Heißing / Ersoy Fahrwerkhandbuch

Grundlagen, Fahrdynamik, Komponenten, Systeme, Mechatronik, Perspektiven
2.Auflage 2008
ISBN: 978-3-8348-9493-9
Verlag: Vieweg & Teubner
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark

E-Book, Deutsch, 620 Seiten, eBook

Reihe: ATZ/MTZ-Fachbuch

Trotz aller Unterstützung durch elektronische Steuerungs- und Regelsysteme kommen Pkw-Fahrwerke der neuesten Generation nicht ohne die konventionellen Fahrwerkelemente aus. Mit Blick auf die Fahrdynamik werden in diesem Band die konventionellen Elemente und deren Zusammenwirken mit mechatronischen Systemen dargestellt. Dabei werden zunächst Grundlagen und Auslegung, danach in besonders praxisnaher Darstellung die Fahrdynamik beschrieben. Es folgen ausführliche Beschreibung und Erläuterung der modernen Komponenten. Ein eigener Abschnitt widmet sich den Achsen und Prozessen für die Achsenentwicklung.
Mit einigen überarbeiteten Abbildungen und Aktualisierungen in Text und Literaturverzeichnis konnten gegenüber der ersten Auflage bereits Verbesserungen vorgenommen werden.

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Bernd Heißing leitet heute den Lehrstuhl für Fahrzeugtechnik an der TU München. Fast 15 Jahre war er in leitender Funktion in der Fahrwerkentwicklung bei Audi und engagiert sich heute zusätzlich in zahlreichen Forschungsprojekten, bei Tagungen und Kongressen für Fahrwerkthemen.
Prof. Dr.-Ing. Metin Ersoy promovierte über Konstruktionssystematik an der TU Braunschweig, ist seit mehr als 30 Jahren in verschiedenen Firmen an leitender Stelle, seit 20 Jahren für ZF Lemförder zuletzt als Leiter Vorentwicklung und zusätzlich als Honorarprofessor an der Fachhochschule Osnabrück für Fahrwerktechnik tätig.

Zielgruppe

Professional/practitioner

Autoren/Hrsg.

