Frage an die Ingenieure ;)
Hallo Leute!
Da ich weiß, dass sich hier im e46-Forum auch einige Ingenieure herumtreiben, bzw. Studenten, die welche werden wollen, hoffe ich, dass ihr mir mit geballtem Fachwissen weiterhelfen könnt.
Es geht dabei um die im 6er Forum diskutierte Frage, ob die Antriebsachse eines Fahrzeugs bei einer Vmax von über 300 km/h noch nenenswerten Reifenschlupf aufweist? 😕
Ich dachte bisher immer, dass ein Fahrzeug mit der geschwindigkeit seine Kraft voll und ganz auf die Straße überträgt und keine nennenswerte gleitreibung (=schlupf, oder?) zwischen Fahrbahn und Reifen entsteht.
Es gibt jedoch auch Meinungen, nach denen bei so hohen geschwindigkeiten 10% schlupf auftreten, sofern nur eine Achse angetrieben wird. Nach dieser theorie hat auch ein allradgetriebenes fahrzeug in dem geschwindigkeitsbereich weniger reifenschlupf als ein hecktriebler.
Weiß von euch jemand bescheid? Ist doch bestimmt mal in irgendeiner Vorlesung behandelt worden oder?
Beste Grüße
matze
40 Antworten
Hallo,
hilft dir das Hier weiter?
Als Schlupf bezeichnet man die Drehzahl eines angetriebenen (Fahrzeug-)Reifens mit ω und die eines leer mitlaufenden Rades mit ω0 so ist eine Differenz festzustellen, d. h. das angetriebene Rad dreht sich schneller. Der oft in Prozent angegebene Schlupf beträgt dann für
Ein Schlupf von 0% bedeuted in beiden Fällen keine unterschiedliche Drehzahl, während ein Schlupf von 100% im Falle des Antreibens das „Räderdurchdrehen“ (Drehschleudern) und im Falle des Bremsens das „Blockieren“ beschreibt.
Von dem Reifenschlupf hängt die maximal übertragbare Reibkraft ab. Praktisch gesehen ist keine Kraftübertragung (in Fahrtrichtung) ohne Schlupf möglich. Bei einem Reifenschlupf von etwa 10% kann die maximale Kraft übertragen werden – der Wert, auf den die Antriebs-Schlupf-Regelung (ASR) und das Antiblockiersystem (ABS) eingestellt sind. Mit steigendem Schlupf sinkt die maximal übertragbare Seitenkraft rapide ab, was beim Beschleunigen in einer Kurve bei frontgetriebenen Fahrzeugen zum Untersteuern und bei heckgetriebenen Fahrzeugen zum Übersteuern führt.
Mfg
Hallo,
hier mal meine Version zum Abbremsen des Reifens:
Wenn ein Rad eine (Umfangs-)Kraft übertragen soll, entsteht ein gewisser Schlupf. Ohne Schlupf ist keine Kraftübertragung möglich. Beginnt man nun, Kraft zu übertragen, haften die einzelnen Profilblöcke in der Kontaktfläche (Latsch) aber vollständig auf der Strasse. Der Schlupf entsteht dabei nur durch die Elastizität des Reifens. Erhöht man die zu übertragende Kraft, steigt auch der Schlupf gleichmäßig an. Versucht man noch mehr Kraft zu übertragen, so nimmt der Schlupf bis etwa 10% - 25% unverhältnismäßig stark zu. Hier beginnen einzelne Profilblöcke in der Kontaktfläche zu rutschen und durch die geringere Gleitreibung dieser Profilteilchen nimmt die mögliche Kraftübertragung nur noch wenig zu. Gleichzeitig verhält sich der Reifen in diesem Bereich noch stabil, so dass er auch seitliche Kräfte übertragen kann. Versucht man das Rad noch weiter abzubremsen, beginnen immer mehr Profilteilchen zu rutschen - die übertragbare Kraft beginnt wieder abzusinken und der Reifen wird instabil - er kann keine seitlichen Kräfte mehr übertragen und das Fahrzeug wird unkontrollierbar.
Praktisch heißt das ganze dann, dass selbst bei einer Fahrgeschwindigkeit von 300km/h niemals 10% Schlupf auftreten können, denn das wäre gleichbedeutend damit, dass dieses Fahrzeug bei 300km/h aus reiner Power die Reifen zum Durchdrehen bringen könnte.
Viele Grüße
Stefan
p.s.: ABS mißt aber nicht den Schlupf, sondern die Radumfangsverzögerung
p.p.s.: Wo ist denn die Diskussion?
Danke schonmal für Eure Antworten. 🙂
Zitat:
Original geschrieben von Mahoni
p.p.s.: Wo ist denn die Diskussion?
