Fahrwerktechnik: Grundlagen

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1 Prof. Dipl.-Ing. Jörnsen Reimpell Fahrwerktechnik: Grundlagen Fahrwerk und Gesamtfahrzeug Antriebsarten und Radaufhängungen Achskinematik und Elastokinematik Lenkanlage Federung Reifen Konstruktions- und Kostenhinweise Herausgeber: Prof. Dipl.-Ing. Jörnsen Reimpell 2., überarbeitete Auflage VOGEL Buchverlag Würzburg

2 Inhaltsverzeichnis Vorwort 5 Formelzeichen und Einheiten 11 1 Antriebsarten und Radaufhängungen Vorder- und Hinterachsen, allgemein Einzelradaufhängungen, allgemein Anforderungen Doppelquerlenker-Radaufhängungen Radführende Feder- und Dämpferbeine Längslenkerachsen Schräglenkerachsen Starrachsen, allgemein Standardbauweise, Motor vorn und Antrieb hinten Vor- und Nachteile der Standardbauweise Nichtangetriebene Vorderachsen Angetriebene Hinterachsen Heck- und Mittelmotorantrieb Vorderradantrieb Bauarten Vor- und Nachteile des Vorderradantriebs Angetriebene Vorderachsen Nichtangetriebene Hinterachsen Allradantrieb Manuell zuschaltbarer Allradantrieb bei Pkw und Kombiwagen Manuell zuschaltbarer Allradantrieb bei Nkw und Mehrzweck-Pkw Permanenter Allradantrieb bei Pkw und Kombiwagen Vor- und Nachteile des Allradantriebs 76 2 Reifen und Räder Forderungen an die Bereifung Austauschbarkeit Forderungen bei Pkw Forderungen bei Nkw Reifenausführungen Reifen in Diagonalbauart Reifen in Radial-Gürtelbauart Schlauchlos oder mit Schlauch Höhen-Breiten-Verhältnis Kennzeichnung Luftdruck Reifenprofile Räder 94

3 2.3.1 Begriffe Felgen für Pkw, Leicht-Nkw und deren Anhängefahrzeuge Räder für Pkw, Leicht-Nkw und deren Anhängefahrzeuge Radbefestigungen Federungsverhalten Ungleichförmigkeit Rollwiderstand Rollwiderstand bei Geradeausfahrt Rollwiderstand bei Kurvenfahrt Sonstige Einflußgrößen Haft- und Gleitreibung in Längsrichtung Schlupf Reibungszahlen Fahrbahneinflüsse Seitliche Haftreibung Seitenkräfte, Schräglaufwinkel und Reibungszahl Kurvenverhalten und Schwimmwinkel Reibungszahlen und Schlupf Seitenführungseigenschaften auf trockener Fahrbahn Einflußgrößen Resultierende Haftreibung Reifenrückstellmoment und Reifennachlauf Rückstellmoment, allgemein Reifennachlauf Einflußgrößen an den Vorderrädern Rückstellmoment an den Hinterrädern 127 Achskinematik und Elastokinematik Zweck der Achseinstellwerte Radstand Spurweite Wankzentren und Wankachse Begriffsbestimmung Wankachse Wankzentrum bei Einzelradaufhängungen Wankzentrum bei Verbundlenkerachsen Wankzentrum bei Starrachsen Sturz Sturzwerte und Sturzangaben Kinematische Sturzänderung Zeichnerische Ermittlung der Sturzänderung Wanksturz bei Kurvenfahrt Elastizitätssturz Vorspur und Eigenlenken Begriffsbestimmung und Einstellwerte Kinematische Vorspuränderung Vorspuränderung durch Wanklenken Vorspuränderung durch Seitenkräfte Vorspuränderung durch Längskräfte Lenkwinkel und Lenkübersetzung Lenkwinkel Spur- und Wendekreis Kinematische Lenkübersetzung Dynamische Lenkübersetzung 188 8

4 : 3.8 Lenkungsrückstellung, allgemein Spreizung und Lenkrollhalbmesser Zusammenhang Spreizung und Lenkrollhalbmesser Bremskrafthebelarm Längskrafthebelarm Änderung des Lenkrollhalbmessers Nachlauf Rad- und Reifennachlauf Nachlauf und Geradeausfahrt Rückstellmomente bei Kurvenfahrt Spreizungs-, Sturz- und Nachlaufänderung beim Lenkeinschlag Nachlaufänderung in Abhängigkeit der Radwege vorn Wegabhängige Drehung des Hinterachsradträgers Zerlegung der Hochkraft bei Nachlauf Einstellwerte und Toleranzen Messung von Nachlauf und Spreizung Brems- und Anfahrnickabstützung Begriffsbestimmung Nickpole vorn Nickpole hinten 230 Lenkung Anforderungen Zahnstangenlenkung Vor- und Nachteile Ausführungsformen Seitenabgriff der Spurstangen Mittenabgriff der Spurstangen Lenkgetriebe mit Drehbewegung Vor- und Nachteile Kugelumlauflenkung Schneckenrollenlenkung Lenksäule Lenkungsdämpfer Lenkkinematik 251 Federung Anforderungen an die Federung Massen, Schwingungszahlen und Federraten Gewichte und Achslasten Leergewicht Gesamtgewicht nach Angabe des Herstellers Zulässige Nutzlast Konstruktionsgewicht Zulässige Achslasten Lastverteilung Federungskennlinien Vorderachse Hinterachse Federung und Kurvenverhalten Schrägfederung Federnarten Einteilung Stahlfedern 283 9

5 5.5.3 Anschläge und Zusatzfedern Stabilisatoren Stoßdämpfer Einbauarten Zweirohrdämpfer, drucklos Zweirohrdämpfer, druckbelastet Einrohrdämpfer, druckbelastet Einrohrdämpfer, drucklos Dämpfungsdiagramme und -kennlinien Dämpferaufhängungen Anschläge und Zusatzfedern im Stoßdämpfer Federdämpfer Feder- und Dämpferbeine Federbeinausführungen Zweirohrfederbein, drucklos Zweirohrfederbein, druckbelastet Dämpferbein Variable Dämpfung Fahrwerk und Gesamtfahrzeug Fahrzeug- und Aufbauschwerpunkt Schwerpunkt und Fahrverhalten Ermittlung des Fahrzeugschwerpunkts Achsgewichte und Aufbauschwerpunkt Massenträgheitsmomente Bremsverhalten Bremsvorgang Bremsstabilität Berechnung des Nickwinkels Einfluß von Nickpolen Bremsnickausgleich und Bremsabstützwinkel Antriebsverhalten Anfahrvorgang Steigfähigkeit Rutschgrenzen 349 Im Text genannte Automobilfirmen 353 Im Text genannte Zulieferanten der Autoindustrie 357 Stichwortverzeichnis