15. Internationale VDI-Tagung "Reifen-Fahrwerk-Fahrbahn"

Hannover

14.-15.10.2015

Riehm, P.

Unrau, H.-J.

Gauterin, F.

Torbrügge, S.

Wies, B.

Kurzfassung

Einen wichtigen Aspekt der Fahrsicherheit stellt das Bremsverhalten und somit das Kraftübertragungsverhalten im Reifen-Fahrbahn-Kontakt in Längsrichtung dar. Die Verkürzung von Bremswegen durch die Weiterentwicklung und Verbesserung aktueller Reifen setzt ein grundlegendes Verständnis für die Wechselwirkungen zwischen Gummieigenschaften, Fahrbahntextur und Umgebungsbedingungen voraus.

Die gezeigten Ergebnisse wurden an einem Innentrommel-Prüfstand ermittelt, der Reifenuntersuchungen auf unterschiedlichen, realen Fahrbahnoberflächen unter trockenen und nassen Bedingungen ermöglicht. Die vorgestellten Messungen zeigen, welchen Einfluss die Fahrbahntextur auf das Kraftübertragungspotential bei Trockenheit und bei Nässe hat. Die verwendeten Oberflächentexturen sind eine mikro- und makroglatte Asphaltfahrbahn, eine mikro- und makroraue Asphaltfahrbahn sowie eine mikroraue und makroglatte Korund-Oberfläche. Auf diesen Fahrbahnen wurde die longitudinale Charakteristik baugleicher Reifen mit unterschiedlicher Laufstreifenmischung untersucht. Es zeigt sich eine Wechselwirkung zwischen Laufstreifenmischung und Fahrbahntextur. So kann sich bei Nässe der Einfluss der Mischungshärte auf die maximale Kraftübertragung je nach Textur umkehren. Bei groben Texturen ist eine geringe Härte vorteilhaft, wohingegen auf Fahrbahnen mit geringerer Makrotextur harte Laufstreifenmischungen zu einer besseren Kraftübertragung führen. Ebenso zeigt sich, dass der Einfluss unterschiedlicher Füllgrade und Glasübergangstemperaturen der Gummimischung maßgeblich von der Textur bestimmt wird. Eine Gegenüberstellung der durchgeführten Untersuchungen mit ABS-Bremsungen im realen Fahrversuch zeigt, dass eine künstliche Korund-Oberfläche zur Beurteilung der untersuchten Reifenmischung zwar auf trockener Fahrbahn nicht aber bei Nässe geeignet ist.

Abstract

An important aspect of driving safety represents the braking behavior and thus the force transmission in the tire road contact in longitudinal direction. The reduction of the braking distance through the development and improvement of current tires requires a fundamental understanding of the interactions between rubber compounds, pavement texture and ambient condition.

The results shown in this paper were determined on an inner drum test bench, which allows tire tests on different real track surfaces under wet and dry conditions. The measurements presented show the influence of the road texture on tire performance on dry and wet conditions. The surface textures used are a micro- and macro-smooth asphalt track, a micro- and macro-rough asphalt surface and a micro-rough and macro-smooth corundum surface. For the investigations of longitudinal tire characteristics, identical tires with different tread compounds were used. The results show an interaction between the tread compound and the pavement texture. Under wet conditions and different surface textures, an inversion of rubber hardness influence on tire performance can be observed. On rough surfaces, compounds with lower hardness are favorable, in contrast on relative smooth surfaces hard compounds leads to better tire performance. Likewise, it appears that the influence of different filling ratios and glass transition temperatures is significantly depending on the texture. A comparison of the discussed investigations with ABS braking performance in real road tests shows that, for the evaluation of tire compounds, an artificial corundum surface is only suitable on dry condition.

VDI-Berichte, Band 2241, Düsseldorf, VDI-Verlag, 2015, ISBN 978-3-18-092241-6