8. Das Gesamtfahrzeug

Transkript

1 8. Das Gesamtfahrzeug 1

2 Rückblick Die Fahrzeugkategorien Die Karosserie Die selbstragende Karosserie aus Stahlblech Leichtbaukarosserien Das Fahrwerk Reifen, Räder Radführung Lenkung Feder, Dämpfer Bremsen Assistenzsysteme Der Antriebsstrang Energieformen Ottomotoren Dieselmotoren Erdgas und andere Alternativen Elektroantriebe Kupplung, Getriebe Ausstattungen Scheiben, Wischer Scheinwerfer, Leuchten Stoßfänger Oberflächen Türen und Klappen Ergonomie Sitze Verkleidungen Heizung, Klima Unterhaltungs-, Informations- und Assistenzsysteme Die elektrische Infrastruktur Energieversorgung Bussysteme 2

3 Übersicht Das Gesamtfahrzeug Maße und Massen Package, Ergonomie Masse Recycling Dynamik Fahrleistungen, Verbrauch, Emissionen Längsdynamik Querdynamik Vertikaldynamik Akustik Aerodynamik Passive Sicherheit Schutzprinzipien Partnerschutz Biomechanik Aktiv - passiv Nutzfahrzeuge Schwere Lkw Busse Der Entwicklungsprozess Der Serviceprozess Ausblick 3

4 Gesetzeskonformität Emissionen Passive Sicherheit Außengeräusch NVH Antriebskonzept Aktive Sicherheit Verbrauch Akustik Fahrzeuggewicht Komfort Aerodynamik Sportlichkeit Maßkonzept Weltweiter Service Transportfunktion Total Cost of Ownership Herstellkosten Kundenanforderungen Gewinn des Herstellers 4

5 8. Das Gesamtfahrzeug 8.1 Geometrie, Package 5

6 Hauptabmessungen Mercedes E-Klasse W211 6

7 Geometrische Randbedingungen Bodenfreiheit Böschungswinkel Rampenwinkel Bordsteinhöhe Radfreigängigkeit Achsverschränkung Watfähigkeit Sitzverstellfeld Türöffungswinkel 7

8 Anthropometrische Zusammenhänge Stammlänge Beinlänge Körperhöhe 8

9 Anthropometrische Zusammenhänge SL Sitzriese Sitzzwerg 9

10 Anthropometrische Zusammenhänge Die maximale Differenz in der Körpergröße von 20-jährigen Männern beträgt 80 cm. Durch Einschränkung auf das 1. bis 99. Perzentil sinkt die maximale Differenz auf 29 cm, beim 5. bis 95. Perzentil auf 21 cm. 5-Perzentil-Frau 95-Perzentil-Mann 10

11 Bestimmende Maße für die Fahrersitzposition BoF SRP H30 G 11

12 Lenkradpositionierung D L25 A D9 SRP H74 BoF E B C H30 L27 G 12

13 Zusammenhang von Lenkradwinkel und Sitzposition 13

14 Ergonomie der Pedalbetätigung Betätigungskraft F Pedal entsteht durch ein Moment um das Hüftgelenk. 14

15 Beispiel für ergonomische Untersuchungen Die komfortable Betätigungskraft der Kupplung wird durch die Höhe des Momentes um das Hüftgelenk bestimmt. Bei gleicher Pedalkraft ergeben sich abhängig von der Sitzposition unterschiedliche Betätigungskräfte (-momente). 15

16 Festlegung grundlegender Prinzipien

17 Packaging: Die Kunst der optimalen Raumnutzung 1 17

18 Packaging: Die Kunst der optimalen Raumnutzung 2 18

19 8. Das Gesamtfahrzeug 8.2 Gewicht 19

20 Massenaufteilung eines Pkw BMW E38 Gesamtgewicht 730i: kg 25 Eine Minderung des Karosseriegewichtes von ca. 340 kg um 30 % (z. B. durch Al-Einsatz) vermindert das Gesamtgewicht um 5,6 %; ca kg Ausstattung Karosserie Antrieb Fahrwerk Elektrik Betriebsstoffe 20

21 Massenaufteilung eines Pkw BMW E36 kg Karosserie Antrieb Fahrwerk Elektrik 21

22 Gewichte der Komponenten Opel Astra 1,6i BMW 316i Compact E36/5 Antrieb davon: Motormechanik Auspuff Katalysator 4 12 Getriebe Gelenkwelle 10 Fahrwerk davon: Räder und Reifen Bremsen Karosserie davon: Rohkarosserie Stoßstangen Sitze Karosserieelektrik Betriebsstoffe Gesamtgewicht

23 Mehrgewicht durch sicherheitsrelevante Ausstattungen Mehrgewicht in der Struktur 45 kg Stoßfänger (8 km/h reversibel, 15 km/h ohne Strukturschäden) 24 kg Sicherheitsgurte 8 kg Polsterungen, Knieabstützungen 10 kg Fahrer- und Beifahrerairbags 10 kg Türbarriere 6 kg ABS 6 kg Summe 110 kg

24 Leichtbau durch alternative Werkstoffe Maßnahme Gewichtseinsparung Kostenmehrung Magnesiumdruckguß für Sitzstrukturen, bis zu 50% gering Instrumententräger und Türstrukturen Al-Blech für Kotflügel, Klappen, Türen bis zu 50% hoch Verstärkte Thermoplaste z.b. für die bis zu 30% gering Reserveradmulde Klappen aus verstärkten Thermoplasten bis zu 25% mäßig Verstärkte Duroplaste für horizontale Flächen bis zu 25% mäßig bis hoch, stark stückzahlabhängig Karosserie in Al bis zu 45% sehr hoch Al-Space-Frame bis zu 40% mäßig bis hoch, stark stückzahlabhängig Mischbauweise und Al und Stahl bis ca. 30% mäßig Optimierte Stahlbauweise bis zu 25% gering CFK-Stukturen bis zu 69% sehr hoch 25

25 ALFA Sitz komplett Schale und Lehne in Mg-Druckguß Kopfstützenrahmen 0,4 kg Kopfstützenschaum 0,17 kg Lehnenrahmen 1,4 kg Lehnenschaum 1,09 kg Blenden 0,33 kg Beschläge (mit Gurtschloß) 2,45 kg Sitzrahmen 1,43 kg Sitzschaum 1,07 kg Sitzschienen 2,65 kg 26

26 Grenzen des Leichtbaus E34 Z9 Differenz Differenz [kg] [kg] [kg] [%] Antrieb Fahrwerk Rohkarosserie Ausstattung Elektrik -3-4 Betriebsstoffe -6-9 Gesamt Ähnliches Projekt Chrysler Neon Lite: Gewichtsminderung von kg um 270 kg (-26 %) (Automobil Revue 9/1995) 27