Kraftstoffsparen mit Lkw-Reifen

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Wilhelmine Hafner
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1 Bitte decken Sie die schraffierte Fläche mit einem Bild ab. Please cover the shaded area with a picture. (24,4 x 13,2 cm) Kraftstoffsparen mit Lkw-Reifen Kurt Bergmüller, Robert Dworczak Semperit Reifen GmbH Red Bull Ring / Spielberg

2 Themen Rollwiderstand - Allgemeines Ermittlung des Rollwiderstands Einfluss von Profil, Profiltiefe, Reifendruck, Fahrgeschwindigkeit Verschleißindikatoren am Reifen Reifendruckkontrollsysteme, z.b. ContiPressureCheck 2

3 Die Gesamtkosten eines Transportunternehmens Die Reifen beeinflussen (indirekt) 45% 3

4 Rollwiderstand immer dabei Der Rollwiderstand ist der präsenteste aller Fahrtwiderstände, denn 1) er ist ab dem Losfahren vorhanden und wirkt auch dann, wenn alle anderen Fahrtwiderstände wie - Beschleunigungswiderstand - Steigungswiderstand - Luftwiderstand kaum oder noch gar nicht wirksam sind und 2) er ist beim herkömmlichen Lkw bis ca km/h größer als der Luftwiderstand 4

5 Leistung [PS] Rollwiderstand immer dabei Summe Leistung Rollwiderstand und Luftwiderstand Leistungsbedarf aufgrund des Luftwiderstandes Leistungsbedarf aufgrund des Rollwiderstandes Max. Motorleistung [PS] Steht für Beschleunigung und Steigungen zur Verfügung Wird nur für Rollwiderstand und Luftwiderstand benötigt Geschwindigkeit [km/h] 5

6 Wo der Rollwiderstand am Lkw entsteht Lenkachse ca. 15% Antriebsachse ca. 25% Trailerachsen ca. 60% Der RoWi-Anteil der Bereifung je Achse (am Gesamt-Rollwiderstand) entspricht in erster Näherung dem Anteil der Achslast am Gesamtgewicht. 6

7 Was den Rollwiderstand beeinflusst Ca. Kraftstoff-Verbrauchsänderung [%] Summe ca. 20% Annahmen: 1 mm Profiltiefe entspricht 2-3 % Rollwiderstand 1 bar Reifendruckreduzierung entspricht 2-4 % Rollwiderstandserhöhung 20% Rollwiderstandsoptimierung entsprechen ca. 5-6 % Kraftstoffersparnis 7

8 Wo der Rollwiderstand am Lkw-Reifen entsteht Laufstreifen % Gürtel 7 13 % Seitenwand 4-6 % Karkasslage 2-3 % Innenliner 5 % Wulst % 8

9 Was den Rollwiderstand beeinflusst Neben der Missstellung der Achsen, der Lagerreibung und ev. schleifenden Bremsen ist der Reifen für den Rollwiderstand (folgend RoWi ) hauptverantwortlich. 1) Innerer Aufbau und Herstellprozess 2) Laufflächenmischung (z.b. Naturkautschuk) 3) Neureifen oder Runderneuerung 4) Zwillingsräder statt Einzelreifen bei Anhängern 5) Profiltiefe 6) Profilgestaltung 7) Schlupf (Ladungsverteilung) 8) Air- und Hydropumping 9) Fahrbahnoberfläche / Welligkeit / Rauhheit / Spurrillen 10) Fahrgeschwindigkeit 11) Reifentemperatur 12) Reifendruck Stauchung Biegeverformung Scher-, Zug- und Druckkräfte, Air- / Hydro-Pumping, Hysterese Zug 9

10 Rollwiderstand als Energie verlust Die Rollwiderstandskraft ist die Kraft, die der Abrollbewegung des Reifens auf der Fahrbahn beim Abrollen unter Last entgegenwirkt Formänderungsarbeit alias Hysterese (griech. hysteros hinterher, später ) bei viskoelastischen Materialien wie z.b. die Paarung Reifen und Fahrbahn / Reifeneinfederung und Profilstollenbewegung. Spannung (Radlast) Einfederungsvorgang (Kraftaufwand bei Deformation) Ausfederungsvorgang (Kraftrückgewinn) = charakteristisch für alle Feder-Dämpfer-Systeme Durch geeignete Materialien und Konstruktion kann der Rollwiderstand verringert werden. Prinzipskizze Hysterese Einfederungsweg Dehnung Die Einfederung / der Einfederungsweg beträgt bei einem Lkw-Reifen (volle Last, voller Fülldruck) ca mm (je nach Größe). Die max. Kraft entspricht der Radlast. 10

Messverfahren für den Rollwiderstand 50 [N] kg RRC = x 100% (%) x 10 = 5 10.000 [N] t Klassen & Grenzwerte seit 01.11.

