Die gestiegenen Anforderungen an die Fahrdynamik führten zur Einführung von Vorderachs- und Kabinenfederungen, die inzwischen von vielen Traktor-Herstellern zumindest als Option angeboten werden. Hauptmerkmale der sog. Trac-Schlepper sind die gleichgroßen Räder an der Vorder- und Hinterachse und die Rahmenbauweise. Bei diesem Konzept sind Randbedingungen gegeben, die neben der gefederten Vorderachse auch die Federung der Hinterachse als ökonomisch vertretbar erscheinen lassen. Vor diesem Hintergrund wurde in einem Forschungsvorhaben der Einfluß der Hinterachsfederung auf die Fahrsicherheit und den Fahrkomfort, insbesondere auch bei höheren Fahrgeschwindigkeiten untersucht. Ziel war es, qualitativ und quantitativ Aussagen über die Wirksamkeit der Hinterachsfederung im Vergleich zum ungefederten bzw. und/oder kabinengefederten Traktor herauszuarbeiten. Die Vorgehensweise gliedert sich in folgende Hauptarbeitsschritte: 1. Abbildung des Referenzfahrzeugs (Trac 160 der Fa. Doppstadt) als Mehrköper-Simulationsmodell. 2. Fahrversuche und Modellvalidierung. 3. Konzeption einer Hinterachsfederung und Einbindung in ein Simulationsmodell. 4. Simulationsrechnungen und Optimierung des Modells. Für die Modellerstellung wurden Geometrie-, Massen-, Schwerpunkt- und Trägheitsmomentdaten sowie Lage und Art von Gelenk- und elastischen Verbindungen weitgehend aus CAD-Daten übernommen. Bei Teilkörpern, die nicht als 3D-Volumenmodell vorlagen, wurden Meßdaten experimentell durch Wägungen, Pendelversuche und Ausschwingversuche bestimmt. Die genaue Erfassung dieser Daten ist besonders bei Teilkörpern erforderlich, die aufgrund ihrer Masse und großem Abstand zum Gesamtschwerpunkt wesentliche Beiträge zu den Massendaten liefern, wie z.B. die Kabine. Die dynamischen Federungs- und Dämpfungseigenschaften der Reifen und Sitzfeder wurden auf Prüfständen in Form von Kennlinien experimentell ermittelt. Es wurden auch Hystereseeigenschaften der Reifenfeder und die geschwindigkeitsabhängige, nichtlineare Reifendämpfung berücksichtigt. Als beste konstruktive Lösung hat sich eine an zwei Längs- bzw. einem Dreieckslenker zugeführte und hydropneumatisch gefederte Starrachse mit hydraulischem Stabilisator herausgestellt. Erste Simulationsergebnisse zeigen eine erhebliche Reduzierung der gemittelten Radlastfaktoren an der Hinterachse im Vergleich zum nur vorderachsgefederten Fahrzeug. An der Vorderachse zeigten sich leichte Verbesserungen bzgl. der Fahrsicherheit. Über den gesamten Geschwindigkeitsbereich wurde ein deutliche Verbesserung des Fahrkomforts erreicht, was den Aufwand für Sitzfederungen reduziert.
Vollgefederte Traktor-Fahrwerke - das Konzept der Zukunft?
Full axle suspension of tractors - the future concept?
1999
6 Seiten, 5 Bilder, 6 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
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