Das Ziel dieses Assignments besteht darin, ein Grundverständnis zum Themenbereich des Bremsvorgangs ohne ein Antiblockiersystem (ABS) zu schaffen, um dann verschiedene Simulationen von Fahrzeuggeschwindigkeit und Fahrzeugmasse durchführen und analysieren zu können. Dabei wird u.a. untersucht, unter welchen Bedingungen die Räder eines Fahrzeuges nicht blockiert werden.
Literaturgeleitet werden zunächst auf die Grundlagen des Bremsvorgangs eingegangen. Dabei werden in Kapitel 2 auf die Definition des Bremsvorgangs sowie auf relevante Begrifflichkeiten eingegangen, die eine Wichtigkeit für das Simulationsmodell darstellen. Neben diesen theoretischen Grundlagen erfolgt in Kapitel 3 die Durchführung der Parameterstudie. Dabei werden zunächst die Bewegungsgleichungen aufgestellt und die dazugehörigen Variablen benannt. Darauf aufbauend erfolgt die Darstellung des Blockschaltbildes, welches mithilfe des Anwendungsprogramms "MATLAB" und dem dazugehörigen Simulationstool "Simulink" erstellt wird. Die Durchführung der Simulation erfolgt zunächst nach den Ausgangswerten von Scherf. Anschließend wird die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Fahrzeugmasse variiert, sodass weitere Simulationsergebnisse folgen. Diese Simulationsergebnisse werden zusammengefasst und ausgewertet. Abschließend lassen sich die Resultate in Kapitel 4 nochmals kritisch reflektieren, bei denen mögliche Optimierungspotentiale aufgezeigt und Schlussfolgerungen für das verkehrssichere Fahren gezogen werden können.
Inhaltsverzeichnis
1 Einführung in die Thematik
1.1 Ausgangslage und Problemstellung
1.2 Zielsetzung und methodisches Vorgehen
2 Theoretische Grundlagen
3 Durchführung der Parameterstudie
3.1 Aufstellen der Bewegungsgleichungen
3.2 Darstellen des Blockschaltbildes
3.3 Durchführung der Simulation
3.3.1 Simulation mit den Ausgangswerten nach Scherf
3.3.2 Erste Simulation
3.3.3 Zweite Simulation
3.3.4 Dritte Simulation
3.3.5 Vierte Simulation
3.4 Zusammenfassung und Auswertung der Simulationsergebnisse
4 Fazit
Zielsetzung & Themen
Das Ziel dieses Assignments besteht darin, ein grundlegendes Verständnis für den Bremsvorgang ohne Antiblockiersystem (ABS) zu entwickeln und mittels einer Parameterstudie den Einfluss von Fahrzeuggeschwindigkeit und Fahrzeugmasse auf das Bremsverhalten zu analysieren.
- Analyse der physikalischen Grundlagen des Bremsvorgangs
- Erstellung und Implementierung eines Simulationsmodells in MATLAB/Simulink
- Untersuchung der Blockierneigung der Räder unter variierenden Parametern
- Bewertung der Auswirkungen von Geschwindigkeitsänderungen auf den Bremsweg
- Untersuchung der stabilisierenden Wirkung erhöhter Fahrzeugmassen auf das Blockierverhalten
Auszug aus dem Buch
3.1 Aufstellen der Bewegungsgleichungen
Um die Bewegungsgleichungen aufstellen zu können, müssen das Fahrzeug und die Räder zunächst getrennt voneinander betrachtet werden. Zu Beginn wird die Gleichung für die Räder aufgestellt. Aus Vereinfachungsgründen wird jedoch nur ein Rad betrachtet. Die nachfolgende Abbildung zeigt das freigeschnittene Rad mit eingetragenen Kräften:
In dieser Abbildung beschreibt der Drehwinkel des Rades die Koordinate der Raddrehbewegung. Dabei rollt das Rad mit der Winkelgeschwindigkeit im Uhrzeigersinn in die positive Richtung. Bei einem Bremsvorgang wirkt das an der Bremsscheibe angreifende Bremsmoment linksherum. Der daraus entstehende Latsch verzögert das Fahrzeug über die Reibungskraft und erzielt anhand des Radradius ein Drehmoment, der wiederrum das Rad in Bewegung bringt. Damit die Bewegungsgleichung des Rades aufgestellt werden kann, muss zunächst das d’Alembertsche Trägheismoment berücksichtigt werden. Dabei wirkt das Trägheitsmoment entgegen dem Urzeigersinn. Dabei erzeugt das Momentengleichgewicht um den Radmittelpunkt folgende Bewegungsgleichung des Rades.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einführung in die Thematik: Dieses Kapitel erläutert die Relevanz der Verkehrssicherheit und führt in die Problematik des Bremsweges bei Personenkraftwagen ein.