Heißing, Bernhard

Ersoy, Metin

Inhaltsverzeichnis

1;Vorwort;5
2;Autorenverzeichnis;6
3;Inhaltsverzeichnis;8
4;Abkürzungen;19
5;1 Einleitung und Grundlagen;21
5.1;1.1 Geschichte, Definition, Bedeutung;22
5.2;1.2 Fahrwerkaufbau;29
5.3;1.3 Fahrwerkauslegung;35
6;2 Fahrdynamik;55
6.1;2.1 Fahrwiderstände und Energiebedarf;55
6.2;2.2 Kraftübertragung zwischen Reifen und Fahrbahn;72
6.3;2.3 Längsdynamik;85
6.4;2.4 Vertikaldynamik;87
6.5;2.5 Querdynamik;106
6.6;2.6 Allgemeine Fahrdynamik;134
6.7;2.7 Fahrwerkregelsysteme;138
6.8;2.8 Fahrverhalten;142
7;3 Bestandteile des Fahrwerks;169
7.1;3.1 Struktur des Fahrwerks;169
7.2;3.2 Antriebsstrang;171
7.3;3.3 Radbremsen und Bremssysteme;177
7.4;3.4 Lenksysteme;212
7.5;3.5 Federn und Stabilisatoren;246
7.6;3.6 Dämpfung;286
7.7;3.7 Radführung;307
7.8;3.8 Radträger und Radlager;344
7.9;3.9 Reifen und Räder;365
8;4 Achsen im Fahrwerk;402
8.1;4.1 Starrachsen;404
8.2;4.2 Halbstarrachsen;409
8.3;4.3 Einzelradaufhängung;412
8.4;4.4 Einzelradaufhängungen der Vorderachse;429
8.5;4.5 Einzelradaufhängungen der Hinterachse;432
8.6;4.6 Konstruktionskatalog als Auswahlhilfe für die Achstypen;434
8.7;4.7 Gesamtfahrwerk;434
8.8;4.8 Radaufhängungen der Zukunft;436
9;5 Fahrkomfort;440
9.1;5.1 Grundlagen, Mensch und NVH;440
9.2;5.2 Gummiverbundteile;445
9.3;5.3 Aggregatelager;449
9.4;5.4 Hülsenlager (Gummilager);453
9.5;5.5 Gleitlager;454
9.6;5.6 Hydraulisch dämpfende Buchsen;455
9.7;5.7 Achsträgerlager ( Hilfsrahmenlager);458
9.8;5.8 Federbeinstützlager, Dämpferlager;460
9.9;5.9 Verbundlenkerlager;461
9.10;5.10 Zukünftige Bauteilausführungen;462
9.11;5.11 Berechnungsmethoden;464
9.12;5.12 Akustische Bewertung von Gummiverbundteilen;465
10;6 Fahrwerkentwicklung;467
10.1;6.1 Entwicklungsprozess;467
10.2;6.2 Projektmanagement (PM);473
10.3;6.3 Planungs- oder Definitionsphase;473
10.4;6.4 Konzeptphase;475
10.5;6.5 Virtuelle Simulation;475
10.6;6.6 Serienentwicklung und Absicherung;500
10.7;6.7 Entwicklungsaktivitäten während der Serienproduktion;508
10.8;6.8 Ausblick und Zusammenfassung;509
11;7 Systeme im Fahrwerk;511
11.1;7.1 Elektronik im Fahrwerk;511
11.2;7.2 Elektronische Fahrwerkregelsysteme;511
11.3;7.3 Systemvernetzung;521
11.4;7.4 Funktionsintegration;524
11.5;7.5 Simulation Fahrwerkregelsysteme;526
11.6;7.6 Mechatronische Fahrwerksysteme;529
11.7;7.7 X-by-wire;557
11.8;7.8 Fahrerassistenzsysteme;563
12;8 Zukunftsaspekte des Fahrwerks;575
12.1;8.1 Fahrwerkkonzepte – Fokussierung auf den Kundenwert;575
12.2;8.2 Elektronische Fahrwerksysteme;579
12.3;8.3 X-by-wire-Systeme der Zukunft;583
12.4;8.4 Vorausschauende und intelligente Fahrwerke der Zukunft;584
12.5;8.5 Hybridfahrzeuge;588
12.6;8.6 Selbstfahrendes Chassis, Rolling/ Driving Chassis;589
12.7;8.7 Autonomes Fahren in der Zukunft?;590
12.8;8.8 Zukunftsszenarien für das Auto und sein Fahrwerk;591
12.9;8.9 Ausblick;594
13;Anhang;596
13.1;Alle Pkw-Plattformen und Plattformbezeichnungen 2008 bis 2016;596
14;Sachwortverzeichnis;608

und Grundlagen.- Fahrdynamik.- Bestandteile des Fahrwerks.- Achsen im Fahrwerk.- Fahrkomfort.- Fahrwerkentwicklung.- Systeme im Fahrwerk.- Zukunftsaspekte des Fahrwerks.

Leseproben

8 Zukunftsaspekte des Fahrwerks (S. 557-558)

Mit steigendem Wohlstand und Lebensstandard in unserer Gesellschaft wächst auch der Anspruch nach mehr Komfort und Lebensfreude auf der einen sowie das Bedürfnis nach mehr Schutz und Sicherheit auf der anderen Seite. Dies erstreckt sich auf alle Gebiete unseres täglichen Lebens. Bezogen auf das Automobil als unverzichtbarer Bestandteil unserer individuellen Mobilität haben diese Bedürfnisse die Fahrzeugentwicklung auch in den Bereichen Fahrwerk und Fahrzeugregelsysteme geprägt. Ziel der Fahrzeugregelsysteme ist es, für den Fahrer schwer zu kontrollierende, nichtlineare und verkoppelte Vorgänge beherrschbar zu machen und so die Sicherheit zu erhöhen.

Die Fahrwerke selbst sollen den Kundenwunsch durch ihre Eigenschaften Agilität, Fahrdynamik, Komfort und Sicherheit erfüllen helfen. Durch die Weiterentwicklung der Fahrwerkselemente und durch ein immer besseres und tieferes Verständnis der Fahrzeug- und Zuliefererindustrie für das komplexe Zusammenwirken dieser Komponenten konnten gerade in den letzten zwei Jahrzehnten große Fortschritte in der Qualität und den Eigenschaften von Fahrwerken erzielt werden. Dazu trugen aber auch immer leistungsfähigere Entwicklungsinstrumente, Materialien und Herstellverfahren bei. Obwohl aus Kostengründen auch heute noch die meisten Fahrwerke konventioneller Natur, d.h., aus passiven Komponenten aufgebaut sind, darf von einem hohen erreichten Niveau „mechanischer Intelligenz" gesprochen werden.

