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Konzeptentwicklung eines Corner-Moduls für ein Forschungsfahrzeug

  • Das Forschungsfahrzeug für zukünftige Mobilitätskonzepte der Hochschule Esslingen stellt neue Anforderungen an die Fahrwerkentwicklung. Die sich mit solchen Konzepten verändernden Use-Cases erfordern teils grundlegend neue Lösungsansätze und eine kreative Denkweise. Mit der Entwicklung eines Konzepts für ein Corner-Modul in dieser Arbeit soll der gewählte Ansatz beziehungsweise die gewählte mechanische Architektur hinsichtlich ihrer Realisierbarkeit verifiziert werden. Längslenkerachsen spielen in heutigen Entwicklungen eine eher untergeordnete Rolle. Für den Einsatz im Forschungsfahrzeug bieten diese aufgrund ihrer geringen Komplexität und eines kompakten Package aber ein hohes Potenzial, da die Fahrzeugarchitektur einen möglichst kompakten Systemaufbau in Fahrzeugquerrichtung erfordert. Den Anforderungen entsprechend wird die Achskinematik ausgelegt und eine kombinierte Feder-Dämpfer-Einheit konzipiert. Ferner wird der bereits bestehende Konzeptentwurf einer Einzelradlenkung aus einer vorangegangenen Projektarbeit umfassend überarbeitet. Die simulationsgestützte Entwicklung gibt Aufschluss über die grundsätzlichen Eigenschaften des Fahrzeugs hinsichtlich Fahrdynamik und Schwingungskomfort. Umfassende Untersuchen zeigen, dass mit den gegebenen Anforderungen ein nur mäßiger Schwingungskomfort erreicht werden kann. Die Hauptursache hierfür ist die der eher geringen Aufbaumasse gegenüberstehende hohe Radmasse. Das Wankverhalten im unteren Querbeschleunigungsbereich ist als positiv zu bewerten. Hohe Querbeschleunigungen sind bei hochautomatisierten Fahrzeugen ohnehin zu vermeiden. Dies wäre aufgrund der Erwartungshaltung der Fahrzeuginsassen komfortmindernd. Fahrzeuge mit kurzem Radstand sind grundsätzlich kritischer bezüglich Nickbewegungen. Der unter Längskrafteinfluss stehende Längslenker begünstigt diese zusätzlich. Fahrzeugarchitektur und Achskonzept bewirken damit ein nicht akzeptables Nickverhalten. Die Anzahl an zur Reduktion des Nickwinkels beitragenden Lösungsansätze ohne Veränderung des prinzipiellen Fahrzeugaufbaus ist äußerst gering. Neben dem Einsatz einer Verbundfederung zur mechanischen Kopplung der vorderen und hinteren Corner-Module ist die Verwendung aktiver Feder-Dämpfer-Einheiten möglich. Ob die passive Lösung eine ausreichende Verbesserung erbringt, muss noch geprüft werden. Ist dies nicht der Fall, wird ein aktives Federungssystem zwingend erforderlich. Damit ist das in dieser Arbeit entwickelte Corner-Modul-Konzept zwar grundsätzlich realisierbar, allerdings muss kritisch geprüft werden, ob sich der Einsatz eines aktiven Federungssystems hinsichtlich Kosten und Entwicklungsaufwand rechtfertigt.

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Metadaten
Author:Nick Ehring
URN:urn:nbn:de:bsz:753-opus4-26841
DOI:https://doi.org/10.13140/RG.2.2.16502.68161
Document Type:Bachelor Thesis
Language:German
Year of Completion:2023
Release Date:2024/06/25
Page Number:121
Faculty:Mobilität und Technik