汽车动力学练习（德文）
2 Fahrgrenzen
Aufgabe 2.1
, Von einem PKW mit Frontantrieb sind folgende Daten bekann:
Radstand
Schwerpunktabstand
Schwerpunktsh?he
Fahrzeugmasse Radwiderstandsbeiwert Kraftschlussbeiwert Reifen – Stra?e: Erdbeschleunigung
l = 2 4 m
lv = 1,1 m von der Vorderachse h = 0,75 m
m = 850 kg fR = 0,014 μ = 0,9 g = 10 m/s2
a) Berechnen Sie die statischen Achslasten G′v,stat und Gh′ ,stat des Fahrzeugs.
b) Welche Achslasten stellen sich ein, wenn der PKW mit 0,8 m/s2 beschleunigt? Der Luftwiderstand ist zu
vernachl?ssigen. c) Welche maximale Steigung kann das Fahrzeug, entsprechendes Antriebsmoment vorausgesetzt, kraftschlussbedingt befahren? d) Wie gro? ist der Traktionskoeffizient τ bei den vorliegenden Gewichtsverh?ltnissen?
L?sungshinweise:
Bei der Berechnung der Achslasten ist zun?chst ein Koordinatensystem anzunehmen, dass durchg?ngig in der Berechnung verwendet wird. Wenn sich dann ein negativer Zahlenwert in der Endgleichung ergibt, so wei? man, dass diese Kraft oder ein entsprechendes Drehmoment der ursprünglich angenommenen Richtung wirkt. In Aufgabenteil b) werden die statischen Achslasten des Fahrzeugs infolge der im Schwerpunkt angreifenden Tr?gheitskraft durch dynamische Achslasten überlagert. Der in Teilaufgabe d) zu ermittelnde Traktionskoeffizient gibt das Verh?ltnis zwischen der statischen Achslast Gangetrieben der angetriebenen Achse und dem Fahrzeuggewicht G an. Ergebnisse:
a) Gh′ ,stat = ?3895,8N und G′v,stat = ?4604,2N b) Gh′ = ?4108,3N und G′v = ?4391,7N c) τ = 0,54
Aufgabe 2.2
Bei einem unverkleideten Motorrad soll die im Fahrbetrieb auftretende Auftriebskraft an der Vorderachse durch den Einsatz einer geeigneten Verkleidung vermindert werden. Folgende Daten der unverkleideten Maschine sind bekannt:
Radstand
H?he des Angriffspunkts der Luftwiderstandskraft
Luftwiderstandsbeiwert Auftriebsbeiwert der
Vorderachse (bezogen auf die Projektionsfl?che in Fahrtrichtung) Projektionsfl?che in Fahrtrichtung Luftdichte
Die Gr??en cw, ca und A wurden einschlie?lich des Fahrers ermittelt.
l = 1,55 m
x 1 = 0,75 m c w1 = 0,634 c av1 = 0,236 A1 = 0,78 m2
ρ= 1,2 kg/m3
a) Berechnen Sie die luftwiderstandsbedingten Achslastanteile G′vL und G hL′ für die Vorder- bzw. die
Hinterachse bei einer Geschwindigkeit von v = 49,17m/s
b) Wie gro? ist bei obiger Geschwindigkeit die Gesamtauftriebskraft an der Vorderachse?
c) Um wie viel Prozent wird die Gesamtauftriebskraft an der Vorderachse bei gleicher Geschwindigkeit
verringert, wenn beim Einsatz einer Versuchsverkleidung folgende Daten für das Motorrad ermittelt werden?
1 = 0,75 mx 2 = x
c w2 = 0,576
c av2 = 0,153 A2 = 0,83 m2 L?sungshinweise: Skizzieren Sie zur Ermittlung der luftwiderstandsbedingten Achslastanteile das Motorrad mit der angreifenden Luftwiderstandskraft FL und den Reaktionskr?ften in den Radaufstandsfl?chen (von der Fahrbahn auf die R?der). Durch Momentenbilanzen lassen sich die gesuchten Achslastanteile berechnen, wobei zun?chst angenommen wird, dass alle Kr?fte in die zu definierenden positiven Kraftrichtungen wirken.
Die Gesamtauftriebskraft an der Vorderachse setzt sich aus dem in Teilaufgabe a) berechneten luftwiderstandsabh?ngigen Anteil und einer durch die Str?mungswirkung der Luft bedingten Auftriebskraft zusammen, deren Auftriebsbeiwert gegeben ist. Da cav auf die Projektionsfl?che in Fahrtrichtung bezogen ist, l?sst sich diese Kraft analog zur Luftwiderstandskraft FL berechnen.
Ergebnisse: a) G hL′1 = ?347 ,1N und G′vL1 = +347,1N b) Fvges,Auftr1 = ?614,1N c) ?Fvges ,Auftr = 15,36%
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