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Wer hat auch "100 verblüffende Auto-Geheimnisse" gelesen ?
Hallo zusammen,
gibt es hier jemanden, der mir etwas aus diesem Kultbuch der Autofans erklären kann ? Wie die meisten wahrscheinlich wissen, geht es in einem Punkt um das Bremsen an 100%-Gefällen (z. b. im Gelände oder wenn durch Fahrfehler/Unfall von der Strasse abgekommen):
1) „Ohne ABS“-Autos können dort nicht gebremst werden – werden aber wenigstens nicht schneller.
2) ABS-Autos dagegen rasen immer schneller den Abhang hinab, obwohl der Fahrer voll auf der Bremse steht (..falls keine steigungsabhängige ABS-Abschaltung eingebaut ist).
Ihr findet die Erklärung dafür bestimmt easy...aber ich bin leider „technischer Depp“ (..immerhin wenigstens interessiert und z.Z. viel lesend). Kann mir jemand dieses Verhalten nochmal mit eigenen Worten erklären ?
Danke und viele Grüsse
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18 Antworten
Ein 100% Gefälle ist freier Fall. Da ist es glaub ich net mehr so wichtig ob du ABS hast.
Hi vollex,
so easy ist es leider nicht. Ein 100% Gefälle entspricht einem Winkel von 45 Grad, und nicht der Senkrechten: auf 100 m Länge gehts 100 m höher/tiefer.
Und dabei wirds kompliziert. Irgendwie sind da die übertragbaren Bremskräfte kleiner als die Kraft, die das Auto nach unten zerrt, oder so ähnlich.
100% Gefälle ...
Hi,
hat weniger mit "technischer Depp", als mit nackter Physik zu tun.
100% Gefälle bzw. Steigung bedeutet z.B. auf 100m Strecke einen Höhenunterschied von 100m, also eine schiefe Ebene mit 45° Winkel zur Horizontalen. Daraus ergibt sich, das nur die eine Hälfte der Fahrzeugmasse mit seiner Gewichtskraft für die entscheidende Reibung zwischen Reifen und Untergrund sorgt, die andere Hälfte "zieht" das Fahrzeug den Hang hinunter.
zu 1) Kommt auf den Untergrund an, rauher Fels könnte reichen, dass man mit blockierten Rädern nicht schneller wird, auf sandigem Untergrund hätte man allerdings schlechte Karten - da hat sichs ausgebremst, selbst wenn die Räder stehen ...
zu 2) Da das ABS ja die Aufgabe hat, ein Blockieren der Räder zu verhindern, geht natürlich ein Teil der Bremsleistung verloren, was unter den genannten Bedingungen dazu führt, dass das Fahrzeug praktisch ungebremst den Hang abwärts schiesst ...
Natürlich führt ABS auch auf horizontaler, griffiger Bahn zu einem Bremsleistungsverlust, wenn es zu regeln anfängt. Diesen Effekt wiegt aber die Tatsache auf, dass das Fahrzeug lenkbar bleibt und auf unterschiedlich griffigem Untergrund nicht schlagartig ausbricht - womit auch ein Normalfahrer die Chance hat, das Fahrzeug in der Gewalt zu behalten (wenn er nicht gerade aufgewacht ist und mit 'ner Notbremsung das gröbste verhindern will ...)
Ich hoffe, ich hab' das alles einigermassen korrekt ausgedrückt bzw. beschrieben - bin halt auch kein diplomierter Physiker ...
Das mit dem ABS kann man noch genauer betrachten: Es unterbricht den Bremsvorgang für Sekundenbruchteile und lässt das Auto ein Stücken rollen (Stotterbremse, also Bremsen-Nichtbremsen-Bremsen-Nichtbremsen etc.).
In der Horizontalen rollt das Auto in diesen Sekundenbruchteilen einfach ein Stück nach vorne. An einem steilen Hang aber wird das Auto in dieser kurzen Zeit durch die Erdanziehungskraft beschleunigt. Ab einem gewissen Winkel gilt dann: Geschwindigkeitsverlust durch Bremsen = Geschwindigkeitsgewinn durch Nichtbremsen (das Auto wird dann langsamer-schneller-langsamer-schneller etc. und hält praktisch eine konstante Geschwindigkeit).
Uli
Hallo,
ich will auch mal was versuchen zur Aufklärung beizutragen.
Am besten fängt man erstmal beim Reifen an zu erklären. Die gehen davon aus, das ein Reifen nur die Bremskraft übertragen kann, mit der er auch auf den Boden gedrückt wird (Haftbeiwert=1). Das ganze funktioniert allerdings nur mit einem geübten Fahrer, der den Reifen nicht zum Blockieren bringt (später mehr dazu).
