In der Regel werden Fahrzeuge im Windkanal über ruhender Fahrbahn untersucht. Hierbei belasten die vier nichtdrehenden Räder mit ihrer Aufstandsfläche vier im Windkanalboden eingelassene Waagplatinen, die zur Ermittlung der aerodynamischen Kräfte dienen. Nach heutigem Wissen verfälscht die ruhende Fahrbahn im Windkanal gegenüber der realen Straßenfahrt die globale Umströmung von Fahrzeugen mit kleinen Bodenabständen. Ein Grund für die bisherige Akzeptanz dieses Simulationsfehlers ist das Fehler einer geeigneten Meßmethode zur Ermittlung der aerodynamischen Vertikalkräfte auf bewegter Fahrbahn. In der Arbeit wird gezeigt, daß bei nicht überdecktem Rad die Raddrehung einen wichtigen Beitrag liefert. Bei einem Formel-1-Rennwagen (Widerstandsbeiwert 0,8) haben die Räder einen Anteil von 30 % am Gesamtluftwiderstand. Der Auftrieb der Räder reduziert den Fahrzeugabtriebsbeiwert um etwa 11 %. In Bezug auf das Gesamtfahrzeug wirkt sich also der Unterschied des drehenden zum nichtdrehenden Rad beim Widerstand mit etwa 7,5 % und beim Auftrieb mit 4,5 % aus. Insgesamt zeigt sich, daß ein Fahrzeug mit nicht überdeckten Rädern im Windkanal nur mit Raddrehung und bewegter Fahrbahn untersucht werden sollte. Zur Erfüllung dieser Anforderungen wurde ein Meßsystem konzipiert, entwickelt und gebaut, das die Erfassung der Vertikalkräfte des Rades auf bewegtem Laufband ermöglicht. Es gelang, den Zielkonflikt aerodynamische Koppelung von Rad und Fahrbahn (kein Spalt) und kraftmeßtechnische Entkopplung (Freischneiden des Systems oberhalb der Krafteinleitung in die Fahrbahn) durch eine funktionale Entflechtung zu realisieren. Die Funktion des Meßsystem konnte nachgewiesen werden. An einem Meßbeispiel wird die Verbesserung des Stands der Technik demonstriert.
Zur Simulationstechnik des freistehenden Fahrzeugrades im Windkanal
1993
150 Seiten, 109 Bilder, 3 Tabellen, Quellen
Theses
German
Zur Simulationstechnik des freistehenden Fahrzeugrades im Windkanal
Automotive engineering | 1993
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