Literaturrecherche zum Reibwert zwischen Reifen und Fahrbahn:
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| Sprache: | Deutsch |
| Veröffentlicht: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
1996
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| adam_text | Titel: Literaturrecherche zum Reibwert zwischen Reifen und Fahrbahn
Autor: Bachmann, Thomas
Jahr: 1996
Berichte aus dem Fachgebiet Fahrzeugtechnik derTFH Darmstadt (Leiter: Prof. Dr.-Ing. B. Breuer VDI) Dipl.-Ing. Thomas Bachmann, Darmstadt Literaturrecherche zum Reibwert zwischen Reifen und Fahrbahn Fortschritt-Berichte VDI Reihe 12 : Verkehrstechnik/ Fahrzeugtechnik Nr. 286 VDI VERLAG
Inhalt: 1 Einleitung.................................................................................................................................. 1 2 Themenstellung.........................................................................................................................3 2.1 Begriffe.........................................................................................................................3 2.2 Parameter und Effekte der Reibung..............................................................................3 2.3 Einteilung der Parameter..............................................................................................4 2.4 Übersicht über die relevanten Parameter......................................................................5 2.5 Zusammenwirken der Parameter..................................................................................5 3 Grandlagen der Reibungsphysik...............................................................................................8 3.1 Der Reibwert.................................................................................................................8 3.2 Historischer Überblick über die Reibwertforschung....................................................9 3.3 Gummireibung............................................................................................................11 3.3.1 Gegenüberstellung Coulomb sche Reibung - Gummireibung........................11 3.3.2 Grundlagen der Gummireibung......................................................................13 3.3.3 Viskoelastisches Verhalten............................................................................13 3.3.4 Komponenten der Gummireibung..................................................................16 3.3.4.1 Adhäsionskomponente.......................................................................19 3.3.4.2
Hysteresekomponente........................................................................22 3.3.4.3 Überlagerung der Reibkraftkomponenten..........................................24 3.4 Übergang von der Gummireibung zur Reifenreibung................................................26 3.4.1 Betriebszustände des Reifens.........................................................................27 3.4.1.1 Rollen.................................................................................................27 3.4.1.2 Schlupf...............................................................................................28 3.4.1.3 Gleiten................................................................................................33 3.4.2 Umfangs- und Seitenkräfte.............................................................................33 4 Bedeutung des Reifens............................................................................................................35 4.1 Allgemeines................................................................................................................35 4.2 Bauart..........................................................................................................................36 4.2.1 Konstruktion des Unterbaus...........................................................................36 4.2.2 Gummimischung............................................................................................38 4.2.2.1 Drackabhängigkeit.............................................................................40 4.2.2.2 Temperatur- und Geschwindigkeitsabhängigkeit..............................40 4.2.3 Lauffläche.......................................................................................................45 4.2.3.1 Profilgestaltung..................................................................................47 4.2.3.2
Laufflächenkrümmung.......................................................................66 4.2.4 Querschnittsverhältnis....................................................................................68 4.2.5 Reifenbreite....................................................................................................69 4.3 Reifeninnendrack........................................................................................................69
5 Physikalische Bedeutung der Fahrbahn................................................................................... /J 5.1 Die Fahrbahnoberfläche.............................................................................................. 74 5.1.1 Aufbau einer Fahrbahnoberfläche................................................................... 74 5.1.2 Baustoffe......................................................................................................... 74 5.1.3 Bauweisen....................................................................................................... 74 5.1.4 Veränderungen durch Verkehr und Witterung................................................79 5.2 Textur - Grundlagen.................................................................................................... 7 9 5.3 Erfassung der Oberflächenrauheit...............................................................................82 5.3.1 Signaltypen ...................................................................................................... 82 5.3.2 Beschreibungsgrößen der Oberflächenmeßtechnik.........................................83 5.3.3 Fourier Analyse...............................................................................................84 5.3.4 Diskrete Fouriertransformation.......................................................................85 5.3.5 Energie- und Leistungsdichte.......................................................................... 86 5.4 Mikro / Makrotextur....................................................................................................87 5.4.1 Die Arbeit Schulzes........................................................................................87 5.4.2 Die Arbeit Rados.............................................................................................91 5.4.3 Weitere wichtige
