Gleitreibung eines Reifens unter Schräglauf

Just Kauser · Anmeldungsdatum: 26.06.2016 Beiträge: 1

Meine Frage:
Es geht um folgendes: Ein mit der Lenkung verbundener Reifen erhält einen Schräglauf. Bis er eingelaufen ist, rutscht er erstmal seitwärts, bei mehr als 12° Schräglauf tut er das auch weiterhin, es kann durch einen größeren Schräglaufwinkel keine weitere Seitenkraft mehr übertragen werden. Durch das Rutschen entsteht Gleitreibung, die das Fahrzeug abbremst. Außerdem, wenn die Reifen quietschen, kommt es zum Stick-Slip-Effekt. Wie kann ich nun die Gesamtreibungkraft, aus Rollreibung, Gleitreibung und Haftreibung durch den Stick-Slip-Effekt berechnen?

Meine Ideen:
Meine Idee wäre es, eine kombinierte Reibung aus Haft- und Gleitreibung anzunehmen, also eine minimal erhöhte durchschittliche Gleitreibung also c_gleit+0.001*Amplitude des Reifenquietschends in Dezibel/100 (stark vereinfacht). Den Stick-Slip-Effekt halte ich auch für weniger wichtig.

Das Interessante ist die Überlagerung von Rollreibung und Gleitreibung.
Für die Gleitreibung nehme ich an: F_Gleit=Fn*sin(Schräglaufwinkel)*c_gleit

Der Sinus eignet sich gut, da er für für 0 Grad keine Gleitreibung und für 90 Grad die volle Gleitreibung ausgibt und sich eine leichte Sättigung einstellt.

Die Rollreibung ist das wesentlich komplexer:
Hier sind 2 Fälle zu unterscheiden, einmal das mitlaufende Rad und dann noch das angetriebene Rad. Für das mitlaufende Rad gehe ich von v_rad=v_fahrzeug *(1-sin(schräglaufwinkel) aus. Ich hätte hier auch eine lineare Funktion oder den Cosinus nehmen können,um für 0° ein mitlaufendes Rad und für 90° ein blockierendes Rad zu erhalten, aber ich denke das Rad würde auch schon bei 80° nicht mehr linear zum Schräglauf mitlaufen. Die Reibkraft durch den Rollwiderstand ist bei Reifen geschwindigkeitabhängig,http://www.velomobil.ch/ch/sites/default/files/images/pages/reifenpruefstand/diagramm_cr_v.jpg, das heißt ein blockiertes Rad hat keinen Rollwiderstand.

So, bei einem angetriebenem Rad ist die Radgeschwindigkeit stark vom Schlupf abhängig. Eigentlich müsste man davon ausgehen, dass der Rollwiderstand mit dem Schlupf wächst, bis er den gleichen Wert wie die Gleitreibung hat, da im Reifenlatsch immer mehr Fläche gleitet, beim Reifen haben wir aber eine bestimmte Druckverteilung, so dass Gleit-Fläche nur ein bestimmtes Gewicht trägt, diese Fläche wächst durch den Schlupf und damit auch die Last, die auf ihr lastet und damit auch die entstehende Reibungskraft und damit auch der gemessene Rollwiderstand. Meiner Meinung nach sollte dieser micht über die Geschwindigkeit sondern über den Schlupf berechnet werden. Zurück zum Reifen unter Schräglauf, wenn meine Theorie stimmt, sollte die Entstehende Gleitrebungkraft für 90° die Gesamtheit der entstehenden Reibungskraft sein, d.h. C_Rollwiderstand*Fn+Fn*sin(Schräglaufwinkel)*c_gleit<= Fn *c_gleit

Da ich kein Physiker bin, sondern Mathematiker, wollte ich zu meiner Theorie nochmal eine fachkundige Meinung haben.

Rudi91 · Anmeldungsdatum: 26.06.2016 Beiträge: 7

Hallo,

konnte in deinen Ausführungen zunächst keinen Denkfehler finden. Eine Skizze sowie sauber getexte Formeln wären sinnvoll um es nachvollziehen zu können. Du schilderst hier allerdings auch ein Problem, das so exakt behandelt einen Ingeneur braucht. Als Physiker würde man es sich vermutlich zunächst leichter machen^^