Stufenüberschreitbarkeit von Radfahrzeugen

Abstract

Beschäftigen sich PKW-Fahrer hauptsächlich mit den Eigenschaften ihrer Fahrzeuge auf der Straße wie beispielsweise Beschleunigung, Kurvenverhalten etc., so ist es für die Benutzer von geländegängigen Fahrzeugen wichtig zu wissen, wie sich ihr Fahrzeug im Gelände verhält. Unter anderem ist die Überschreitbarkeit von Hindernissen - im Speziellen von Stufen - von großer Bedeutung. Eine Nutzergruppe von Geländefahrzeugen, für die diese Kennwerte überaus wichtig sind, ist das Militär. In dieser Arbeit werden - in Zusammenarbeit mit dem Österreichischen Verein für Kraftfahrzeugtechnik - verschiedene Hindernistypen auf ihre Überschreitbarkeit untersucht und die Ergebnisse in einem benutzerfreundlichen Computerprogramm zusammengefasst, welches zur Berechnung von Hindernisdimensionen aufgrund von Fahrzeugparametern dienen soll. Augenmerk wird hier auf eine einfache Benutzung und variable Eingabemöglichkeiten gelegt. Ebenfalls berücksichtigt werden verschiedenste Fahrzeuge mit Hinterradantrieb und Allradantrieb mit Überfahren des Hindernisses aus dem Stand, wobei vereinfachte Ansätze mit starren Rädern, sowie realere Ansätze mit flexiblen Rädern zum Tragen kommen. Für die Bodenspezifikation wurden die dimensionslosen Antriebsbeiwerte und der Rollwiderstandsbeiwert verwendet. Andere Bodenkennwerte wie jene von Bekker oder die Cone-Indexwerte sind wegen der geringen Geschwindigkeit für diese Aufgabenstellung nicht anwendbar. Für die Untersuchungen wird ein quasistatisches (mit v = konst.) Szenario betrachtet. Die Arbeit schließt mit einem fertigen Computerprogramm zur Berechnung von Hindernisüberschreitungen mit Kräfteverläufen basierend auf der Eingabe von Fahrzeug- und Hindernisparametern auf der einen Seite und einem Vergleich der verschiedenen Ansätze auf der anderen Seite ab.

For drivers of standard cars for on-road performance, it is mainly necessary to concentrate on such characteristics as acceleration, behaviour in curves or braking in dangerous situations. For off-road vehicles and especially those for military use, it is more important to know how to overcome obstacles or barriers. The topic was initiated by the Austrian Society of Automotive Engineers (ÖVK). This thesis investigates the ability to cross barriers depending on the dimensions and properties of the vehicles trying to overcome the barriers. A quasi-static scenario is considered (v = constant). Various types of barriers together with rear and all-wheel-driven vehicles are examined. The outcome of the considerations results in a user-friendly, easy to handle and powerful computer program. Based on the vehicle, obstacle and ground characteristics, this program is able to calculate the wheel forces while overcoming different types of obstacles and plot those results in various diagrams. In addition to existing programs (see: [4]), this allows the user to analyze the whole crossing of the barrier and ascertain whether such overcoming is possible or not. Earlier programs only calculated the maximum height of obstacles to be overcome.