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Ermittlung von Reifenkennfeldern auf echten Fahrbahnbelägen
4.137
IDN 703750
Forschungsstelle Universität Stuttgart, Institut für Verbrennungsmotoren und Kraftfahrwesen (Prof. Dr.-Ing. U. Essers)
Bearbeiter Haken, K.-L.
Auftraggeber Bundesministerium für Verkehr, Bonn
Stand Abschluss: Dezember 1991

Auf echten vom öffentlichen Verkehr benutzten Straßen werden Reifenkennfelder erstellt. Neben dem PIARC-Reifen werden unterschiedliche Serienreifen bei verschiedenen Geschwindigkeiten untersucht. Die zwischen Reifen und Fahrbahn wirkenden Kräfte werden bei unterschiedlichem Schlupf und Sturz unter stufenloser Verstellung des Schräglaufwinkels in einem Bereich von ca. -18 Grad bis +11 Grad gemessen. Als Messgerät dient der Universelle Reibungsmesser II (URM II) des Instituts für Verbrennungsmotoren und Kraftfahrwesen der Universität Stuttgart. Bei freirollendem Rad wird bei allen Serienreifen das Seitenkraftmaximum je nach Reifenmarke, Fahrbahnoberfläche und sonstigen Betriebsbedingungen bei einem Schräglaufwinkel zwischen ca. 6 Grad und 15 Grad erreicht, während beim PIARC-Reifen teilweise über 18 Grad notwendig sind. Die Seitenkraftsteifigkeit nimmt mit zunehmender Geschwindigkeit und zunehmendem Reifeninnendruck degressiv zu. Bei einem Rad, das ohne Schräglaufwinkel abrollt, wird das Antriebskraftmaximum bei einem Antriebsschlupf von ca. 5 % erreicht, während für das Bremskraftmaximum ein betragsmäßig etwa doppelt so großer Schlupf notwendig ist. Mit abnehmendem Reifeninnendruck ist ein geringerer Schlupf erforderlich. Der Betrag des Antriebs- und Bremskraftmaximums ist etwa gleich groß, während der Betrag des Seitenkraftmaximums deutlich darunter liegt. Das Verhältnis Längskraft- zu Seitenkraftmaximum ist reifenabhängig. Die maximal erreichbaren Seitenkräfte unterscheiden sich bei den untersuchten Reifen bei gleichen Messbedingungen um maximal 10 %. Die Fahrbahn hat bei den verwendeten Messstrecken einen Einfluss von unter 10 %, wobei auf der untersuchten neuen Zementbetonstrecke die kleinsten Kraftschlussbeiwerte erzielt wurden, während auf alten Zementbetonstrecken und Gussasphalt die größten Kraftschlussbeiwerte erreicht wurden. Der Sturz wirkt sich bei den untersuchten Reifen stark unterschiedlich aus. Es gilt aber allgemein bei kleineren Schräglaufwinkeln, dass beim freirollenden Rad ein negativer Sturz das Rückstellmoment reduziert und die Seitenkraft verstärkt, ein Bremsschlupf die Wirkung des Sturzes verstärkt und ein Antriebsschlupf die Wirkung mindert. Spurrinnen beeinflussen daher das Fahrverhalten auch auf trockener Fahrbahn. Aufgrund der vergleichsweise großen Unterschiede zwischen den einzelnen untersuchten Reifen sollten bei Fahrdynamikmodellrechnungen mehrere Reifenkennfelder, die mit unterschiedlichen Reifen-Fahrbahn-Kombinationen ermittelt wurden, eingesetzt werden.

Veröffentlichung Essers, M.; Haken, K.L.: Ermittlung von Reifenkennfeldern auf echten Fahrbahnbelägen. Schriftenreihe Forschung Straßenbau und Straßenverkehrstechnik (BMV, Bonn) H. 630, 1992, 66 S.