TY - BOOK T1 - Einfluss dynamischer Radlastschwankungen und Schräglaufwinkeländerungen auf die horizontale Kraftübertragung von Ackerschlepperreifen A1 - Schlotter,Volkmar Y1 - 2012/01/19 N2 - Bei den vielfältigen Einsatzbedingungen von Ackerschleppern und selbstfahrenden Arbeits-maschinen ist die Kraftübertragung zwischen Reifen und Fahrbahn von entscheidender Bedeutung für die Effizienz der Arbeit im land- und forstwirtschaftlichen Einsatz. Für eine Beurteilung der Reifen ist eine genaue Kenntnis des Kraftübertragungsverhaltens in Vertikal-, Längs- und Seitenrichtung sowie deren gegenseitige Beeinflussung erforderlich. Über das stationäre Verhalten hinaus ist der Einfluss der zeitlichen Änderung der Kraftübertragung von großer Relevanz. In der vorliegenden Arbeit wird vor allem die Seitenkraftübertragung unter-sucht, die bei Kurvenfahrt oder Fahrten am Hang, aber auch bei Wankbewegungen des Gesamtfahrzeugs wesentlichen Einfluss auf das Fahrverhalten des Fahrzeugs hat. Mit der Einzelradmesseinrichtung der Universität Hohenheim wird das stationäre und instati-onäre Übertragungsverhalten der Radlast und des Schräglaufwinkels auf die Seitenkraft sowohl auf fester als auch auf nachgiebiger Fahrbahn untersucht. Vergleichende Unter-suchungen werden zum Einfluss von Schlupf- und Radlaständerungen auf die Trieb- oder Bremskräfte von Ackerschlepperreifen durchgeführt. Dabei steht die Beurteilung des fahr-dynamischen Verhaltens unter dem Einfluss instationärer Größen im Vordergrund. Insbeson-dere wird das Hauptaugenmerk auf das Seitenkraftverhalten auf fester Fahrbahn gerichtet. Die durchgeführten Untersuchungen zur stationären Seitenkraftübertragung zeigen vor allem bei kleinen Schräglaufwinkeln größere Seitenkräfte bei breiteren Reifen und geringeren Rei-feninnendrücken. Den stärksten Einfluss weist eine Erhöhung der Radlast auf, wodurch die Schräglaufsteifigkeit verdoppelt werden kann. Mit zunehmender Radlast und Auslastung des Reifens erfährt die Seitenkraft bei kleinen Schräglaufwinkeln keine weitere Steigerung mehr oder sogar einen Rückgang, so dass zum Erreichen derselben Seitenkraft größere Schräglauf-winkel erforderlich sind. Die Versuchsergebnisse mit instationärer Schräglaufwinkelanregung zeigen eine Zeitverzöge-rung im Seitenkraftaufbau. Dieses Verhalten wird durch eine Zeitkonstante beschrieben. Eine Erhöhung des Reifeninnendrucks von 0,5 bar auf 1,6 bar führt zu einer Verkürzung der Zeit-konstante um mehr als ein Drittel und somit zu einem verbesserten Ansprechverhalten z.B. bei Lenkbewegungen. Eine hyperbelförmige Verringerung der Zeitkonstanten mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit bestätigt die Wegabhängigkeit des instationären Seitenkraftverhal-tens und führt in Konsequenz zur Einführung einer Relaxationslänge (Einlauflänge). Die aus den Messungen abgeleitete Relaxationslänge erfährt eine Zunahme mit verringertem Reifeninnendruck und steigender Radlast. Insgesamt liegen die Relaxationslängen im Bereich von ca. 0,5 m bis 1,6 m. Es zeigt sich eine starke Abhängigkeit von der jeweiligen Mess-methode, die folglich mit den Werten für eine weitere Nutzung angegeben werden muss. Auf Basis der durchgeführten Längskraftmessungen kann analog zur Schräglaufsteifigkeit eine Längssteifigkeit als Maß für die Ansprechempfindlichkeit der Längskräfte auf kleine Schlupfänderungen ermittelt werden, welche eine getrennte Betrachtung für Trieb- und Bremskräfte erfordert. Für die Längssteifigkeit der Triebkraft werden etwa doppelt so große Werte verglichen mit der Längssteifigkeit der Bremskraft ermittelt. Für beide Größen wird eine nahezu lineare Zunahme mit der Radlast festgestellt. Der durchgeführte Vergleich von reifen- und fahrbahnerregten Radlastschwankungen zeigt einen dominanten Einfluss der Stollenanregung und der Unrundheit des Rades gegenüber den stochastischen Anregungen auf realen Fahrbahnen. Durch eine Fußpunktanregung in Form eines Hindernisses werden die stochastischen Anregungen verstärkt, jedoch in der Seiten-kraftübertragung nur bedingt reflektiert, indem es zu einer Reduzierung der Seitenkraft kommt, ohne das die Seitenkraft dem Anstieg der Radlast in vollem Umfang folgt. Aus dieser Tatsache folgt ein unterschiedliches Verhalten der Seitenkraft bei positivem und negativem Gradienten der Radlast. Bei der mit der Einzelradmesseinrichtung erzeugten niederfrequenten Anregung der Radlast bis 2 Hz verringert sich die gemittelte Seitenkraft um bis zu 6%. Durch eine sinusförmige Anregung der Radlast mit der Einzelradmesseinrichtung wird das Zeitverhalten der Seitenkraft unter dem Einfluss von Radlastschwankungen, jedoch ohne die Berücksichtigung des Vorzeichens des Radlastgradienten, ermittelt. Die aus der Zeitkonstan-ten folgende Relaxationslänge der Radlastanregung ergibt kleinere Werte von 0,40 m bis 0,75 m verglichen mit der Relaxationslänge der Schräglaufwinkelanregung. Auch hier kann eine Verringerung mit zunehmendem Reifeninnendruck festgestellt werden. KW - Dynamische Radlast KW - Kraftübertragung KW - Schlepper KW - Reifen KW - Schräglauf KW - Radlastschwankung CY - Hohenheim PB - Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim AD - Garbenstr. 15, 70593 Stuttgart UR - http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2012/649 ER -