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About this book

Das Buch behandelt alle Bereiche der Nutzfahrzeugtechnik.

Grob kann diese in drei Bereiche unterteilt werden, die Typenkunde mit den rechtlichen Grundlagen, die Fahrgestellkonstruktion und die Antriebstechik.

Basierend auf den rechtlichen Vorschriften, deren Kenntnis ausschlaggebend für die Konfiguration eines Nutzfahrzeugs ist, und der Fahrmechanik werden die verschiedenen Nutzfahrzeugtypen vorgestellt. Besonders hervorzuheben ist die Nutzfahrzeugaerodynamik, welche hier intensiv behandelt wird, da sie im Zuge der CO2-Diskussion einen wertvollen Beitrag leisten kann.

Die klassische Konstruktionslehre wird am Beispiel der Fahrgestell- und Anhängerkonstruktion inklusive der Fahrwerkstechnik dargestellt. Der Verbrennungsmotor in seiner speziellen Rolle als Antriebsquelle für das Nutzfahrzeug wird vorgestellt und die Interaktion mit dem Antriebsstrang wird analysiert. Dem elektronischen Fahrzeugmanagement ist ein extra Kapitel zugeordnet.

Table of Contents

Frontmatter

1. Einführung in die Nutzfahrzeugtechnik

Zusammenfassung
Das Nutzfahrzeug als Lastkraftwagen oder Lastzug hat die Aufgabe, eine Nutzlast mit möglichst geringem Aufwand über kürzere oder längere Strecken von Haus zu Haus zu transportieren. Die Vorgaben des Gesetzgebers in Form der deutschen Straßenverkehrszulassungsordnung (StVZO) und die Vorschriften der EU beziehen sich nicht nur auf die Abmessungen und Gewichte, sondern auch auf die Emissionen des Dieselmotors. Um allen Transportaufgaben gerecht zu werden, bieten die Hersteller Transporter, Lastkraftwagen, Zugmaschinen, Auflieger, Anhänger und branchengerechte Aufbauten in großer Vielfalt an. Die wesentlichen Transportaufgaben sind:
  • leichter urbaner und regionaler Verteilerverkehr mit Transportern
  • schwerer Verteilerverkehr mit Solo-Lkw und leichten Sattelzügen
  • nationaler Fernverkehr mit Lastzügen mit mittlerer Motorleistung
  • internationaler Fernverkehr mit 40-t-Sattelzügen mit hoher Motorleistung und Fahrerhäusern mit hohem Komfort und Kommunikationsmöglichkeiten über Satelliten; Gliederzüge spielen eine untergeordnete Rolle
  • kombinierter Verkehr mit speziellen Waggons als „Rollende Landstraße“ (Rola) für komplette Lastzüge oder durch Umsetzen der Ladungsträger auf spezielle Waggons
  • Baustellenfahrzeuge mit Kippaufbau oder z. B. Betonmischaufbauten mit zwei bis fünf Achsen als Solo-Fahrzeuge oder Lkw mit Tandemachsanhänger; für erschwerten Betrieb mit Antrieb auf mehrere Achsen
Wolfgang Appel, Hermann Brähler, Ulrich Dahlhaus, Thomas Esch, Stephan Kopp, Bernd Rhein

2. Fahrmechanik

Zusammenfassung
Die Fahrmechanik ist die Lehre der Kräfte und Bewegungen an einem Fahrzeug, sie setzt sich zusammen aus der Dynamik – der Lehre der Kräfte – und der Kinematik – der Lehre des räumlichen und zeitlichen Zusammenhangs von Bewegungen. Sie ist die Basis zum Verständnis des Gesamtfahrzeugs. Dieses ist gerade beim Nutzfahrzeug sehr wichtig, da es meistens von unterschiedlichen Gruppen konzipiert wird. Das Fahrgestell wird überwiegend getrennt von dem Nutzaufbau gefertigt.
Wolfgang Appel, Hermann Brähler, Ulrich Dahlhaus, Thomas Esch, Stephan Kopp, Bernd Rhein

3. Konzeption von Nutzfahrzeugen

Zusammenfassung
Unter den vielen gesetzlichen Bestimmungen, Vorschriften und Normen setzen die im Hinblick auf einen möglichst ungehinderten Verkehrsfluss und mit Rücksicht auf die Schonung der Straßenverkehrswege festgeschriebenen Grenzen für Abmessungen (§ 32 StVZO) sowie Gewichte und Achslasten (§ 36 StVZO) die wesentlichen Rahmenbedingungen für das Fahrzeugkonzept dar.
Wolfgang Appel, Hermann Brähler, Ulrich Dahlhaus, Thomas Esch, Stephan Kopp, Bernd Rhein

