Broschüre zur Fahrphysik - BMW Group

Weitere Magazine

Empfehlungen

Info

Fliehkraft Seitenführungskräfte DSC hilft bei Unter- und Übersteuern Vier nur etwa handtellergroße Flächen machen Autofahren erst möglich: die Aufstandsflächen der Reifen auf der Fahrbahn, der so genannte Latsch. Diese Flächen übertragen die fahrdynamischen Kräfte des Automobils auf die Straße. Im Wesentlichen sind diese Kräfte die Umfangskräfte, die beim Bremsen und Beschleunigen in Längsrichtung wirken und die Seitenführungskräfte, die in Querrichtung bei Kurvenfahrten auftreten. Kraftübertragung Fahrzeug – Straße. Übertragen werden diese Kräfte durch die Reibung der Reifen auf der Fahrbahn. Im normalen Betrieb findet die Kraftübertragung durch Haftreibung statt, wenn sich Reifen und Straße miteinander verzahnen. Werden jedoch die fahrdynamischen Kräfte zu groß, gerät der Reifen aus der Haftreibung in die Gleitreibung – das Fahrzeug beginnt zu rutschen. Wann die Haftreibung in die Gleitreibung übergeht, hängt vom so genannten Reibbeiwert ab. Dieser ist beispielsweise bei trockenem Asphalt zehnmal so groß wie auf Eis. Die Seitenführung auf Eis beträgt folglich nur ein Zehntel derjenigen auf Asphalt, der Bremsweg ist zehnmal länger. Der Reibbeiwert hängt dabei nicht nur von der Straßenoberfläche ab, sondern auch von der Bauart, der Zusammensetzung und dem Zustand des Reifens. Schlupf. In der Realität tritt nie nur zu 100% Haft- oder Gleitreibung auf. Daher spielt das jeweilige Verhältnis zwischen Rad- und Fahrzeuggeschwindigkeit, der so genannte Schlupf, in der Fahrpraxis eine wichtige Rolle. Bei hohem Antriebsschlupf neigen die Räder zum Durchdrehen, bei großem Bremsschlupf hingegen zum Blockieren. Versuche haben gezeigt, dass beim Bremsen – in Abhängigkeit von der Fahrbahnoberfläche – ein bis zu zwanzigprozentiger Schlupf ideal sein kann, um Bremskräfte optimal umzusetzen. Dieser Idealwert wird auf trockener Fahrbahn beim Bremsen dann erreicht, wenn die Reifen bereits quietschen, aber noch nicht blockieren. Das Anti- Blockier-System (ABS) unterstützt den Fahrer, diesen sonst schwer zu erreichenden Idealzustand für jedes Rad individuell zu erreichen. Untersteuern Übersteuern Dynamische Gewichtsverlagerung und Fliehkraft. Jede bewegte Masse besitzt eine Bewegungsenergie, die an eine Richtung gebunden ist. Beim Bremsen oder Beschleunigen bewirkt die Trägheit der Fahrzeugmasse eine Gewichtsverlagerung – beim Bremsen auf die Vorderachse, beim Beschleunigen auf die Hinterachse. Bei der Kurvenfahrt tritt durch die Querbeschleunigung eine Fliehkraft auf, die das Fahrzeug nach außen drängt. Solange das Seitenführungspotenzial der Räder größer ist als die Fliehkraft, ist die Kurvenfahrt problemlos. Wird die Fliehkraft jedoch stärker als die Seitenführung oder der Kurvenradius durch die Lenkvorgabe deutlich verringert, kann das Fahrzeug, und somit die Vorderräder, nicht mehr der Vorgabe des eingestellten Lenkwinkels folgen. Das Fahrzeug fährt einen größeren Radius, folgt also nicht mehr der Lenkvorgabe. Schiebt es dann über die Vorderräder nach außen, spricht man davon, dass es untersteuert. Beim Übersteuern hingegen reißt die Haftung nur an den Hinterrädern ab, das Heck „bricht aus“, und das Auto gerät ins Schleudern. Gegen Unter- wie Übersteuern hilft, innerhalb der physikalischen Grenzen, die dynamische Stabilitätskontrolle (DSC). Sie stabilisiert durch gezielte Eingriffe in das Motoren- und vor allem das Bremsenmanagement das Fahrzeug. Das Ergebnis ist vergleichbar mit der Steuerungsweise eines Schlittens: Gezielte Bremseingriffe auf nur einer Seite beeinflussen die Fahrtrichtung. Die physikalischen Freiheitsgrade eines Automobils. Wie alle Festkörper kann sich ein Automobil in sechs Freiheitsgraden bewegen. Dabei wird zwischen der so genannten Translation, der Längsbewegung entlang einer Achse, und der Rotation, eine Drehbewegung rund um eine Achse, unterschieden. Translatorische Bewegung (Längsbewegung): • vorwärts – rückwärts (entlang der Längsachse) • rechts – links (entlang der Querachse) • hoch – tief (entlang der Hochachse) Rotatorische Bewegung (Drehbewegung): • um die Längsachse (wanken, rollen: das Fahrzeug federt bei Kurvenfahrt auf einer Seite stärker) • um die Querachse (nicken: das Fahrzeug federt vorne stark ein, z.B. bei einer Vollbremsung) • um die Hochachse (gieren: das Fahrzeug fährt eine Kurve) Stabilisierende Bremseingriffe (DSC) Motormomentenregelung 2
