Institut für Fahrzeugsystemtechnik - Institutsteil Fahrzeugtechnik

Potentiale in der Entwicklung abrieboptimierter Reifen unter Berücksichtigung der Anforderungen zukünftiger Personenkraftwagen

laufend

Projektbeschreibung

Ein Kraftfahrzeugreifen unterliegt in seiner Auslegung einem Zielkonflikt zwischen Rollwiderstand, Grip und Abrieb. Besonders Rollwiderstand spielt bei der Reichweite von Elektrofahrzeugen eine große Rolle und sollte daher ebenso, wie die Sicherheit im Fahrverhalten durch Grip, Beachtung finden. Zu diesem Zweck ist es erforderlich, zukünftige Rahmenbedingungen zu antizipieren und daraus Anforderungsprofile an Kraftfahrzeugreifen abzuleiten. Auf Basis des Anforderungsprofils ergibt sich bereits ein Teil der Reifenspezifikation, welche sich maßgeblich auf die Aufstandsfläche des Reifens auswirkt. Die Laufleistung eines Reifens lässt sich zum einen durch die Aufstandsflächendynamik, zum anderen durch die Laufstreifenmischung beeinflussen. Die Laufstreifenmischung kann in ihren Eigenschaften Abriebfestigkeit, Kraftschlussvermögen und Steifigkeit beeinflusst werden. Reibung und Profilsteifigkeit definieren, zusammen mit der Spezifikation der Reifenkonstruktion, die Schlupfdynamik in der Aufstandsfläche. Beides wirkt sich auf die Reifenabriebrate aus.
Ein physikalischer Ansatz erlaubt es, ein tieferes Verständnis der Abriebmechanismen zu gewinnen und diese durch Systemoptimierung zu beeinflussen. Zum gegenwärtigen Zeitpunkt wird für den Gesamtreifenverschleiß von zwei Wirkprozessen ausgegangen. Der Abriebwiderstand einer Mischung und die Reibenergie, also die freigesetzte Energie bei Schlupf. Beide Prozesse können in einem physikalischen Modell vereint werden. Ziel ist es, die Einflussfaktoren derart zu optimieren, dass in modernen Kraftfahrzeugen der Abrieb möglichst stark minimiert wird, ohne bei Rollwiderstand und Grip große Trade-offs akzeptieren zu müssen.