Das ganze beginnt ca. hier:
http://www.motor-talk.de/showthread.php?...
Allerdings diskutieren da bisher scheinbar nur Leute, die sich nicht wirklich gut mit der Materie auskennen (mich eingeschlossen 😁 )
ist vieleicht mehr ein spekulieren als diskutieren 😛
Hi
Für die Topspeed (und um das geht es ja in der Diskussion) ist nur die Leistung (PS) des Motors und der Luftwiderstandswert (cw Wert, in dem die Stirnfläche usw. schon eingerechnet ist) des Fahrzeuges relevant. Das Gewicht ist nur bei der Beschleunigung relevant, nicht bei der Topspeed. Der Schlupf mach sicherlich etwas aus, aber ist meiner Meinung nach vernachlässigbar.
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So einfach könnt Ihr euch das nicht machen für die Topspeed nur den Schlupf zu berücksichtigen. Dies ist einer der kleinsten Faktoren die die Topspeed beeinflussen.
Wesentliche Faktoren sind daher Luftwiderstand wobei die Projektionsfläche des Fahrzeugs sehr relevant ist. Es gibt auch ein sogenannten Inneren Widerstand (Durchströmung von Kühler,Motor und Innenraum) und noch viele Dinge mehr.
Aber um es zu vereinfachen ist der Luftwiderstand (wie mein Vorredner schon sagte) der wesentliche Faktor.
Grüße Robbie.
Die zweite Antwort war doch schon richtig ...
Bei ca. 10% Schlupf wird die größte Kraft übertragen.
Wenn ich für die Höchstgeschwindigkeit die maximale Kraft übertragen muss - wieviel Schlupf müssen die Reifen nun haben? ... natürlich den Schlup, bei dem die maximale Kraft übertragen wird. Eben jene ca. 10%.
EDIT: aaah, Denkfehler - klar, bei 10% Schlupf kann zwar die größte Kraft übertragen werden, aber bei Höchstgeschwindigkeit steht ja gar nicht die größtmögliche Kraft des Motors zur Verfügung! Also muss auch der Reifen gar nicht die größtmögliche Kraft übertragen können - und somit reichen auch vielleicht 1% Schlupf aus ...
Oder?
@OO==00==OO und robertpetr:
Ich verstehe noch nciht so ganz, was ihr jetzt erklären wollt. Die Frage ist nur, wie hoch der Schlupf bei vMax ist. Es geht hier doch gar nicht um die maximal mögliche Höchstgeschwindigkeit oder den Zusammenhang von cW-Wert, Rollwiderstand und co, sondern rein um den Schlupf. Das andere habe ich vor Jahren 😉 übrigens auch schon mal hier versucht zu erklären... Machen wir das ganze doch mal kurz:
Der M6 hat eine Leistung von 507 PS also ungefähr 370 kW. Wenn die jetzt genau bei vMax (300km/h oder 83m/s)anliegen, dann schiebt eine Kraft von knapp 4400N vorwärts. Mit einer Achslachst von gut 12000N kommt man auf einen benötigten Haftbeiwert von gut µ=0,36 (erscheint mir zwar ein wenig hoch, aber wir reden hier ja über andere Dimensionen).
Wenn man jetzt anhand des Reifenmodells davon ausgeht, dass der Schlupf im ersten Bereich einer Reifenkennlinie bis etwa 10% linear verläuft, dann kann man also grob über den Daumen peilen, dass an der HA unter Volllast etwa 3,6% Schlupf anliegen. Tendenziell würde ich es aber noch ein wenig tiefer einschätzen.
Viele Grüße
Stefan
Ein Elektro(!)-Inschenör denkt laut nach:
Bei Vmax liegt ja wirklich Pmax an, das heißt bildlich gesprochen: Der Motor schiebt mit 500PS, der Wind (u.a.) drückt mit 500PS dagegen. Daher bleibt die Geschwindigkeit konstant.
Diese 500PS überträgt der Reifen, der ist aber damit bei Vmax niemals am Limit (10%). Warum?
-> Leistung P ist Drehmoment M mal Drehzahl n. 🙂
Bei Vmax ist die Drehzahl des Rades sehr hoch. Interessant für den Reifen ist es, wenn 500PS bei niedriger Geschwindigkeit übertragen werden, also im ersten Gang. Da stimmt es, 10% Schlupf wären optimal, ein leicht sichtbarer Strich auf dem Asphalt...
Der Zusammenhang oben ist linear: Habe ich bei 25km/h meine 10% Schlupf bei 500PS, dann sind es bei 250km/h in erster Näherung noch 1%, weil die Drehzahl um Faktor 10 höher ist.
Natürlich alles nur über den Daumen.
