Er bestimmt maßgeblich Fahreigenschaften und Fahrkomfort, verursacht aber auch über Rollwiderstand, Rollgeräusch, Reifenabrieb und die Interaktion mit der Aerodynamik nennenswerte Emissionen. Entsprechend sind die Anforderungen an einen modernen Reifen vielfältig. Das IFS forscht disziplinübergreifend an Reifeneigenschaften
Der anhaltende Trend der immer früher ansetzenden und präziser werdenden virtuellen Fahrzeugentwicklung erfordert hoch entwickelte Modelle. Es ist daher notwendig, auch die Reifeneigenschaften in hoher Qualität in Reifenmodellen zu integrieren. Hierfür besteht am Institut die Möglichkeit, bestimmte Reifeneigenschaften mit Hilfe einer Flachbahneinheit des Fahrzeugdynamikprüfstands Reifen reproduzierbar zu vermessen.
Zu den Reifeneigenschaften gehört auch die Geräuschentwicklung beim Abrollen auf der Fahrbahn. Dieses Geräusch wirkt sich sowohl auf das Außen- als auch das Innengeräusch eines Fahrzeugs aus. Insbesondere durch die Elektrifizierung des Antriebstranges und der einhergehenden Absenkung des Antriebsgeräusches rücken die akustischen Eigenschaften des Reifens zunehmend in den Fokus der Entwicklung.
Direkt zu
Forschungsschwerpunkte:
- Simulation des Luftschalleintrages vom Reifen-Fahrbahngeräusch in den Fahrzeuginnenraum mittels spezieller Prüfstände
- Bestimmung des Außengeräuschanteils durch Fernfeldmessungen z.B. auf Teststrecken
- Geometrieerfassung in realistischen Betriebszuständen zur Verbesserung der aerodynamischen CFD-Simulationen
- Entwicklung von Messprozeduren zur Verbesserung der Modellgüte in Hinblick auf Realfahrten
laufende Forschungsprojekte
Projektbeschreibung: Das Ziel dieses Forschungsprojekts ist es, die reale Deformation von Reifen beim Abrollen unter Last zu erfassen, die auftretenden Strömungsphänomene zu identifizieren und CFD Code daraufhin zu validieren.
Laufzeit: 36 Monate
Kernziel: CFD Validierung hinsichtlich der Radumströmung
Fördermittelgeber: Forschungsvereinigung Automobiltechnik e.V. (FAT)
Ansprechpartner: Dr.-Ing. Timo Kuthada | timo.kuthada@ifs.uni-stuttgart.de
Projektbeschreibung: Reifen sind Bauteile aus einer Kombination vielzähliger Einzelkomponenten. Für die Fahrdynamik werden diese häufig in zwei Hauptgruppen unterteilt: den Gürtellagen und der Lauffläche. Die Gürtellagen sind neben der Formgebung maßgeblich für diverse Steifigkeiten verantwortlich und bestehen aus einem Faserverbundgewebe. Die Lauffläche dient primär der Kraftübertragung und ist im direkten Kontakt mit der Fahrbahn. Sowohl die Eigenschaften der Gürtellagen als auch der Lauffläche sind temperaturabhängig. Da die Lauffläche mit den Gürtellagen untrennbar verbunden ist, bestimmt das Zusammenspiel beider Gruppen die fahrdynamischen Reifeneigenschaften. Zyklische Verformungen durch das Abrollen bringen Temperatur in die Gürtellagen und ändern die Steifigkeiten. Diese Kerntemperatur beeinflusst anschließend auch die Temperatur der Lauffläche und deren Materialverhalten. Bei der Kraftübertragung zwischen Fahrbahn und Lauffläche wird ein Teil der eingebrachten Energie in Wärme umgewandelt. Um die temperaturabhängigen fahrdynamischen Reifeneigenschaften zu Untersuchen bedarf es neben geeigneter Messtechnik auch einer besonderen Prüfeinrichtung.
In diesem Projekt wird der Fahrzeugdynamikprüfstand um eine Reifenprüfeinrichtung erweitert. Diese hat zum Ziel das Messrad samt Messtechnik mit einstellbarem Sturzwinkel über eine Flachbahneinheit zu halten. Diese Flachbahneinheit kann mit hoher Bandbreite gelenkt und vertikal Verfahren werden. Durch den einstellbaren vertikalen Hub erfolgt die Aufbringung der Radlast. Die Kombination aus Fahrzeugdynamikprüfstand und Reifenprüfeinrichtung erlaubt es somit unter reproduzierbaren Laborbedingungen den Reifen zu erforschen.
Ansprechpartner: Dr.-Ing. Jens Neubeck | jens.neubeck@ifs.uni-stuttgart.de
Projektbeschreibung: Durch die stetige Reduktion des Antriebsgeräusches, in jüngster Vergangenheit insbesondere auch durch die Elektrifizierung des Antriebstrangs, gewinnt das Reifenfahrbahngeräusch seit geraumer Zeit an Bedeutung. Darüber hinaus finden beim automatisierten Fahren vermehrt Telefonate und Web-Meetings im fahrenden Fahrzeug statt. Diese erfordern ein weniger störendes Geräuschniveau im Innenraum. Zu diesem störenden Innengeräusch trägt u.a. das Reifen-Fahrbahngeräusch, d.h. der Luftschall, der beim Abrollen des Reifens auf der Fahrbahn entsteht, bei. Um diesen Beitrag zum Innengeräusch gezielt minimieren zu können, ist es hilfreich, den Anteil separat bestimmen zu können. Ziel dieses Forschungsprojektes ist daher, das Verfahren zur separaten Darstellung des Reifen-Fahrbahngeräuschanteils im Fahrzeuginnenraum zu optimieren. Dann kann gezielt der Geräuschkomfort beeinflusst und somit eine effiziente Fahrzeugentwicklung ermöglicht werden.
Zur Optimierung des Verfahrens sind folgende Schritte notwendig:
- Aufbau von Know-how bzgl. störender akustischer Effekte und ihrer Wahrnehmung bei elektrifiziertem und automatisiertem Fahren
- Verbesserung des vorhandenen Reifen-Geräusch-Messanhängers, inklusive dessen Handhabung
- Erneuerung des vorhandenen Reifen-Geräusch-Prüfstandes v.a. in Bezug auf eine leistungsfähigere Schallabstrahlung
- Optimierung des Reifengeräusch-Prüfstandes in Bezug auf die Abstrahlcharakteristik
- Optimierung des iterativen Verfahrens zur Anpassung der Schallabstrahlung des Reifens und derjenigen des Prüfstands
Kernziele: Methodik zur Darstellung des Reifen-Fahrbahngeräuschanteils im Fahrzeuginnenraum zur Optimierung der Fahrzeugakustik-Entwicklung
Ansprechpartner: Dr. rer. nat. Reinhard Blumrich | reinhard.blumrich@ifs.uni-stuttgart.de
Die Promotion als Karrieresprungbrett in Industrie, Wirtschaft und Forschung!
Ihre Ansprechpartner
Jens Neubeck
Dr.-Ing.Bereichsleiter Fahrzeugtechnik 1 – Fahrzeugdynamik & Fahrwerksfunktionen, Thermowindkanal
Timo Kuthada
Dr.-Ing.Bereichsleiter Fahrzeugtechnik 2 – Aerodynamik & Thermomanagement
Reinhard Blumrich
Dr. rer. nat.Automotive Engineering 3 – Aeroacoustics & NVH