4. Lastkraftwagen- und Anhängerfahrgestell

Zusammenfassung
Nahezu 80 % aller Lastkraftwagen verlassen das Herstellerwerk als Fahrgestell. Dies ist ein industriell produziertes, fahrbereites Fahrzeug, welches anschließend in üblicherweise handwerklich strukturierten Aufbaubetrieben mit einem der späteren Nutzung angepasstem Aufbau ausgerüstet wird. Primäre Kriterien zur Auswahl eines Fahrgestells sind das Gesamtgewicht, die Motorisierung und der die mögliche Aufbaulänge bestimmende Radstand. Individuelle Ausrüstungs- und Ausstattungswünsche betreffen das Fahrerhaus in Ausführung und Ausstattung, Nebenabtriebe sowie alternative Bereifungen und Getriebeabstufungen.
Wolfgang Appel, Hermann Brähler, Ulrich Dahlhaus, Thomas Esch, Stephan Kopp, Bernd Rhein

5. Nutzfahrzeugtragwerke und deren Aufbauten

Zusammenfassung
Traditionell werden im Nutzfahrzeugbau hauptsächlich die Werkstoffe Stahl und Holz eingesetzt. Forderungen nach gesteigerten Nutzlastverhältnissen und wirtschaftlicher Produktionsweise haben jedoch das Spektrum der eingesetzten Werkstoffe wesentlich erweitert. Neben die Baustähle S235JR (St 37-2) und S355JR (St 52-3) treten hochfeste Feinkornbaustähle und der Forderung nach Stoffleichtbau entsprechend zunehmend Aluminium-Knetlegierungen. Hölzer werden zu mehrschichtigen Sperrholzplatten veredelt, Kunststoffe eignen sich für Formteile mit sphärisch gekrümmten Flächen oder werden unter der Zielsetzung des Formleichtbaus zusammen mit Schaumstoffen zu Sandwich-Verbundplatten verarbeitet.
Wolfgang Appel, Hermann Brähler, Ulrich Dahlhaus, Thomas Esch, Stephan Kopp, Bernd Rhein

6. Motor

Zusammenfassung
Die Klassifizierung der Nutzfahrzeuge erfolgt allgemein nach der Gesamtmasse des Fahrzeuges und ist beispielsweise ausschlaggebend
Wolfgang Appel, Hermann Brähler, Ulrich Dahlhaus, Thomas Esch, Stephan Kopp, Bernd Rhein

7. Getriebe

Zusammenfassung
Im Abschnitt 2.1 wurden die Fahrwiderstände berechnet und daraus der Leistungsbedarf ermittelt. Dieser muss vom Motor in Arbeitsgemeinschaft mit Kupplung und Getriebe gedeckt werden. Die Ursache für die Notwendigkeit dieser zusätzlichen Baugruppen liegt im Funktionsprinzip des Motors. Neben seinen zahlreichen, bedeutenden Vorteilen wie niedrigem Leistungsgewicht, gutem Wirkungsgrad und geringem Platzbedarf hat er folgende Nachteile [7-1; 7-2]:
  • Im Gegensatz zum Elektromotor und der Dampfmaschine kann er nicht unter Last aus dem Stillstand anlaufen.
  • Die maximale Leistung steht nur bei einer bestimmten Drehzahl zur Verfügung. Eine Drehzahlabsenkung ist nur über einen geringen Drehzahlbereich mit einer Drehmomenterhöhung verbunden, darüber hinaus ist ein Drehmomentwandler erforderlich.
  • Der Motorwirkungsgrad ist nicht im gesamten Motorkennfeld gleich, so dass der Motor vorzugsweise nur in bestimmten Teilen desselben betrieben werden sollte.
Wolfgang Appel, Hermann Brähler, Ulrich Dahlhaus, Thomas Esch, Stephan Kopp, Bernd Rhein

8. Elektrik und Elektronik

Zusammenfassung
Wirtschaftlichkeit, Betriebssicherheit und gesetzliche Bestimmungen sind die für den Einsatz von Elektrik und Elektronik im Nutzfahrzeug bestimmenden Faktoren. Gemäß dieser Voraussetzung haben z. B. elektronische Systeme im Nutzfahrzeug in den zurückliegenden Jahren einen maßgeblichen Einfluss u. a. auf den Kraftstoffverbrauch, das Fahr- und Bremsverhalten sowie Abgas- und Geräuschemissionen gewonnen.
Wolfgang Appel, Hermann Brähler, Ulrich Dahlhaus, Thomas Esch, Stephan Kopp, Bernd Rhein

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