1 Einführung | 11 |
2 Gesamtfahrzeug | 13 |
2.1 Koordinatensysteme | 13 |
2.2 Wichtige Maße | 14 |
2.3 Aufteilung in Baugruppen | 16 |
3 Antrieb | 17 |
3.1 Antriebskonzepte | 17 |
3.2 Ausführungen und Kombinationen von Antriebsmaschinen | 20 |
3.3 Speicherung der Antriebsenergie | 24 |
3.4 Antriebsstrang, Kennungswandler für Verbrennungsmotoren | 26 |
3.4.1 Anordnung, Aufbau, Funktion | 26 |
3.4.2 Ausführungen von Kupplungen und Wandlern | 28 |
3.4.3 Ausführungen von Getrieben | 31 |
3.4.4 Ausführung des Differenzials | 36 |
4 Fahrwerk | 38 |
4.1 Räder und Reifen | 38 |
4.1.1 Anforderungen an den Reifen | 38 |
4.1.2 Reifenaufbau | 39 |
4.1.3 Reifenabmessungen und Reifenkennzeichnungen | 40 |
4.1.4 Räder | 44 |
4.1.5 Eigenschaften des Reifens bezüglich des Kraftschlusses | 45 |
4.1.6 Reifenverhalten bei reiner Längs- oder Seitenkraft | 48 |
4.1.7 Reifenverhalten bei Überlagerung von Längs- und Seitenkraft | 58 |
4.1.8 Dynamisches Reifenverhalten | 60 |
4.1.9 Federeigenschaften des Reifens | 62 |
4.2 Bremsen | 63 |
4.2.1 Einteilung | 63 |
4.2.2 Aufgaben der Bremsanlage | 66 |
4.2.3 Aufbau der Bremsanlage | 66 |
4.2.4 Bauarten von Bremsanlagen | 71 |
4.3 Radführungen | 79 |
4.3.1 Aufbau von Radführungen | 80 |
4.3.2 Bauarten von Radführungen | 80 |
4.3.3 Achskinematik | 89 |
4.3.4 Achselastokinematik | 97 |
4.4 Lenkung | 99 |
4.4.1 Anforderungen an die Lenkung | 99 |
4.4.2 Aufbau der Lenkung | 100 |
4.4.3 Hilfskraftlenkung | 105 |
4.4.4 Lenkungen mit variabler Übersetzung | 109 |
4.5 Federung und Dämpfung | 111 |
4.5.1 Aufgaben der Federung | 111 |
4.5.2 Bauarten von Federn | 113 |
4.5.3 Schwingungsdämpfer | 123 |
5 Aufbau/Karosserie | 129 |
5.1 Bezeichnungen der einzelnen Bauteile einer Pkw-Karosserie | 129 |
5.2 Aufbaukonzepte | 129 |
5.3 Aufbauvarianten | 134 |
6 Elektrik/Elektronik | 135 |
6.1 Bordelektrik | 135 |
6.2 Elektronik-Bussysteme | 135 |
7 Fahrwiderstand | 139 |
7.1 Radwiderstand | 139 |
7.1.1 Rollwiderstand | 139 |
7.1.2 Schwallwiderstand | 144 |
7.1.3 Lagerreibung/Reibung der nicht betätigten Radbremse | 144 |
7.1.4 Vorspurwiderstand | 146 |
7.1.5 Kurvenwiderstand | 147 |
7.1.6 Federungswiderstand | 150 |
7.1.7 Gesamter Radwiderstand | 151 |
7.2 Luftwiderstand | 152 |
7.2.1 Fahrzeugumströmung | 152 |
7.2.2 Luftwiderstand bei Windstille | 153 |
7.2.3 Luftwiderstand bei natürlichem Wind | 155 |
7.3 Steigungswiderstand | 157 |
7.4 Beschleunigungswiderstand | 158 |
7.5 Zughakenwiderstand | 160 |
7.6 Gesamtfahrwiderstand | 162 |
7.7 Fahrwiderstandsleistung | 162 |
7.8 Experimentelle Ermittlung des Fahrwiderstands | 164 |
7.8.1 Ermittlung des Radwiderstands mittels Prüfvorrichtung | 164 |
7.8.2 Ermittlung des Luftwiderstands im Windkanal | 165 |
7.8.3 Ermittlung des Steigungswiderstands | 168 |
7.8.4 Ermittlung des Beschleunigungswiderstands | 169 |
7.8.5 Ermittlung des Fahrwiderstands und einzelner Anteile mit dem Fahrzeug auf der Teststrecke | 169 |