Wenn jetzt eine Auto eine Steigung mit 100% runterfährt, entspricht das einem Winkel von 45°. Unter diesem Winkel wirken nur noch etwa 70% der Fahrzeugmasse senkrecht auf den Boden, nochmal 70% der Fahrzeugmasse wirken als Hangabtriebskraft und versuchen das Fahrzeug zu beschleunigen. (Insgesamt wären das dann 140%, aber das hängt mit dem Pythagoras zusammen, wenn man die Kräfte dreicksmässig zerlegt.....)
So nun wirken 70% der Fahrzeugmasse als beschleunigende Kraft. Der Reifen kann Bremskräfte übertragen, die so groß sind wie die Kraft die ihn auf den Boden drückt.. Die Kraft die auf den Boden drückt sind wieder 70% der Fahrzeugmasse, also ist die Bremskraft auch so groß wie 70% der Fahrzeugmasse. Nun wirken eine Hangabtriebskraft von 70% sowie eine Bremskraft von 70% - sie heben sich beide auf und das Auto wird nicht schneller oder langsamer.
Sooo, nun zum ABS:
Der Grundlegende Aufbau eines Bremssystems dürfte bekannt sein (z.B. Scheibenbremse). Ein hydraulisch betätigter Kolben drückt die Bremsbacken an die Bremsscheibe. Durch die Reibung entsteht eine Umfangskraft an der Scheibe, die über Nabe und Reifen in eine Bremskraft umgewandelt wird.
Das ABS-System senkt den Bremsdruck, sobald es erkennt, dass ein Rad zum Blockieren neigt. Das heißt nicht, dass das Rad schon stehen muss. Vielmehr wird so geregelt, dass wenn das Rad sich deutlich langsamer dreht als es vorher tat (und somit eine gewisse Beschleunigungsschwelle überschritten wird) wird der Bremsdruck am betroffenen Rad reduziert. Das Rad verliert seine Blockiertendenz und dreht wieder so schnell die anderen (zwischendurch wird der Bremsdruck ab einer gewissen Schwelle wieder gehalten). Wenn es eine gewisse Drehzahl erreicht hat, wird der Bremsdruck wieder erhöht. Das ganze geht dann immer so weiter...
Ein Reifen hat die Eigenschaft, die Maximale Bremskraft nicht beim Blockieren, sondern bei etwa 10-15% Schlupf zu erreichen. Das der Reifen während des kompletten Bremsvorgangs nicht steht (außer bei niedrigen Geschwindigkeiten), bringt das Auto mit ABS eine höhere Verzögerung auf, als ein Auto ohne ABS und blockierten Rädern (außer auf Schnee)!
Wenn das Auto nun 45% Gefälle bergab fährt, befindet sich der Reifen noch im stabilen Bereich, er blockiert nicht und das ABS regelt auch noch nicht. Deswegen bremst das Auto mit ABS genauso wie das ohne.
Nur wenn der Fahrer nicht so feinfühlig ist und den richtigen Pedaldruck nicht finden und versucht, das Auto zu überbremsen, fängt das ABS an zu regeln. Aber dann müßte man den gleichen Fahrer auch in das Auto ohne ABS setzen und dann blockieren bei dem die Reifen. Dadurch schafft es nicht mehr 70% Bremskraft von der Fahrzeugmasse, sondern nur noch 65%. Das Fahrzeug wird schneller. Ein Auto mit ABS wird hier aber langsamer schneller, weil es noch im stabilen Bereich des Reifens abgebremst wird.
Puhhhh, geschafft. Noch Fragen :)
Grüße Stefan
@wbf325i
ABS verringert nie die Bremsleistung, weil blockierende Räder weniger bremsen als rotierende, wie Mahoni schon sagte. Nur auf Schnee bildet sich bei blockierenden Rädern ein Schneekeil vor den Reifen, sodaß der Bremsweg hier kürzer wird.
@Mahoni
Der Unterschied von Gleitreibung (Räder stehen) zu Haftreibung (Räder drehen) ist noch größer. Man kann mit einem Unterschied von 50% rechnen.
Ne, kann man nicht.
Allerhöchstens bei nassen Reifen auf abgefahrener Strasse kommt das mit den 50% hin.
Sonst treten in etwa die Werte auf die ich dir eben genannt habe.
Gugg mal z.B. da:
Burckhardt, Radschlupfregelsysteme, Vogel-Verlag oder
Mitschke, Dynamik der Kraftfahrzeuge, Springer-Verlag
Grüße Stefan
Wenn, dann kommts eh sehr stark auf Reifen und Untergrund an. Das kann man alles so pauschal garnicht sagen. Aber man muss sich nur das Kräfteparallelogramm anschaun und weiß in etwa abgeht.
@ Mike,
das mit den blockierenden und rotierenden Rädern kommt ebenfalls auf den Reifen und den Untergrund an. Es gibt viele Reifen, die blockiert besser bremsen als mit etwas Schlupf rotierend..... aber halt auch je nach Untergrund.