in % 100 Pedalkraft Bremswirkung 30 0 Trainierter Fahrer Normalfahrer mit DBC Fahrwerk BMW 3er Reihe Bremsen: BMW war Pionier mit Anti-Blockier- System im Jahr 1979. Beim Bremsen spielt die BMW Group einmal mehr eine Vorreiterrolle: Bereits im Jahr 1979 hat das Unternehmen mit dem 745i das erste serienmäßig mit elektronischem Anti-Blockier-System (ABS) ausgestattete Fahrzeug auf den Markt gebracht. Heute ist das Elektronische Bremsenmanagement (EBM) nicht nur für stets höhere Bremsleistungen, sondern im Rahmen der Dynamischen Stabilitätskontrolle (DSC) auch für die Einhaltung der Fahrstabilität zuständig. Dynamische Stabilitätskontrolle (DSC). DSC verhindert durch gezielte Eingriffe an Motor und Bremsen das Über- und Untersteuern. Das Fahrstabilitätssystem DSC besteht aus verschiedenen Modulen, vom bewährten ABS über die Traktionskontrolle DTC bis zur Bremskontrolle in Kurven (CBC). Alle Module greifen bei Bedarf am Motor und an den Bremsen ein. Die wichtigsten Module der DSC sind: Anti-Blockier-System (ABS). Das kontinuierlich weiterentwickelte Anti-Blockier- System (ABS) sorgt für Stabilität und Lenkbarkeit des Fahrzeugs beim Bremsen, indem es das Blockieren der Räder beim Bremsen verhindert. Selbst bei schwierigen und unterschiedlichen Straßenverhältnissen bleibt die Lenkbarkeit des Autos erhalten. Bei richtigem Einsatz (Bremspedal voll treten, nicht nachlassen) ist der Bremsweg optimal kurz. Automatische Stabilitätskontrolle (ASC). Die in das DSC integrierte Automatic Stability Control (ASC) hält den Antriebsschlupf im optimalen Bereich. ASC regelt durch Eingriffe am Motor und an den Bremsen der einzelnen Räder die Beschleunigung so, dass beim Gasgeben kein Rad übermäßig durchdreht. Dynamische Traktionskontrolle (DTC). Eine spezielle Unterfunktion der DSC ist die Dynamische Traktionskontrolle (DTC). Sie kann vom Fahrer aktiviert werden, wenn er auf lockerem Untergrund mit hohem Antriebsschlupfbedarf wie Schotter, Schnee o.ä. unterwegs ist. Sogar auf hohem Reibwert kann für den geübten Fahrer bei sportlicher Fahrweise eine höhere Agilität erzielt werden. Mit DTC erhält der maximale Vortrieb Priorität, die Regelschwellen der DSC werden entsprechend angehoben, so dass die kontrolliert durchdrehenden Räder für den benötigten hohen Antriebsschlupf sorgen. Dynamische Bremskontrolle (DBC). Weniger trainierte Fahrer nutzen meist die maximale ABS-Bremswirkung nicht, weil sie das Pedal nicht stark genug durchtreten oder beim ABS-typischen Pulsieren wieder nachlassen. Hier unterstützt die Dynamische Bremskontrolle DBC, indem sie Notsituationen anhand der dafür typischen schnellen Pedalbetätigungen erkennt und bereits bei einem Pedaldruck von nur 30% die maximal mögliche Bremswirkung erzielt. Bremskontrolle in Kurven (CBC). Die Cornering Brake Control (CBC), eine erweiterte ABS-Funktion, wurde speziell zum Bremsen in Kurven entwickelt. Das System reduziert den Bremsdruck an den kurveninneren Rädern. Die Seitenführung wird damit erhalten, das Fahrzeug gerät – im Rahmen der physikalischen Grenzen – nicht ins Rutschen. Elektronische Bremskraftverteilung (EBV). Diese Option verkürzt den Bremsweg, indem sie die Bremsleistung an der Hinterachse optimal der jeweiligen Beladung anpasst. Anhänger-Stabilisierungskontrolle. Dieses System erkennt das Pendeln eines Gespanns und bremst das Fahrzeug automatisch ab. Dadurch stabilisiert es das Gespann. Über die Grundfunktionen hinaus umfasst das DSC für die Sechszylinder-Modelle folgende Zusatzfunktionen: Der Anfahrassistent hält an Steigungen das Fahrzeug nach dem Lösen der Fußbremse für ein rückrollfreies Anfahren kurz fest. Die Funktion SoftStop reduziert durch gezielten Bremsdruckabbau das Nicken des Fahrzeugs, kurz bevor das Auto zum Stillstand kommt. Die Fading-Kompensation gleicht das „Nachlassen“ der Bremsleistung durch Erhöhung des Bremsdrucks aus. Bei gleicher Pedalkraft bleibt so die Verzögerung konstant. Die Funktion Bremsbereitschaft verkürzt bei einer Notbremsung die Druckaufbauzeit. Bei schnellem Lösen des Gaspedals legen sich die Bremsbeläge blitzschnell an die Bremsscheiben an, um den maximalen Bremsdruck möglichst schnell zu erreichen. Die Funktion Trockenbremsen optimiert das Ansprechverhalten der Bremsen bei Nässe. Erkennt der Regensensor Nässe oder laufen die Scheibenwischer, dann werden die Bremsbeläge von Zeit zu Zeit leicht an die Bremsscheiben angelegt, um den Wasserfilm auf den Bremsscheiben zu entfernen. 3
Seite 1: Informationen der BMW Group 2006 Fa
Seite 5 und 6: Kamm’scher Kreis. Summe der Kräf

Broschüre zur Fahrphysik - BMW Group

Erfolgreiche ePaper selbst erstellen

Template löschen?

Als Template speichern?