Fahrdynamik

Fahrdynamik,

 

Teilgebiet der technischen Mechanik (Fahrzeugmechanik), das sich mit den auf ein Fahrzeug wirkenden Kräften und den daraus resultierenden Fahrzeugbewegungen befasst. Bei Kraftfahrzeugen befasst sich die Längsdynamik mit dem Zusammenwirken von Antriebs- oder Bremskräften an den Rädern und mit den Fahrwiderständen in Abhängigkeit von den Strecken- und Betriebsverhältnissen. Aus der Längsdynamik ergeben sich wichtige Schlussfolgerungen für den Kraftstoffverbrauch, die Beschleunigungsfähigkeit und die Auslegung von Triebstrang und Bremsanlage. - Die Querdynamik betrachtet die Kräfte, die das Fahrzeug von der Fahrtrichtung ablenken, z. B. Seitenwind, Fliehkräfte. Ein Ausgleich dieser Kräfte kann nur durch Seitenführungskräfte der Räder erfolgen, wobei das gummibereifte Rad gegenüber seiner Mittelebene unter einem entsprechenden Schräglaufwinkel rollt. Von Einfluss sind auch die dynamische Radlast, die Antriebs- und Bremskräfte sowie die Reibungseigenschaften der Fahrbahn. Je nach Lage des Schwerpunkts, des Angriffspunkts der Windkräfte, der Konstruktion der Radaufhängung und der Reifenbeschaffenheit ergeben sich Fahreigenschaften, die zusammen mit den Lenkreaktionen des Fahrers auf das Fahrverhalten, die Fahrtrichtungshaltung bei Geradeaus- und die Fahrstabilität bei Kurvenfahrt schließen lassen. Die Vertikaldynamik untersucht die senkrechten Kräfte und Bewegungen, die durch die Unebenheiten der Straße erzeugt werden und unter Zwischenschaltung von Reifen- und Wagenfederung Hubschwingungen und Nickschwingungen um die Querachse erzeugen, die mithilfe von Schwingungsdämpfern reduziert werden. Bei Kurvenfahrt ergibt sich ein von der Achsanordnung abhängiges Wanken um die Längsachse, das durch Stabilisatoren beeinflusst werden kann. Durch den Einsatz elektronischer Regelsysteme lassen sich erhebliche Verbesserungen der Längsdynamik (Antiblockiersystem), der Querdynamik (Fahrdynamikregelung mit gezielter Beeinflussung der Giermomente durch Bremseneingriff) sowie der Vertikaldynamik (Verringerung der Wankneigung des Fahrzeugaufbaus und Beeinflussung der Dämpfungseigenschaften durch elektronische Fahrwerkregelung) erzielen. - Bei den Schienenfahrzeugen werden in fahrdynamischen Untersuchungen zur Längsdynamik die Gesetzmäßigkeiten des Zeit-Weg-Verlaufs und die jeweiligen Geschwindigkeiten und deren Veränderung (Beschleunigung, Verzögerung, Ruck) in Abhängigkeit von der Beschaffenheit der Fahrzeuge, besonders der Triebfahrzeuge und deren Bremseigenschaften, sowie von der Beschaffenheit des Gleises unter Einfluss der Witterungsbedingungen verfolgt, ebenso wie Zugkraft-, Fahrwiderstands- und Leistungswerte, Haftreibung, Wirkungsgrade und Betriebsstoffverbrauch.