Viele Grüße, Timo
Re: Ein Elektro(!)-Inschenör denkt laut nach:
Hi Timo,
da deine Formel eh' nicht ganz korrekt ist (2pi), denke mal etwas einfacher...
Die erforderliche Zugkraft an den Rädern ins bei Konstantfahrt genauso (nahezu) groß wie der Luftwiderstand (c_w * A). Demzufolge steigt sie mit höherer Geschwindigkeit ungefähr quadratisch an (auch die über die Reibflächen übertragenen Kraft). Da wir dummerweise keinen Formschluss haben (wie bei Verzahnungen, da gibt es keinen Schlupf) steigt mit größerer Vortriebskraft auch der Schlupf an.
oder?
mfg Jan (anderes Fachgebiet als Elektrotechnik 🙂)
Zitat:
Original geschrieben von MoKa
Bei Vmax liegt ja wirklich Pmax an, das heißt bildlich gesprochen: Der Motor schiebt mit 500PS, der Wind (u.a.) drückt mit 500PS dagegen. Daher bleibt die Geschwindigkeit konstant.
Diese 500PS überträgt der Reifen, der ist aber damit bei Vmax niemals am Limit (10%). Warum?
-> Leistung P ist Drehmoment M mal Drehzahl n. 🙂
Bei Vmax ist die Drehzahl des Rades sehr hoch. Interessant für den Reifen ist es, wenn 500PS bei niedriger Geschwindigkeit übertragen werden, also im ersten Gang. Da stimmt es, 10% Schlupf wären optimal, ein leicht sichtbarer Strich auf dem Asphalt...
Der Zusammenhang oben ist linear: Habe ich bei 25km/h meine 10% Schlupf bei 500PS, dann sind es bei 250km/h in erster Näherung noch 1%, weil die Drehzahl um Faktor 10 höher ist.
Natürlich alles nur über den Daumen.
Viele Grüße, Timo
Also die erforderliche (schwarz), freie (pink) und tatsächliche (rot) Zugkraft am Reifen sieht ja ungefähr so aus: http://www.motor-talk.de/.../zugkraft.jpg?s&%3Bpostid=228395
Wenn man die am Reifen übertragene Kraft (rot) hat, dann kommt man ganz einfach auf den anliegenden Schlupfwert. Das entspricht dann in Zahlen dem was ich oben geschrieben habe. Es andersrum zu rechnen ist ein bißchen kritisch, weil der Reifen bei höheren Schlupfwerten (Vollgas niedrigeren Gängen) sich nicht linear verhält.
Viele Grüße
Stefan
Wie bekommt der M6 denn 4400 Nm bei vMax an die Hinterachse?
Im 6. Gang stehen dem doch gerade mal 1880 Nm maximal zur Verfügung und im 7. Gang nur noch 1570 Nm.
Und der 7. Gang durchläuft sein Nm-Maximum bei ca. 250 km/h. Also kann das Drehmoment bei Geschwindigkeiten über 250 km/h nicht höher als 1570 Nm sein, oder sehe ich da schon wieder was falsch?
Gruß, Frank
So langsam komme ich auch durcheinander 🙄
Ich meinte auch 4400N, nicht 4400NM. Wenn man jetzt mal von deinen 1570Nm ausgeht und über den halben Reifendurchmesser (34,1 cm) die anliegende Kraft ausrechnet, kommt man auf 4600N, also sogar noch etwas mehr als ich vorher so grob überschlagen habe...
Viele Grüße
Stefan
Hallo,
wenn schwarzer Strich .....100% Schlupf.
Kein schwarzer Strich......0% Schlupf.
Wenn 30% der Reifenlamellen Schlupf haben,
und die restlichen 70% nicht, dreht der Reifen nicht durch;
deshalb 0% Schlupf.
Siehe Definition von BMW320c:
Als Schlupf bezeichnet man die Drehzahl eines angetriebenen (Fahrzeug-)Reifens mit ω und die eines leer mitlaufenden Rades mit ω0 so ist eine Differenz festzustellen, d. h. das angetriebene Rad dreht sich schneller.
Gruß
Gule
Zitat:
Original geschrieben von Gule1234
wenn schwarzer Strich .....100% Schlupf.
Kein schwarzer Strich......0% Schlupf.
Wenn 30% der Reifenlamellen Schlupf haben, und die restlichen 70% nicht, dreht der Reifen nicht durch; deshalb 0% Schlupf.
*LOL* 🙂😛😰😁
Bin ich jetzt aggressiv oder arrogant, wenn ich sage, selten so einen lächerlichen Erstbeitrag gelesen zu haben? Sorry in dem Fall. Das brauche ich trotzdem nicht - klick, ignore.
Gute Nacht,
Timo