Eine der großen Herausforderungen ist es, diesen systemübergreifenden Kenntnisstand über kausale Zusammenhänge zusammen mit leistungsfähigen Rechnern und Programmen zur Verbesserung des virtuellen Entwicklungsprozesses zu nutzen. Auch die intensive Einbeziehung anderer Wissenschaftszweige wie der Psychologie in den Prozess bietet Möglichkeiten zur Verbesserung des Kundennutzens. Eine technische Revolution auf dem Fahrwerkssektor ist durch den Einsatz leistungsfähiger, vernetzter Fahrwerkregelsysteme abzusehen. Dabei spielt das Thema der zeitlichen und räumlichen Vorausschau für Fahrspurführung und Fahrbahnunebenheiten eine große Rolle. Dieses hohe mechanische Ausgangsniveau bleibt dennoch die unverzichtbare Basis der Fahrwerksabstimmung, auch wenn unter den neuen technischen Randbedingungen der Kompromisszwang für die konventionellen, passiven Teile des Fahrwerks gegenüber heute reduziert sein wird. Das aktuelle Thema der CO2-Reduzierung wird, wenn auch nicht gravierend, das Fahrwerk der künftigen Modelle beeinflussen und den in letzter Zeit vernachlässigten Leichtbau wiederbeleben.

8.1 Fahrwerkkonzepte – Fokussierung auf den Kundenwert

8.1.1 Auslegung des Fahrverhaltens

Basis des folgenden Abschnitts ist eine Expertenbefragung des Lehrstuhls für Fahrzeugtechnik der TU München in Zusammenarbeit mit einem Verhaltensforscher. Es wurden 12 Experten aus den Bereichen Fahrwerkstechnik, Kundenwerte und Subjektivbeurteilung von Fahrzeugen befragt. Die wichtigsten Erkenntnisse werden nachfolgend zusammengefasst. Die von einem Fahrzeug vermittelten gesellschaftlichen Werte werden immer deutlicher zur Kaufentscheidung herangezogen, während relativ dazu die Funktion an Bedeutung verliert. Produkte können noch so hoch in ihrer Qualität und angemessen in der Preisgestaltung sein – nur wenn es ihnen gelingt, die Aufmerksamkeit der Konsumenten zu erregen und als wünschenswert, nützlich und emotional befriedigend betrachtet zu werden, sind sie erfolgreich.

Das Ansprechen von tief sitzenden Emotionen und Werthaltungen wird erfolgreich eingesetzt, um Kunden zu gewinnen. Durch eine möglichst zutreffende Planung der Produktidentität und der Zielgruppe können die für diese Gruppe relevanten Wertvorstellungen erarbeitet werden. In Bild 8-1 ist dargestellt, wie die Experten das für die Kaufentscheidung relevante Wertgefüge beispielhaft für das Jahr 2008 einschätzen und wie die Entwicklung der Werte vom Zeitpunkt der Befragung (2004) aus verlaufen wird. Ausgehend von diesen Werthaltungen muss eine transparente Logik hin zu den für den Entwickler bestimmenden technischen Kriterien und Lösungen gefunden werden.

Über Autor(innen)

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Bernd Heißing leitet heute den Lehrstuhl für Fahrzeugtechnik an der TU München. Fast 15 Jahre war er in leitender Funktion in der Fahrwerkentwicklung bei Audi und engagiert sich heute zusätzlich in zahlreichen Forschungsprojekten, bei Tagungen und Kongressen für Fahrwerkthemen. Prof. Dr.-Ing. Metin Ersoy promovierte über Konstruktionssystematik an der TU Braunschweig, ist seit mehr als 30 Jahren in verschiedenen Firmen an leitender Stelle, seit 20 Jahren für ZF Lemförder zuletzt als Leiter Vorentwicklung und zusätzlich als Honorarprofessor an der Fachhochschule Osnabrück für Fahrwerktechnik tätig.