Reifenmodell

Reifenmodell

Ein Reifenmodell ermöglicht die Abbildung der Kräfte und Momente, die im Latsch zwischen Reifen und Fahrbahn übertragen werden. Je nach Anwendungsfall bieten sich verschiedene Modelle mit unterschiedlichem Detaillierungsgrad und entsprechender Rechenzeit an. Die Bandbreite der Anwendungen reicht von vergleichsweise einfachen mathematisch-pyhsikalischen Beschreibungen von Längs- und Querschlupf bis hin zu aufwändigen FEM-Modellen.

Beispiele für kommerzielle Reifenmodelle

• MF-Tyre (Magic-Formula)
• IPG-Tire / TameTire
• TM-Easy
• CDTire
• FTire
• MF-Swift
• RMOD-K
• DTire

Verwendung von Reifenmodellen in Unfallrekonstruktionsprogrammen

1. Virtual Crash
Hier (bis Software-Version 2.2) lässt sich je Reifen ein maximaler Schräglaufwinkel in Grad eingeben (möglicher Wertebereich: 0,01° – 50°). Standardmäßig ist der Winkel auf 10° eingestellt. Auch wenn keine Dokumentation hierzu vorhanden ist, ist anzunehmen, dass die Lateralkraft linear bis hin zum maximalen Schräglaufwinkel aufgebaut wird.

Bei VCrash 3 lassen sich bspw. unter Eigenschaften des betreffenden Fahrzeugs unter Achsen für Achse 1 und 2 folgende Reifenmodelle (wahlweise auch Reifen unterschiedlich) einstellen:

• "Konstante"
• "Linear"
• "Tmeasy"

Die beiden letztgenannten Modelle können nach Anwahl dann in einer Diagrammdarstellung verändert werden: Im linearen Modell kann der max. Schräglaufwinkel (Defaultwert: 10°) von 0,01° – 85° vorgegeben werden. Im TM-Easy-Modell können Quer- und Längskomponenten des Reifenmodells editiert werden.

2. Analyzer Pro
Die Software verwendet das IPG-Tire Modell (mittlerweile weiterentwickelt und TameTire genannt) der Fa. IPG Automotive aus Karlsruhe.

3. PC-Crash
Die Software PC-Crash bietet 2 Reifenmodelle zur Auswahl an:

• Lineares Reifenmodell: Vorgabe des maximalen Schräglaufwinkels pro Reifen (defaultmäßig 10°)
• TM-Easy Reifenmodell: freie Vorgabe der Lateral- und Longitudinalparameter pro Reifen

Im Kontext des Reifenmodells ist auch noch die Eingabe einer Reifengröße und -breite möglich. Diese Angaben fließen jedoch nicht in die Berechnung der Reifenkräfte ein, sondern dienen dier Visualisierung (2D/3D).

Parametrisierung

• Schräglaufwinkel

Hier scheiden sich wohl die Geister. Während PC-Crash dem Nutzer des linearen Modells einen maximalen Winkel von 10° empfiehlt, wird im Buch Fahrzeugreifen und Fahrwerkentwicklung (1. Auflage 2009) ein Maximum der Schräglaufsteifigkeit bei ca. 3,5 - 4,5 Grad Schräglaufwinkel angegeben. Das würde sich mit der Empfehlung aus Simulation of Vehicle Accidents using PC-Crash (S. 21) etwa decken. Der Dubbel geht von 5 - 15° aus. Im Buch Vehicle Dynamics kann man ein Maximum zwischen 6 und 8° nachlesen. Alle genannten Zahlenwerte beziehen sich auf Straßenreifen (Serien- und keine Rennreifen). Da der Seitenkraft-Schrägwinkel-Verlauf von einer Vielzahl von Parametern (Reifeninnendruck, Radlast, Abnutzungsgrad, Alter, usw.) abhängig ist, die der Rekonstrukteur nicht kennen wird und ein vermessenes Reifenkennfeld für den verwendeten Reifen auch so gut wie nie zur Verfügung steht, lässt sich im Zweifel kein Wert zwischen 3 und 15° kategorisch ausschließen.

Es ist nochmals darauf hinzuweisen, dass es sich bei dem diskutierten Wert nicht um den im "normalen" Fahrbetrieb auftretenden maximalen Schräglaufwinkel (meist < 12°; Fahrwerkhandbuch) dreht, sondern um den Wert, bei dem bzw. ab dem die maximale Seitenführungskraft aufgebaut wird.

Kommentar

--Vdengineering (Diskussion) 00:28, 4. Jan. 2015 (CET)
Auch wenn in S. 84 Handbuch Verkehrsunfallrekonstruktion, 2. Auflage das TM-Easy Modell so beschrieben wird, dass "der Sturzeinfluss durch Einführung eines modifizierten Querschlupfes berücksichtigt" wird, so ist nicht ganz klar, ob das auch so in PC-Crash implementiert ist. Denn dann müssten sich - wenn auch keine betragsmäßig großen - Seitenführungskräfte am Reifen auch bereits bei 0° Schräglaufwinkel (Geradeausfahrt) aufbauen.