Kostensenkende Aspekte wie zum Beispiel geringerer Anschaffungspreis, Reduzierung des Leergewichtes und des Abrollwiderstandes haben den Einsatz breiter Einzelbereifung an Anhänger- oder Aufliegerachsen vorangetrieben. Demgegenüber stehen möglicherweise höhere Kosten für die Instandhaltung des Strassennetzes. Dieses Forschungsvorhaben untersucht in rechnerischer Simulation die Fahrsicherheit und das Fahrverhalten von mit breiten Einzelreifen an der Antriebsachse ausgestatteten schweren Nutzfahrzeugen gegenüber der Standardversion mit Zwillingsreifen. Durch die geänderte Reifenbreite werden auch Fahrwerksänderungen möglich. Hier sind unter anderem die Änderung der Federspurweite, die Stabilisatorauslegung und die Rahmenbreite zu nennen. Untersucht wurden die für die Praxis relevanten Szenarien: * Beibehaltung der Gesamtbreite mit Änderung der Spurweite bei den verschiedenen Reifenkombinationen, * Änderung der Federspur, dadurch Änderung der Wankfedersteifigkeit unter Beibehaltung der Stabilisatordimensionierung, * Fahrsicherheit bei einem Reifendefekt. Um eine möglichst breite Palette von Fahrzeugen abzudecken wurden ein starrer Lkw, ein starrer Lkw mit Anhänger und ein Sattelzug mittels Simulation untersucht. Für die Betrachtung der Fahrsicherheit mit den unterschiedlichen Reifenvarianten wurden für die Simulation zusätzlich geeignete Fahrmanoever ausgesucht. Mit der gängigsten Variante, dem 40 t-Sattelzug, wurden zusätzlich Fahrversuche nach gängigen Normen unternommen, jedoch ohne Änderung des Fahrwerkes. Die Ergebnisse wurden zur Validierung des Simulationsfahrzeuges genutzt, ebenso wie die aus dem IKH vorhandenen Reifendaten. Die dabei für die Untersuchung der Fahrdynamik mit unterschiedlichen Bereifungen wichtigen Parameter wurden auf einer realen Strasse gemessen und als Kennlinien in das Modell eingelesen. Ein wesentlicher Bestandteil der Validierung war die Aufzeichnung der Bewegung des Lenkgestänges, das direkt als Eingangsgrösse für das Modell fungierte. So konnten die Ergebnisse aus Fahrversuch und Simulation direkt verglichen werden. Aus der Simulation können folgende Ergebnisse gewonnen werden: Eine Änderung von Fahrverhalten und Fahrsicherheit ist im wesentlichen von den Eigenschaften des Reifens selbst abhängig. Hier wies die breite Einzelbereifung eine höhere Seitensteifigkeit auf, was sich in einem stärker ausgeprägten untersteuernden das heisst sicheren Fahrverhalten widerspiegelt. Diese Tendenz ist hinsichtlich der "Steuerbarkeit" einer Fahrzeugkombination von Vorteil. Die geänderte Federspur an der Antriebsachse hat bezüglich der Kippstabilität für die Fahrzeugkombinationen keinen Einfluss. Nur der Solo-Lkw profitiert von der höheren Wanksteife der Hinterachse. Dieses deckt sich auch mit theoretischen Berechnungen der Gesamtwankfedersteifigkeiten. Die Untersuchung der Fahrstabilität infolge von Reifendefekten auf der Antriebsachse zeigte keine erhöhte Gefahr bei Einsatz der breiten Einzelbereifung. Zwar wird bei Kurvenfahrt die Kippgrenze unter Annahme eines hohen Schwerpunktes leicht herabgesetzt, dafür wird das Fahrverhalten positiv beeinflusst. Das übersteuernde Fahrverhalten mit anschliessendem Einknicken bei Einsatz der Zwillingsbereifung wird in ein stark untersteuerndes Fahrverhalten bei Einsatz der breiten Einzelbereifung gewandelt. Aus der Sicht der Fahrsicherheit und des Fahrverhaltens spricht nichts gegen den Einsatz der breiten Einzelbereifung, sondern eher dafür. Bericht zum Forschungsprojekt 89.036/1997 (ITRD-Nummer D704995) der Bundesanstalt für Strassenwesen. Titel in Englisch: Computer-aided simulation of the driving behaviour of trucks with wide tyres. English abstract: Cost-reducing aspects such as a lower purchase price and reduction in empty weight and rolling resistance have promoted the use of wide single tyres on trailer and semi-trailer axles. These advantages are offset by the fact that the costs for repairing the road network may well be higher. This research project used a computer-aided simulation to investigate and compare the driving safety and driving behaviour of heavy goods vehicles with wide single tyres on their driving axles on the one hand and standard vehicles with twin tyres on the other. The different tyre width also enabled alterations to be made to the chassis, e.g., changes in the width of the spring suspension, the stabiliser setting and the frame width. (A)
Abstract