In dieser Studienarbeit wird das Phänomen der Lenkrückstellung bei Personenkraftwagen bearbeitet. Die automatische Lenkrückstellung ist bei Personenkraftwagen von großer Bedeutung, da sie zum einen die Sicherheit während einer Kurvenfahrt erhöht und zum anderen auch dem Fahrer ein besseres Gefühl für Geschwindigkeit und Fahrverhalten des Personenkraftwagen verleiht.
Speziell wird dabei der Einfluss von Spreizung, Nachlauf und Lenkrollradius auf die Lenkrückstellung untersucht. Des weiteren werden in graphischen Darstellungen die Veränderung des Lenkrückstellmomentes in Abhängigkeit von Nachlauf, Spreizung und Lenkeinschlagswinkel verdeutlicht.
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung
1.1 Gründe für eine selbsttätige Lenkrückstellung
1.2 Möglichkeiten zur Lenkrückstellung
1.3 Radstellungen
1.3.1 Bezugsgrößen
1.3.2 Sturz
1.3.3 Spur
1.3.4 Spreizung
1.3.5 Nachlaufwinkel
1.3.6 Lenkrollradius
3. Aufgabenstellung
4. Vorgehensweise
4.1 Allgemeines
4.2 Kurzbeschreibung des Rechenweges
4.3 Ausführlicher Rechenweg
4.3.1 Berechnung von τ und λ
4.3.2 Koordinatentransformation ins X*Y*Z*-System
4.3.3 Drehung des Achsschenkel P
4.3.4 Rücktransformation ins XYZ-System
4.3.5 Bestimmung des Rückstellmomentes
5. Beispielrechnung
6. Ergebnisse
7. Zusammenfassung und Diskussion
8. Literatur
9. Anhang
Zielsetzung und Themen
Das Hauptziel dieser Arbeit ist die Untersuchung des Einflusses der geometrischen Parameter Spreizung, Nachlauf und Lenkrollradius auf das Phänomen der automatischen Lenkrückstellung bei Personenkraftwagen, wobei eine mathematische Modellierung zur Bestimmung des Rückstellmoments im Fokus steht.
- Grundlagen der Vorderachsgeometrie und deren Einfluss auf den Geradeauslauf
- Mathematische Herleitung und Berechnung des Rückstellmoments
- Transformation von Koordinatensystemen mittels Matrizenrechnung
- Grafische Analyse der Momentenverläufe in Abhängigkeit von verschiedenen Einstellwerten
- Diskussion der physikalischen Ursachen für die Lenkrückstellung
Auszug aus dem Buch
1.1 Gründe für eine selbsttätige Lenkrückstellung
Für eine selbsttätige Lenkrückstellung existieren mehrere Gründe. Würde an den Vorderrädern eines Fahrzeuges das Rückstellmoment fehlen, so bräuchte man nur eine sehr geringe Kraft, um das Fahrzeug in die Kurve zu lenken. Allerdings müsste man am Ende der Kurve die Stellung der Lenkung selbst zurück in die Geradeausstellung bringen. Im schlimmsten Fall könnte es dazu kommen, dass der Fahrer am Kurvenende die Lenkung nicht schnell genug zurückstellt und somit die Kurve weiterfährt. Außerdem hätte der Fahrer kein Gefühl für Kurvengeschwindigkeit und Fahrverhalten.
Ein weiterer Grund für die selbsttätige Lenkrückstellung ist die Gewährleistung des Geradeauslaufes speziell bei Hinterrad angetriebenen Fahrzeugen, da diese in einen instabilen Fahrzustand sind. Diese Fahrzeuge benötigen die durch die Vorderachsgeometrie erzeugten Momente.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Beschreibt die Bedeutung der automatischen Lenkrückstellung für Sicherheit und Fahrgefühl sowie die grundlegenden geometrischen Einflussfaktoren.
3. Aufgabenstellung: Definiert das Ziel der Untersuchung, nämlich den Einfluss von Spreizung, Nachlauf und Lenkrollradius auf das Rückstellmoment grafisch aufzubereiten, sowie die festgelegten Rahmenbedingungen.
4. Vorgehensweise: Erläutert das theoretische und mathematische Vorgehen, inklusive der Koordinatentransformationen und der Berechnung der Momente.
5. Beispielrechnung: Demonstriert den mathematischen Lösungsweg anhand konkreter Parameter, um die Berechenbarkeit der komplexen räumlichen Zusammenhänge zu veranschaulichen.
6. Ergebnisse: Präsentiert die grafischen Auswertungen des Rückstellmoments in Abhängigkeit von Spreizung, Nachlauf und Lenkeinschlag.
7. Zusammenfassung und Diskussion: Analysiert die Ergebnisse und erklärt physikalisch, warum das Rückstellmoment unter bestimmten Bedingungen zu Null wird.
Schlüsselwörter
Lenkrückstellung, Spreizung, Nachlauf, Lenkrollradius, Achsschenkel, Rückstellmoment, Vorderachsgeometrie, Koordinatentransformation, Matrizenrechnung, Fahrverhalten, Gewichtsrückstellung, Lenkeinschlagswinkel.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit befasst sich mit der physikalischen Untersuchung und mathematischen Berechnung der automatischen Lenkrückstellung bei Personenkraftwagen.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Zentrale Themen sind die Einflüsse der Achsgeometrie – insbesondere Spreizung, Nachlauf und Lenkrollradius – auf das Rückstellmoment, das die Lenkung nach einer Kurvenfahrt in die Geradeausstellung zurückbringt.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Das primäre Ziel ist die Ermittlung und grafische Darstellung des Einflusses dieser Parameter auf das Rückstellmoment, um ein besseres Verständnis für das Fahrverhalten zu schaffen.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Es wird eine mathematische Modellierung genutzt, die auf räumlicher Matrizenrechnung (Koordinatentransformation) basiert, um das Rückstellmoment um die Lenkungsdrehachse zu berechnen.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die theoretische Definition der Achsparameter, die mathematische Herleitung der Transformationsmatrizen und die Durchführung der Berechnung anhand von Beispielen sowie die Ergebnisauswertung.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Wichtige Begriffe sind Lenkrückstellung, Spreizung, Nachlauf, Achsschenkelgeometrie, Rückstellmoment und Koordinatentransformation.
Warum ist der Spreizungswinkel für die Lenkrückstellung so entscheidend?
Die Auswertung zeigt, dass der Spreizungswinkel den grundsätzlichen Verlauf der Momentenkurve maßgeblich bestimmt, während der Nachlaufwinkel eher eine Verschiebung der Kurven im Graphen bewirkt.
Unter welchen Bedingungen wird das Lenkrückstellmoment zu Null?
Das Moment wird zu Null, wenn der Lenkeinschlagswinkel den Winkel erreicht, den die Spreizungsachse mit der Y-Achse einschließt, was in der Draufsicht des Systems an der geometrischen Konstellation von Achsschenkel und Spreizungsachse liegt.
- Quote paper
- Andreas Kaminski (Author), 2004, Der Einfluss von Spreizung, Nachlauf und Lenkrollradius auf die Lenkrückstellung, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/23500