2 Theoretische Grundlagen: Hier werden Definitionen zum Bremsvorgang sowie physikalische Größen wie Schlupf, Bremsweg und das Nickmoment wissenschaftlich eingeordnet.
3 Durchführung der Parameterstudie: In diesem Hauptteil werden die mathematischen Bewegungsgleichungen für das Rad und das Fahrzeug aufgestellt und ein Simulationsmodell in MATLAB/Simulink erarbeitet.
4 Fazit: Das Fazit fasst die gewonnenen Erkenntnisse über den Einfluss der Fahrzeugmasse und Geschwindigkeit auf das Bremsverhalten zusammen und reflektiert das Simulationsmodell.
Schlüsselwörter
Bremsvorgang, ABS, Parameterstudie, Fahrzeugdynamik, Simulationsmodell, MATLAB, Simulink, Bremsweg, Schlupf, Fahrzeugmasse, Anfangsgeschwindigkeit, Raddrehbewegung, Reibungskraft, Verkehrssicherheit, Blockiermechanismus.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit behandelt die systemanalytische Untersuchung eines Bremsvorgangs ohne Antiblockiersystem (ABS) anhand von Simulationen.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die zentralen Themen sind die mathematische Modellierung von Bremsdynamik, die Simulation in MATLAB/Simulink und die Analyse des Einflusses von Fahrzeugparametern auf das Blockierverhalten.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Das Ziel ist es, ein Grundverständnis für den Bremsvorgang zu schaffen und durch Variation von Fahrzeugmasse und -geschwindigkeit Erkenntnisse über das Blockierverhalten der Räder zu gewinnen.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Es wird eine Parameterstudie durchgeführt, bei der ein physikalisch-mathematisches Modell in der Softwareumgebung MATLAB/Simulink simuliert und ausgewertet wird.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil befasst sich mit dem Aufstellen der Bewegungsgleichungen, der Darstellung des Blockschaltbildes sowie der Durchführung und Auswertung verschiedener Simulationsszenarien.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Wesentliche Begriffe sind Bremsvorgang, ABS, Simulation, Bremsweg, Fahrzeugdynamik und MATLAB/Simulink.
Warum blockieren die Räder bei geringer Fahrzeugmasse?
Bei geringerer Masse ist die auf die Fahrbahn übertragene Reibungskraft laut den Simulationsergebnissen nicht hoch genug, um ein Blockieren in der gewählten Konfiguration zu verhindern.
Welchen Einfluss hat die Fahrzeugmasse auf das Blockieren?
Die Simulation zeigt, dass ab einer bestimmten Fahrzeugmasse (in diesem Beispiel ab 1.504 kg) ein Blockieren der Räder vollständig verhindert wird, da eine höhere Normalkraft eine größere Reibungskraft ermöglicht.
- Arbeit zitieren
- Anonym (Autor:in), 2021, Bremsvorgang ohne ABS. Theoretische Grundlagen und Durchführung einer Parameterstudie, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1365258
