Name: ………………………………………… Matrikel-Nr.: …………………………. Klausur Kraftfahrzeugtechnik 01.02.2016 Aufgabe 1: 12 Punkte Ein Automobilhersteller möchte einen Kleinwagen mit niedrigem Verbrauch und hohen Fahrleistungen entwickeln. Es sind bereits einige Eckdaten festgelegt (siehe unten). Aus den geforderten Randbedingen sollen Sie weitere Parameter ermitteln. a) Der Fahrwiderstand in der Ebene soll bei einer Geschwindigkeit von 80 km/h maximal 280 N betragen. Welchen Wert darf dann der Luftwiderstandsbeiwert maximal haben? b) Welche Antriebsleistung ist an den Rädern erforderlich, damit das Fahrzeug eine Geschwindigkeit von 200 km/h erreicht? c) Im fünften Gang steht bei einer Geschwindigkeit von 80 km/h eine maximale Zugkraft an den Rädern von 1612 N zur Verfügung. Wie groß darf in diesem Fall die reduzierte Fahrzeugmasse 2 maximal sein, damit eine Beschleunigung von 1,2 m/s erreicht wird? d) Welcher Wert ergibt sich für das Massenträgheitsmoment des Kurbeltriebes einschließlich Kupplung, wenn die Massenträgheitsmomente von Getriebe, Achsantrieb und Antriebswellen vernachlässigt werden können? Fahrzeugdaten: Gesamte Fahrzeugmasse einschließlich Zuladung Rollwiderstandsbeiwert projizierte Fahrzeugfläche Dichte der Luft dynamischer Rollradius Getriebeübersetzung im fünften Gang Achsübersetzung Massenträgheitsmoment eines von insgesamt vier Rädern mF fR A ρL rdyn i5 isek JR = = = = = = = = Aufgabe 2: 1050 kg 0,013 2 1,8 m 3 1,2 kg/m 305 mm 1,08 3,52 2 1,05 kgm 12 Punkte Das Lenkverhalten eines Fahrzeugs soll mit Hilfe des Einspur-Modells untersucht werden. Hierzu sollen die Verhältnisse während einer stationären Kreisfahrt betrachtet werden. Bedingt durch die 2 Reifen ist eine maximale Querbeschleunigung von 11 m/s möglich. a) Welche maximale Fahrzeuggeschwindigkeit ist hier bei einem Kurvenradius von 50 m möglich und welche Gierwinkelgeschwindigkeit ergibt sich dabei? b) Wie groß sind die Schräglaufwinkel, der Lenkwinkel und der Schwimmwinkel? c) Welches Eigenlenkverhalten hat das Fahrzeug nach der Definition von OLLEY? d) An der Hinterachse soll ein Trimmgewicht angebracht werden, damit sich ein neutrales Lenkverhalten ergibt. Wie schwer muss das Trimmgewicht sein? Fahrzeugdaten: Gesamte Fahrzeugmasse einschließlich Zuladung Radstand Schwerpunktabstand vorne Schräglaufsteifigkeit an der Vorderachse Schräglaufsteifigkeit an der Hinterachse mF l lv cαv cαh = = = = = 1050 kg 2450 mm 1200 mm 48 000 N/rad 48 000 N/rad Aufgabe 3: 5 Punkte Beim Formula Student Wettbewerb muss jedes Fahrzeug den sogenannten „Tilt“-Test bestehen. Das Fahrzeug wird hierbei einschließlich Fahrer auf eine Platte gestellt, welche dann in eine Schräglage von 60° gebracht wird. Das Fahrzeug darf hierbei nicht umkippen. a) Welche Querbeschleunigung wird hierbei simuliert? b) Wie hoch darf die Schwerpunkthöhe maximal sein, damit das Fahrzeug nicht umkippt? Zusatzaufgabe nur für Diplom-Studenten c) Welcher Rollwinkel ergibt sich für den hier betrachteten Fall? 7 Punkte Fahrzeugdaten: Spurweite (vorne und hinten gleich) s = 1200 mm Zusätzliche Daten für Aufgabenteil c: Fahrzeugmasse einschließlich Fahrer Radstand Schwerpunktabstand vorne Radbezogene Aufbaufedersteifigkeit (an allen Rädern gleich) Rollzentrum vorne Rollzentrum hinten m l lv c wv wh = = = = = = 350 kg 1570 mm 785 mm 34 N/mm 10 mm 50 mm Aufgabe 4 12 Punkte Ein Fahrzeug ist mit vier Scheibenbremsen ausgerüstet. Der Reibwert zwischen Reifen und Fahrbahn beträgt bei den gegebenen Fahrbahnverhältnissen 0,8. a) Welche maximale Verzögerung ist bei den gegebenen Fahrbahnverhältnissen möglich, und welche Radlasten ergeben sich hier? b) Welche Bremskraftaufteilung ist für den unter a) berechneten Fall erforderlich? c) Welche Pedalkraft ist ausgehend von den Verhältnissen an einem Vorderrad erforderlich, um die entsprechende Bremskraft zu erzeugen? d) Welche Radumfangsverzögerung ergibt sich an einem Vorderrad, wenn hier der Reibwert zwischen Reifen und Fahrbahn schlagartig auf 0,2 sinkt und unvermindert weiter gebremst wird? Vereinfachend soll hier davon ausgegangen werden, dass sich die Radlast nicht ändert. e) Würde in dem Fall aus Aufgabenteil d) ein Antiblockiersystem eingreifen? Fahrzeug- und Fahrbahndaten: Gesamte Fahrzeugmasse einschließlich Zuladung Radstand Schwerpunktabstand vorne Schwerpunkthöhe Reibwert der Reibpaarung Belag-Bremsscheibe dynamischer Rollradius äußere Übersetzung der Bremsanlage wirksamer Bremsenradius Massenträgheitsmoment eines Rades Aufgabe 5 mF l lv h µB rdyn iä rw JRad = = = = = = = = = 1050 kg 2450 mm 1200 mm 520 mm 0,4 315 mm 12,5 115 mm 2 1,15 kg m 2 Punkte Die Fahrdynamikregelung eines Fahrzeugs soll das Schleudern verhindern. Welche zwei Hauptregelgrößen werden hier von dem System kontrolliert?
© Copyright 2024 ExpyDoc