8 Antriebskennfeld | 172 |
8.1 Erforderliche Antriebskraft und Antriebsleistung an den Antriebsrädern | 172 |
8.2 Ideale Antriebskennung | 172 |
8.3 Reale Kennfelder von Fahrzeugmotoren | 174 |
8.4 Annäherung des Antriebskennfelds an das ideale Kennfeldmittels Anfahrkupplung und Stufengetriebe | 178 |
8.5 Leistungsfluss mit Verlusten | 182 |
8.6 Getriebeabstufung | 184 |
8.7 Beispiel | 188 |
8.8 Besonderheiten bei der Verwendung eines Drehmomentwandlers beim Anfahren | 190 |
9 Fahrleistungen, begrenzt durch Motorleistung | 193 |
9.1 Höchstgeschwindigkeit | 193 |
9.2 Steigfähigkeit | 195 |
9.3 Beschleunigungsfähigkeit | 197 |
9.4 Sonderfall: Motor im Schubbetrieb | 199 |
9.5 Genauere Betrachtung | 201 |
10 Kraftstoffverbrauch | 205 |
10.1 Kenngrößen | 205 |
10.2 Normverbrauch | 207 |
10.3 Berechnung des Streckenverbrauchs | 209 |
10.4 Verbrauchsgünstige Übersetzung und Fahrweise | 211 |
11 Fahrdynamik – Fahrleistungen begrenzt durch Kraftschluss | 216 |
11.1 Längsdynamik | 216 |
11.1.1 Dynamische Radlasten beim Beschleunigen, Bremsen, Steigungs- und Gefällefahrt | 216 |
11.1.2 Bestimmung des Nickwinkels | 220 |
11.1.3 Maximale Beschleunigungs- und Steigfähigkeit aufgrund des Kraftschlusses | 221 |
11.1.4 Erforderlicher Kraftschluss beim Antreiben | 224 |
11.1.5 Bremsverhalten | 225 |
11.1.5.1 Ideale Bremskraftverteilung/idealer Allradantrieb | 225 |
11.1.5.2 Auslegung der installierten Bremskraftverteilung | 229 |
11.1.5.3 Das Antiblockiersystem (ABS), Bremskraftminderer und die elektronische Bremskraftverteilung | 231 |
11.1.5.4 Erforderlicher Kraftschluss beim Bremsen | 238 |
11.1.5.5 Mögliche Abbremsung ohne blockierte Räder bzw. ohne aktives ABS | 239 |
11.1.5.6 Brems- und Anhalteweg | 240 |
11.1.5.7 Zusammenhang zwischen Bremskraft und Fußkraft | 245 |
11.1.5.8 Bremsleistung und Bremsenergie | 247 |
11.2 Querdynamik | 247 |
11.2.1 Eigenlenkverhalten | 250 |
11.2.2 Wankwinkel bei stationärer Kurvenfahrt | 256 |
11.2.3 Dynamische Radlasten beim Vierradfahrzeug bei stationärer Kurvenfahrt | 261 |
11.2.4 Auswirkungen der Radlaständerungen bei Kurvenfahrt auf die übertragbaren Seitenkräfte | 264 |
11.2.5 Möglichkeiten zur Beeinflussung des Eigenlenkverhaltens beim Vierradfahrzeug | 266 |
11.2.6 Querdynamik bei Nutzfahrzeugen | 270 |
11.3 Vertikaldynamik | 272 |
11.4 Fahrdynamikregelsysteme | 277 |
12 Übungsaufgaben | 283 |
12.1 Beispielfahrzeuge | 283 |
12.2 Aufgaben | 287 |
12.2.1 Aufgaben zum Fahrwiderstand | 287 |
12.2.2 Aufgaben zur Höchstgeschwindigkeit | 288 |
12.2.3 Aufgaben zur Steig- und Beschleunigungsfähigkeit | 289 |
12.2.4 Aufgaben zum Kraftstoffverbrauch | 294 |
12.2.5 Aufgaben zum Bremsverhalten | 295 |
12.3 Lösungen | 299 |
Literaturverzeichnis | 307 |
Formelzeichenverzeichnis | 308 |
Sachwortverzeichnis | 312 |
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