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2021 | Book

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Objektivierung der Fahrbarkeit im fahrdynamischen Grenzbereich von Rennfahrzeugen

Author: Florian Goy

Publisher: Springer Fachmedien Wiesbaden

Book Series : Wissenschaftliche Reihe Fahrzeugtechnik Universität Stuttgart

Part of: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik" , Springer Professional "Wirtschaft"

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About this book

Die Abstimmung fahrdynamischer Eigenschaften von Rennfahrzeugen kann simulationsbasiert umso effektiver erfolgen, je genauer die Anforderungen des Fahrers hinsichtlich der Fahrbarkeit im fahrdynamischen Grenzbereich bekannt sind. Die von Florian Goy vorgestellte Methodik lässt die Anforderungen von professionellen Fahrern in den virtuellen Entwicklungsprozess einfließen, indem die Ergebnisse einer Rundenzeitsimulation mit fahrdynamischen Überlegungen zu neuartigen objektiven Kennwerten kombiniert werden. Mithilfe von Experimenten am Fahrsimulator kann die Methode verifiziert und der Wertebereich für eine gute Fahrbarkeit festgelegt werden.

Table of Contents

Frontmatter
Kapitel 1. Einleitung
Zusammenfassung
Der Motorsport dient neben den sportlichen Aspekten zur Demonstration und als Vorentwicklungslabor neuer Technologien, die später oft den Einzug in Serienfahrzeuge finden. Die technischen Aspekte der Rennfahrzeugentwicklung sind daher auch aus Sicht der Forschung von Interesse.
Florian Goy
Kapitel 2. Stand der Technik
Zusammenfassung
Die Entwicklung von Rennfahrzeugen erfordert aufgrund der zeitlichen und technischen Randbedingungen einen von Serienfahrzeugen abweichenden Prozess. Eine übersichtliche Zusammenfassung von Rennfahrzeugkonzepten, zugehörigen Entwicklungsprinzipien und konstruktiven Beispielen werden im Werk von Trzesniowski [4] dargestellt. Rennfahrzeugkomponenten unterliegen danach hauptsächlich performanceorientierten Anforderungen und ein spezieller Fokus liegt auf der Definition von Aerodynamik, Reifen, Fahrwerk und Antriebsstrang.
Florian Goy
Kapitel 3. Grundlagen
Zusammenfassung
In der Entwicklung der Gesamtfahrzeugperformance von Rennfahrzeugen wird der klassische Rennstreckentest durch Fahrsimulatoren bzw. Rundenzeitsimulation mit den beschriebenen Vorteilen der frühen und effizienten Performancevorhersage erweitert. Da der Fokus dieser Arbeit auf der virtuellen Vorhersage von Rundenzeit und Fahrbarkeit liegt, ist insbesondere der Aufbau der Rundenzeitsimulation, des Fahrsimulators bzw. der dort verwendeten Fahrzeugmodelle von Interesse.
Florian Goy
Kapitel 4. Methode zur Objektivierung von Fahrbarkeit und Rundenzeit
Zusammenfassung
Für Rennfahrzeuge liegt das hauptsächliche Entwicklungsziel darin, die Rundenzeit unter den gegebenen technischen Randbedingungen zu minimieren. Dabei muss das Fahrzeug es dem Fahrer ermöglichen, niedrige Rundenzeiten kontinuierlich und über einen längeren Zeitraum – im Falle eines 24h Rennens über mehrere Stunden hinweg – zu erreichen. Voraussetzung dafür ist eine ausreichend gute Fahrbarkeit, die z.B. durch Eigenschaften wie Fahrzeugbalance, Stabilität und Kontrollierbarkeit beschrieben werden kann.
Florian Goy
Kapitel 5. Exemplarische Anwendung der Methode
Zusammenfassung
Um das Ziel der virtuellen Vorabstimmung erreichen zu können, muss neben den objektiven Aussagen zu Rundenzeit und Fahrverhalten bekannt sein, wie groß die Zielbereiche für eine ausreichende Fahrbarkeit sein müssen. Die Ermittlung dieser Zielbereiche bzw. einer Zielfunktion findet in der vorgeschlagenen Methodik mithilfe eines realen Fahrers statt. Exemplarisch wird die Anwendung der Methode mit Versuchen am Fahrsimulator gezeigt. Der Fahrsimulator wird als geeignetes Werkzeug angesehen, um das Verhalten eines realen Fahrers in einer kontrollierten Modellumgebung zu analysieren und stellt unter den restriktiven Randbedingungen einer Motorsportabteilung eine effiziente und kostengünstige Möglichkeit für das Testen von einer Vielzahl an Varianten dar.
Florian Goy
Kapitel 6. Zusammenfassung und Ausblick
Zusammenfassung
In dem als ideal angenommenen Entwicklungsprozess für Rundstreckenrennfahrzeuge ist eine Vorhersagemöglichkeit der zu erwartenden Fahrzeugperformance notwendig, bevor ein physikalischer Prototyp vorhanden ist, um sowohl konzeptionelle als auch streckenabhängige Fahrzeugeigenschaften effizient und kostengünstig optimieren zu können. Die Rundenzeit tlap ist dabei als wichtigstes Kriterium für die Gesamtfahrzeugperformance anzusehen, und wird mit Hilfe von Rundenzeitsimulationen der virtuellen Erprobung zugänglich gemacht. Unter den Herausforderungen, die nach dem heutigen Stand der Technik in der Simulation der Rundenzeit bestehen, gilt neben der realitätsnahen Abbildung von nichtlinearen Komponenten, wie Reifen- und Aerodynamikeigenschaften, insbesondere die Fahrereigenschaften, die für das Fahren im fahrdynamischen Grenzbereich relevant sind, als zu wenig erforscht.
Florian Goy
Backmatter
Metadata
Title
Objektivierung der Fahrbarkeit im fahrdynamischen Grenzbereich von Rennfahrzeugen
Author
Florian Goy
Copyright Year
2021
Electronic ISBN
978-3-658-36048-1
Print ISBN
978-3-658-36047-4
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-658-36048-1

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