11 Messverfahren für den Rollwiderstand 50 [N] kg RRC = x 100% (%) x 10 = [N] t Klassen & Grenzwerte seit [kg/t]: 1 to RRC = Rolling Resistance Coefficient (Koeffizient zwischen Rollwiderstand [kg] und Radlast [t]) bei 80 km/h und 80 bis 85% der max. Traglast nach ISO C3 Reifen (Lkw) Klasse RRC* 4.0 A 4.1 RRC 5.0 B Rollwiderstand [N] RRC=C R = x 100% (%) x 10 = Radlast [N] kg t 5.1 RRC 6.0 C 6.1 RRC 7.0 D 7.1 RRC 8.0 E Limit 11/2016 6,5 kg/t* RRC 8.1 F entspricht B z.b. 5 kg Empty * Quelle: Die Grenzwerte stammen aus der UNECE Reg.117, doch für Schneereifen (Piktogramm mit drei Berggipfeln) gelten höhere Ausnahmewerte. G Limit11/2012 8,1 kg/t* 11

Rollwiderstandsklassen 22% 18% 15% 13% Das Reifenlabel ist als Beurteilungskriterium nur dann aussagekräftig, wenn zwischen Vergleichsreifen zumindest 2 Klassen Unterschied bestehen.

12 Rollwiderstandsklassen 22% 18% 15% 13% Das Reifenlabel ist als Beurteilungskriterium nur dann aussagekräftig, wenn zwischen Vergleichsreifen zumindest 2 Klassen Unterschied bestehen. Ein guter C - Wert ist nahezu ident mit einem schlechten B -Wert. Im Gegensatz dazu kann z.b. in Klasse B ein Reifen einen um 20% verbesserten RoWi besitzen, ohne das Label A zu erreichen. Rollwiderstandsgrenzwerte nach EG Nr. 1222/

13 RoWi Performance (%) Rollwiderstand in Abhängigkeit der Profiltiefe Mit abnehmender Profiltiefe sinkt der RoWi höher ist besser - Idealreifen Slick mit geringer Gummischicht - Kompromiss zwischen RoWi, Laufleistung und Nass-/Schneegripp finden - Nachschneiden hat Berechtigung Profiltiefe [mm] 13

Der Nachschneide-Prozess Ist Nachschneiden sinnvoll? JA, bei ordnungsgemäßer Ausführung bringt dies höhere Reifen-Laufleistung und geringeren Rollwiderstand Hätten Neureifen bereits die max.

14 Der Nachschneide-Prozess Ist Nachschneiden sinnvoll? JA, bei ordnungsgemäßer Ausführung bringt dies höhere Reifen-Laufleistung und geringeren Rollwiderstand Hätten Neureifen bereits die max. Profiltiefe, so wäre der RoWi sehr hoch (Blockbewegung), es käme zu starkem unregelmäßigen Abrieb und zu schwammigem Fahrverhalten (speziell an der Vorderachse) 1 mm Profiltiefe entspricht 2-3 % Rollwiderstand 14

15 RoWi Kraft [N] Rollwiderstand in Abhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit Bei steigender Geschwindigkeit erhöht sich die - Zentrifugalkraft - Deformationsgeschwindigkeit der Profilblöcke (entsteht höhere Hysterese), aber es steigen auch - Reifentemperatur - Reifendruck Daher nimmt der Rollwiderstand beim Lkw- Reifen bei längeren Fahrten mit höherer Geschwindigkeit ab Geschwindigkeit [km/h] 15

16 Rollwiderstand in Abhängigkeit der Fahrbahnoberfläche 6 unterschiedliche Laufflächenmischungen auf 2 Fahrbahnen ergeben jeweils ca. 15% RoWi-Unterschied Standard RR Trommeltest (ISO Test) ISO Test auf Rauhasphalt M. Haufe/ Product Development Commercial Vehicles Continental AG

Rollwiderstand in Abhängigkeit des Reifendrucks Abhängigkeit Reifendruck Rollwiderstand bei verschiedenen Fahrzeugklassen Reifeninnendruck vs.

17 Rollwiderstand in Abhängigkeit des Reifendrucks Abhängigkeit Reifendruck Rollwiderstand bei verschiedenen Fahrzeugklassen Reifeninnendruck vs. Rollwiderstand PKW LKW Höher Reifendruck verbessert den Rollwiderstand: beim PKW: 0,5 bar = 10% RR beim LKW: 1 bar = 1-3 % RR (Reifen mit voller Profiltiefe) 18

18 Reifentemperatur in Abhängigkeit des Reifendrucks 315/80R22.5 Front Radposition ReVo 8.0 bar Radposition LiVo 6.5 bar Konditionierung: 15 km bei 90 km/h 19

19 Verschleißindikatoren am Reifen / Hinweis auf die Fahrwerksgeometrie 1 mm 1 mm 4 mm 2.5 mm 2.5 mm Vorspur (aufeinander zulaufende Vorderreifen nutzen auf den Außenseiten stärker ab) Nachspur (die Innenschulter nutzt sich stärker ab wenn die Lenkachsreifen auseinander laufen) Schräglauf (Fahrzeug zieht zur Seite; Reifen nutzen durch Gegenlenken einseitig ab) 20

20 Reifendruckkontrollsysteme Zusatzempfänger Handlesegerät 21

21 Rollwiderstand ist Gripp Rollwiderstand bedeutet aber auch Gripp beim Anfahren und Bremsen Anfahren auf Gleitfläche Bremsen auf Gleitfläche 22

22 Rollwiderstand in der Praxis Ausrolltest aus 30km/h am ÖAMTC Testgelände Teesdorf durch Instruktoren 23

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24 Lkw-Reifen richtig verwenden 25

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