Hinzu kommt ja noch, dass viele Fahrer die Bremse loslassen, sobald es anfängt zu pulsieren. Das ist aber n rein psychologischer Faktor.. und da kann das gute ABS ja nix für ;)
Zitat:
Original geschrieben von IQ-Man
Wenn, dann kommts eh sehr stark auf Reifen und Untergrund an. Das kann man alles so pauschal garnicht sagen. Aber man muss sich nur das Kräfteparallelogramm anschaun und weiß in etwa abgeht.
Ich habe ja nie etwas anderes behauptet. Aber es gibt nunmal so grobe richtwerte und die liegen z.B. auf nassem Beton zwischen 0.6 - 0.8.
Das hängt übrigens von allem möglichen ab. Reifen, Luftdruck, Reifenbelastung, Zustand der Fahrbahn, Reifeninnendruck,...
Aber was da ein Kräfteparallelogramm zu suchen weiß ich noch nicht.
Grüße Stefan
jaja schiefe ebene.. ne kraft nach unten.. ne kraft nach vorne und ne kraft nach hinten. hier und da reibung und feddich. naja egal. weißt scho was ich meine ;) ach wenn man sowat fast täglich aner uni macht ist des echt ermüdend und ohne reiz :D
Wie kann man sich denn an einer Uni 2 Autos leisten ;)
Grüße Stefan
Naja Mahoni, vielleicht hab ich nur die falsche Literatur, kommt ja auch nicht drauf an, sondern aufs Prinzip.
@IQ-Man
Das stimmt nicht. Blockierende Räder bremsen *immer* schlechter als drehende. Oder hast du schonmal nen Schrank geschoben, der sich leichter aus dem Stillstand in Bewegung versetzen läßt, als er sich in Bewegen halten läßt? Es ist ein physikalisches Prinzip, dass Haftreibung > Gleitreibung.
Will mich deswegen auch nucht rumstreiten. Vom Prinzip her passt das ja.
Grüße Stefan
Bremsen bei 100% Gefälle ...
@Mike@Fuchs und die anderen ...
"ABS verringert nie die Bremsleistung, ..."
Hi,
diese Behauptung ist, wenn man den theoretisch möglichen optimalen Bremsvorgang hart an der Blockiergrenze als 100% annimmt, nicht zu halten! Daraus folgere ich jetzt mal ganz frech für den normalen Fahrer in der Ebene (auf griffigem Grund, passende Reifen, alles trocken, Bremsen 100% i.O. - kurz: optimale Bedingungen - ausser dem zur Verfügung stehenden Weg bis zum "Einschlag"):
Normal-Fahrer "haut" voll in die Bremsen und bleibt voll drauf stehen
ohne ABS: Räder blockieren, Gleitreibung => max. 75% der möglichen Bremsleistung wird erreicht => Einschlag!
mit ABS: Räder können die ganze Kraft nicht übertragen = ABS fängt immer wieder an zu regeln => geschätzte max. 98% der möglichen Bremsleistung wird erreicht => "schwitz", gerade noch gereicht!
Elitefahrer
ohne ABS: bremst scharf an und hält den Druck an der Blockiergrenze => die annähernd 100% der Bremsleistung werden knapp verfehlt => gutgegangen!
(Vorab, von wegen "so'n Quatsch": Wieso hatten in der Formel1 zu ABS-Zeiten z.B. Fahrer, wie Häkkinen, Coulthard, Irvine, M.Schumacher etc. erst keine Vorteile für sich in den Systemen gesehen? - bis die Rillenreifen kamen! Und dann wurd's verboten ...)
So, für mich heisst das schlicht, wenn ich gefühllos in die Bremse latsche und das ABS gleicht meinen Fehler durch Regelvorgänge aus, kann ich nie und nimmer 100% der möglichen Bremsleistung nutzen!
Für das ursprüngliche Konstrukt 100% Gefälle heisst das aber auch, wobei es dabei unerheblich ist, ob das Gewichtskraftverhältnis Hang zu Reifen jetzt 70/70 oder 50/50 ist , - es ist und bleibt ein instabiles System!
Deshalb hat man, sobald sich das Fahrzeug in Bewegung setzt keine Chance, es unter diesen Bedingungen wieder zum Halten zu bringen. Und da unter diesen Bedingungen blockierte Räder immerhin noch 100% Gleitreibung aufbauen können, hat ein Fahrzeug mit ABS - sobald sich seine Räder drehen - keinen Vorteil mehr, weil das für normalen Strassenbetrieb ausgelegte ABS unter diesen Bedingungen permanent am Regeln ist ...
BMW und andere Hersteller haben mit Sicherheit nicht aus "Spass an der Freude" an HDC (Hill Descend Control) und anderen Systemen, um Geländewagen sicher den Hang herrunter zu bringen, jahrelang entwickelt und optimiert, wenn ein gutes ABS (mit angepassten Kennfeldern für's Gelände) für diese Bedingungen geeignet gewesen wäre.
Ich hoffe, meine laienhaften Ausführungen führen jetzt nicht zu einer "Sturmflut" der physikalisch Gebildeten.