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Fahrwerkhandbuch

Grundlagen, Fahrdynamik, Komponenten, Systeme, Mechatronik, Perspektiven

VerlagVieweg+Teubner (GWV)
Erscheinungsjahr2008
Seitenanzahl610 Seiten
ISBN9783834894939
FormatPDF
KopierschutzDRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis36,99 EUR
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.



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Leseprobe
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.
Inhaltsverzeichnis
Vorwort5
Autorenverzeichnis6
Inhaltsverzeichnis8
Abkürzungen19
1 Einleitung und Grundlagen21
1.1 Geschichte, Definition, Bedeutung22
1.2 Fahrwerkaufbau29
1.3 Fahrwerkauslegung35
2 Fahrdynamik55
2.1 Fahrwiderstände und Energiebedarf55
2.2 Kraftübertragung zwischen Reifen und Fahrbahn72
2.3 Längsdynamik85
2.4 Vertikaldynamik87
2.5 Querdynamik106
2.6 Allgemeine Fahrdynamik134
2.7 Fahrwerkregelsysteme138
2.8 Fahrverhalten142
3 Bestandteile des Fahrwerks169
3.1 Struktur des Fahrwerks169
3.2 Antriebsstrang171
3.3 Radbremsen und Bremssysteme177
3.4 Lenksysteme212
3.5 Federn und Stabilisatoren246
3.6 Dämpfung286
3.7 Radführung307
3.8 Radträger und Radlager344
3.9 Reifen und Räder365
4 Achsen im Fahrwerk402
4.1 Starrachsen404
4.2 Halbstarrachsen409
4.3 Einzelradaufhängung412
4.4 Einzelradaufhängungen der Vorderachse429
4.5 Einzelradaufhängungen der Hinterachse432
4.6 Konstruktionskatalog als Auswahlhilfe für die Achstypen434
4.7 Gesamtfahrwerk434
4.8 Radaufhängungen der Zukunft436
5 Fahrkomfort440
5.1 Grundlagen, Mensch und NVH440
5.2 Gummiverbundteile445
5.3 Aggregatelager449
5.4 Hülsenlager (Gummilager)453
5.5 Gleitlager454
5.6 Hydraulisch dämpfende Buchsen455
5.7 Achsträgerlager ( Hilfsrahmenlager)458
5.8 Federbeinstützlager, Dämpferlager460
5.9 Verbundlenkerlager461
5.10 Zukünftige Bauteilausführungen462
5.11 Berechnungsmethoden464
5.12 Akustische Bewertung von Gummiverbundteilen465
6 Fahrwerkentwicklung467
6.1 Entwicklungsprozess467
6.2 Projektmanagement (PM)473
6.3 Planungs- oder Definitionsphase473
6.4 Konzeptphase475
6.5 Virtuelle Simulation475
6.6 Serienentwicklung und Absicherung500
6.7 Entwicklungsaktivitäten während der Serienproduktion508
6.8 Ausblick und Zusammenfassung509
7 Systeme im Fahrwerk511
7.1 Elektronik im Fahrwerk511
7.2 Elektronische Fahrwerkregelsysteme511
7.3 Systemvernetzung521
7.4 Funktionsintegration524
7.5 Simulation Fahrwerkregelsysteme526
7.6 Mechatronische Fahrwerksysteme529
7.7 X-by-wire557
7.8 Fahrerassistenzsysteme563
8 Zukunftsaspekte des Fahrwerks575
8.1 Fahrwerkkonzepte – Fokussierung auf den Kundenwert575
8.2 Elektronische Fahrwerksysteme579
8.3 X-by-wire-Systeme der Zukunft583
8.4 Vorausschauende und intelligente Fahrwerke der Zukunft584
8.5 Hybridfahrzeuge588
8.6 Selbstfahrendes Chassis, Rolling/ Driving Chassis589
8.7 Autonomes Fahren in der Zukunft?590
8.8 Zukunftsszenarien für das Auto und sein Fahrwerk591
8.9 Ausblick594
Anhang596
Alle Pkw-Plattformen und Plattformbezeichnungen 2008 bis 2016596
Sachwortverzeichnis608

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