Welche Fahrwiderstände wirken auf das Fahrzeug?
Rollwiderstand
Luftwiderstand
Steigungswiderstand
Beschleunigungswiderstand
Wie lautet die Formel für denn Rollwiderstand?
F_R = Rollwiderstand
e = Exzentrizität
r = Radius des Reifens
F_z = resultierende Normalkraft auf den Reifen
Wie lautet die Formel für den Luftwiderstand?
F_L = Luftwiderstand
c_w = Luftwiderstandsbeiwert
A = Effektive Fläche, auf die der Luftwiderstand angreift.
Üblicherweise in der Größenordnung von 2m^2
ρ = Luftdichte
Größenordnung ca. 1,2 kg/m^3
v_r = Relative Geschwindigkeit mit Luft (also wenn Luft von vorne noch gegenpustet, muss das auch berücksichtigt werden)
Anströmungsgeschwindigkeit fließt also quadratisch ein
Wie lautet die Formel für den Steigungswiderstand
F_st = Steigungswiderstand
G= Gesamtmasse (m*g)
sinα = Steigungswinkel
Besonderheit: für kleine Winkel ist die Formel G*p, da sinα=tanα für α<<0,1
Beispiel: Wenn auf Verkehrsschild 10% Steigung steht, ist P=0,1
Wie lautet die Formel für den Drehmassenzuschlagsfaktor (Beschleunigungswiderstand)?
D’Lambertsche Trägheitskraft ergänzt durch Anteile rotieredner Teile
Angefangen bei λ:
λ = 1+ 1/m*(die bewegenden Teile von Motor, Getriebe etc. pp.)
λ ist gangstufenabhängig
λ1 > λ2 > …. > λ_5 (höchster Gang) > 1
m = Fahrzeugmasse
x’’_a = Fahrzeugbeschleunigung
Wie Lautet die Grundgleichung der Längsdynamik für (eine) angetriebene Achse(n)
Die Formel lässt sich auch verkürzen zu
HInweis: Dies geht nur, wenn es nur eine angetriebene Achse gibt
Durch welche Formel(n) lässt sich der zusammenhäng zwischen Kraft und Leistung beschreiben? (Gesamtleistungsbedarf des Fahrzeuges)
Dies lässt sich ebenfalls vereinfachen durch:
P = F * V (wenn S = 0)
Wie setzt sich der Leistungsbedarf bei einem PKW zusammen?
Der Leistungsbedarf bei einem PKW ergibt sich aus der Grundlast und den Zusatzanteilen
Grundbedarf:
Zusatzanteile:
Wie sieht eine Bedarfskennlinie des PKWs in Bezug auf die Leistung aus und was kann man dort ablesen? (Skizze)
Es lässt sich der Grundbedarf des PKWs ablesen
Zusätzlich kann man auch bei Bedarf ein Y einzeichnen (Zusatzlast)
Zusatzlast δP: Y=0,2 (in diesem Fall)
Dies Bedeutet: Der Motor hat Platz für eine 20%ige Steigung oder x’’=0,2*g *(1/λ_z)
Es ist auch eine Mischform aus Beschleunigung und Steigung denkbar, solange die Summe < Y
Wie sieht die Bedarfskennlinie eines PKWs in Bezug auf die Zugkraft aus? (Skizze)
Woran kann man eine Bedarfskennlinie für die Leistung von der Zugkraft unterscheiden? (Skizze)
Die Kurven für die Leistung fangen alle im Ursprung an
Die Kurven für die Zugkraft fangen an unterschiedlichen Punkten an
Bei der Leistung muss zusätzlich *v gerechnet werden
Bei der Zugkraft wird /v gerechnet (synergie zwischen den beiden)
Welche drei Grenzen geben den sinnvollen bereich einer Motorleistung/- Zugkraft an? (Skizze)
Das Ideale Lieferkennfeld für die Leistung wird begrenzt durch
Maximale Antriebleistung
Höchstgeschwindigkeit
Kraftschlussgrenze
Alle möglichen Kombinationen, die sich ausserhalb eines dieser Bereiche aufhalten, sind entweder übermotorisiert oder erfordern zu viel Leistung
Wichtig zu beachten:
μ_h fällt leicht, wenn v steigt
Kraftschlussgrenze ist im wesentlichen μ_h * Achslast der angetriebenen Achse-> (denn F_x = Fz * μ_h)
Wie verhält sich die Kraftschlussgrenze gemessen an der Leistung in unterschiedlichen WItterungsbedingungen oder Fahreinstellungen (Skizze)
Zeichnen sie das ideale Lieferkennfeld für die Leistung und für die Zugkraft
Von welchen Faktoren hängt die Grenzlinie der Kraftschlussgrenze μ_h ab?
Antriebsart
Bodenuntergrund
Wetter
Wie sieht qualitativ das reale Lieferkennfeld eines Verbrennungsmotors
aus?
Oben: Zugkraft
Unten: Leistung
Welche Konsequenzen ergeben sich aus dem Vergleich von realem
und idealem Kennfeld?
Es lassen sich große Bereiche erkennen, die nicht abgedeckt sind
Lücken bei Drehzahl und Drehmoment
Aus dem Vergleich ergibt sich die Notwendigkeit von einem Kennungswandler
Also Kupplung + Getriebe
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