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Kennfelder von Nutzfahrzeugreifen auf echten Fahrbahnen
4.167
IDN 706194
Forschungsstelle Universität Hannover, Institut für Kraftfahrwesen
Bearbeiter Willeke, H.
Auftraggeber Bundesministerium für Verkehr, Bonn
Stand Abschluss: September 1994

Das Bundesministerium für Verkehr beauftragte das Institut für Kraftfahrwesen in Hannover im August 1993 mit Kennfeldmessungen an Vorderachsreifen und Antriebsreifen der Dimension 315/80 R 22.5 auf trockenem und auf nassem Asphalt (Geschindigkeit 40 km/h / Luftdruck 8 bar / Radlast 10, 20,30, 40 kN / Umfangskraft-Schlupf- Kennlinien: Schräglaufwinkel 0, 2, 4, 6 Grad). Ziel dieser Messungen ist es, Kennfelder von Nutzfahrzeugreifen auf echten Fahrbahnen als Grundlage für ein mathematisches Reifenmodell zur Anwendung in der Simulation zu gewinnen. Für die Messungen wurde der IKH-Reifenmeßzug eingesetzt. Es handelt sich um einen Sattelzug mit einem zulässigen Gesamtgewicht von 38 t. Am Meßrad können Radlasten vom halben Meßachsgewicht bis ca. 50 kN verwirklicht werden. Zur Erzeugung der Seitenkräfte können beide Räder der Meßachse auf Vorspurwinkel zwischen -2 Grad und +11 Grad symmetrisch eingestellt werden. Umfangskräfte werden durch die Betätigung einer Scheibenbremse erzeugt. Die in der Reifenaufstandsfläche wirkenden Kräfte werden von einer im IKH entwickelten Mehrkomponentenmeßnabe für Anhängerachsen erfaßt. Die Messung der Kräfte erfolgt über Dehnungsmeßstreifen. Für die Ermittlung des Schräglaufwinkeis kommt ein potentiometrisches Meßverfahren zum Einsatz. Eine weitere wichtige Meßgröße stellt der Schlupf dar: Beim Einleiten der Bremskräfte entsteht eine Differenz zwischen der Umfangsgeschwindigkeit des Meßrades und der Fortbewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs. Letztere wird aus der Geschwindigkeit eines nicht gebremsten, mit laufenden Rades der Transportachse ermittelt. Der Bremsschlupf wird nach folgender Beziehung berechnet: Lambda = (hoch V)Referenzrad -(hoch V) Meßrad / (hoch V)Referenzrad = 1 - (hoch V)Meßrad / (hoch V)Referenzrad. Die Versuche wurden 1994 auf dem Versuchsgelände der Continental AG in Jeversen durchgeführt. Für die Messungen wurden eine gerade, ebene Asphaltfahrbahn gewählt. Ein Teil der Versuchsstrecke wurde für die Versuche auf nasser Fahrbahn gleichmäßig bewässert. Die Wasserhöhe wird mit ca. 1 mm angegeben. Die Meßsignale wurden mit einer Eckfrequenz von 20 Hz tief paßgefiltert und mit einer Abtastrate von 150 Hz bei einer Dämpfung von 24 dB/Oktave digitalisiert. Um dynamische Anteile des Seitenkraft-, des Umfangskraft- und des Schlupfsignals zu eliminieren, wurden diese Signale geglättet. Die geglätteten Signale wurden zu Seitenkraft-Schräglauf-, Umfangskraft-Schlupf- und Seitenkraft-Umfangskraft-Kennfeldern zusammengestellt und graphisch gemittelt. Aus den Ergebnissen des Forschungsprojekts "Kennfelder von Nutzfahrzeugreifen auf echten Fahrbahnen" läßt sich ein mathematisches Reifenmodell zur Anwendung in Simulationsumgebungen ableiten. Mit den Versuchsreifen der Dimension 315/80 R 22.5 und den gewählten Profilarten (Vorderachs- und Antriebsprofil) wurde eine gute Grundlage für diesen Anwendungsbereich geschaffen. Sämtliche Versuche wurden sowohl auf trockener als auch auf nasser Fahrbahn durchgeführt, so daß die Möglichkeit besteht, den Einfluß von Nässe im Modell zu berücksichtigen.

Veröffentlichung Willeke, H.: Kennfelder von Nutzfahrzeugreifen auf echten Fahrbahnen. Forschung Straßenbau und Straßenverkehrstechnik (BMV, Bonn) H. 741, 1997, 66 S.