feststellen, dass der mit dem blockierten Schlepprad ermittelte Gleitbeiwert als alleinige Größe nur dann Anhaltswerte zur Beurteilung des Griffigkeitsangebotes und zur Abschätzung des zu erwartenden Fahrverhaltens von Pkw liefert, wenn die Untersuchungen auf den Bereich der Fahrzeuglängsdynamik beschränkt bleiben. Aussagen zum Einfluss der Fahrbahngriffigkeit auf das querdynamische Verhalten erfordern in der Regel Griffigkeitskennwerte, die unter verschiedenen Schräglaufwinkeln und Schlupfwerten aufgenommen sind. Grenzwerte für Fahrbahngriffigkeiten, bis zu denen ein akzeptables Fahrverhalten gewährleistet ist, konnten nicht definiert werden, da alle Versuchsbahnen ein relativ hohes Griffigkeitsniveau aufwiesen, bei dem keine extremen Änderungen im Fahrverhalten der Versuchsfahrzeuge auftraten. Deshalb werden ergänzende Versuche auf Fahrbahnen mit besonders niedriger Griffigkeit für sinnvoll gehalten.

Veröffentlichung