Arbeiten..............................................................................93 6 Parametrierung der Oberflächennässe...................................................................................100 6.1 Allgemeines...............................................................................................................100 6.2 Trockene Reibung.....................................................................................................101 6.3 Nässe.........................................................................................................................101 6.3.1 Definition der Nässe auf Fahrbahnen............................................................101 6.3.2 Beschreibung der Fahrbahn bei Nässe..........................................................102 6.3.3 Wasserfilmdicke..................................................... 105 6.3.3.1 Größenordnungen der Wasserfilme auf Fahrbahnen........................106 6.3.3.2 Einfluß der Wasserfilmdicke auf den Reibwert...............................108 6.3.4 Modellbildung zu Wasserfilmen...................................................................114 6.3.5 Modellvorstellungen zum Einfluß von dünnen Wasserfilmen.....................117 6.3.5.1 Quetschfilmmodell: rollendes Rad...................................................117 63.5.2 Das Modell von Yandell und Taneerananon....................................119 63.5.3 Das Modell von Golden....................................................................124 63.5.4 Gleitfilmmodell: blockiertes Rad.....................................................125 6.3.6 Modellvorstellungen zum Einfluß von dicken Wasserfilmen......................125 63.6.1 Staudruckmodell............................................................................... 125 63.6.2 Das Modell von Home und Bühlmann.............................................126 7 Einfluß des
Fahrzeugs............................................. 128 7.1 Geschwindigkeit............................................... 12 g 7.1.1 Trockene Fahrbahn................................................. 12 g 7.1.2 Nasse Fahrbahn....................................... 130 7.1.3 Vereiste Fahrbahn.......................
________ yji 7.2 Radlast......................................................................................................................135 7.3 Betriebspunkt des Rades...........................................................................................138 7.4 Radstellung...............................................................................................................139 7.5 Einfluß verschiedener Betriebsbedingungen auf den Reibwert................................139 8 Messung des Reibwertes.......................................................................................................148 8.1 Einleitung..................................................................................................................148 8.2 Grundlagen...............................................................................................................150 8.3 Methoden der Reibungsmessung..............................................................................152 8.4 Meßverfahren............................................................................................................154 8.4.1 Einteilung der Meßverfahren........................................................................154 8.4.2 Beschreibung der Meßverfahren..................................................................155 8.5 Reibwertmeßeinrichtungen.......................................................................................157 8.5.1 Meßsysteme mit konstantem Bremsschlupf.................................................157 8.5.1.1 Stuttgarter Reibungsmesser.............................................................157 8.5.1.2 Griptester.........................................................................................158. 8.5.1.3 Remorque-LPC................................................................................ 159 8.5.1.4
Skiddometer..................................................................................... 160 8.5.1.5 Safegate Friction Tester................................................................... 162 8.5.1.6ASTM Trailer E-274........................................................................ 163 8.5.1.7 Komatsu SkidTester........................................................................164 8.5.2 Meßsysteme mit schräggestelltem Meßrad.................................................. 166 8.5.2.1 SCRIM.............................................................................................166 8.5.2.2 Stradograph......................................................................................167 5.5.2.3 Mu-Meter.........................................................................................168 8.5.3 Meßsysteme mit variablen Parametern........................................................169 8.5.3.1 OSCAR............................................................................................169 8.5.3.2 Universeller Reibungsmesser II.......................................................170 8.5.3.3 Delft Tyre Test Trailer.....................................................................172 8.5.4 Eigene Meßfahrzeuge des Fachgebiets Fahrzeugtechnik.............................172 8.5.5 Vergleich der Meßverfahren........................................................................ 173 8.5.6 Korrelation der Meßverfahren...................................................................... 173 9 Literatur.................................................................................................................................176 10 Veröffentlichungen des Fachgebiets Fahrzeugtechnik zum Thema (in chronologischer Reihenfolge) ....................................................................................................................211
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