FahrzeugaerodynamikFahrzeugaerodynamikDas Programm ist für eine einfache Simulation der Fahrzeugbewegung vorgesehen. Das Programm löst die nachstehenden Aufgaben:
In der Berechnung werden Daten, Verfahren, Algorithmen und Angaben aus der Fachliteratur und den Katalogen angewendet.
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Die Informationen über die Syntax und die Bedienung der Berechnung finden Sie im Dokument "Steuerung, Struktur und Syntax der Berechnungen".
Die Informationen über den Zweck, die Anwendung und die Bedienung des Absatzes "Projektinformation " finden Sie im Dokument "Projektinformationen".
In der Berechnung werden die nachstehenden Formeln verwendet:
p [kPa] = p0 / (1 - (0.0065 * h) / (t+0.0065 * h + 273.15)) (-5.257)
p0 ... Luftdruck am Meeresspiegel (101.32) [kPa]
h ..... Meereshöhe [m]
t ...... Temperatur [°C]
Q [kg/m^3] = (p * 1000 * 1 * 0.02895) / (8.314 * (273 + t))
Fa [N] = 0.5 * Q * cx * S * v^2
cx ... Widerstandskoeffizient [~]
S ... Frontfläche [m^2]
v ... Fahrzeuggeschwindigkeit [m/s]
Fr [N] = m * 9.81 * fr / (dw / 2)
fr ..... Traktionskoeffizient [~]
m ..... Fahrzeuggewicht [kg]
dw ... Reifendurchmesser (Rad-) [m]
Fu[ N] = sin(alfa) * m * 9.81
alfa ... Steig- / Senkwinkel [rad]
m ..... Fahrzeuggewicht [kg]
Pw [kW] = (Fa + Fr + Fu) * v / 1000
v ... Geschwindigkeit [m/s]
Wählen Sie die Einheiten der Berechnung und Umweltparameter [1.0].
Wählen Sie ein der Musterbeispiele [2.1]., bzw. definieren Sie eigene Fahrzeugparameter [2.2-2.20].
Geben Sie die Geschwindigkeit ein [2.22].
In diesem Absatz wählen Sie die Einheiten, Temperatur und Meereshöhe.
In der Auswahlliste wählen Sie das gewünschte Einheitssystem der Berechnung. Bei der Umschaltung der Einheiten werden alle Werte sofort geändert.
Nachdem Sie die Taste abhaken, können Sie unabhängig von [1.2-1.3] eigenen Wert eingeben.
In diesem Absatz wählen Sie die Fahrzeugparameter, seine Geschwindigkeit und ermitteln die Leistungsparameter des Antriebs.
Aus der Auswahlliste wählen Sie ein Musterfahrzeug aus. Falls Sie die Fahrzeugparameter korrigieren, wählen Sie den Antriebstyp (Verbrennungsmotor / elektrischer Motor). Anhand dieser Wahl werden dann die Parameter der nächsten Berechnung und Ergebnisse eingestellt. Zur Definition der eigenen Werte haken Sie die Taste in der Zeile [2.2] ab.
Die tatsächliche Frontfläche ist von der groben Frontfläche unterschiedlich s=w*h. Zur Vereinfachung der Berechnung wurde dieser Koeffizient eingeführt, der ermöglicht, die tatsächliche Frontfläche für verschiedene Fahrzeugtypen aus ihrer tabellarischen Breite und Höhe abzuschätzen.
Es bewegt sich in Abhängigkeit von der Verarbeitung und dem Hersteller im Bereich von:
Kraftstoff: 12.1-12.9 kWh/kg
Diesel: 11.6-11.9 kWh/kg
Batterie:
LiIon: 0.14 - 0.2 kWh/kg
LiFePO4: 0.12 - 0.16 kWh/kg
Blei: 0.035-0.045 kWh/kg
Für die Musterfahrzeuge aus der Tabelle wurden die Werte aus den Herstellerunterlagen gewonnen. Der vorgegebene Wert beeinflusst die Berechnung der maximalen Geschwindigkeit – [2.23].
Abhängig vom Motortyp (Benzinmotor, Dieselmotor, Elektromotor), von der Umwelt, vom Belastungsmodus können die Werte sehr unterschiedlich sein. Für die Musterfahrzeuge aus der Tabelle wurden diese Werte aufgrund des vom Hersteller angegebenen Verbrauches, der Leistungsdiagramme, Reichweiten usw. geschätzt.
Sie ist von der Konstruktionslösung des Antriebs abhängig. Für die Musterfahrzeuge aus der Tabelle wurden die Werte aus der zugänglichen Literatur und Herstellerkataloge geschätzt.
Geben Sie die Fahrzeuggeschwindigkeit ein. Mit der Taste[v: v = v max] wird die maximale Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet.
Es bestimmt den Radrollwiderstand. Typische Beispiele sind in der Auswahlliste angegeben. Den eigenen Wert geben Sie nach dem Abhaken der Taste [2.26] ein.
Geben Sie den Steigwinkel (Senk- ... negativer Wert) des Weges ein, auf dem sich das Fahrzeug bewegt. Die Tasten rechts haben die nachstehenden Aufgaben:
[a: a = 0] ... sie stellen den Winkel auf den Wert 0 ein
[a: Fu = -Fr] ... sie stellen einen solchen Winkel ein, dass die Senkkraft gerade die Rollwiderstandskraft ausgleicht
[a: Fu = -Fr-Fa] ... sie stellen einen solchen Winkel ein, dass die eingegebene Geschwindigkeit [2.23] ohne Motornutzung erreicht wird (Pwe = 0)
Maximaler Beschleunigungswert, den das Fahrzeug erreichen kann. Er hängt vor allem von der Übertragung der Antriebskraft auf der Fahrbahn, der Antriebsart, den Reifen, der Konstruktion usw.
Dragster ... bis zu 5 mal g
Supersports ... bis zu 1.5 mal g
Übliche Fahrzeuge ... 0.2 – 0.8 mal g
Theoretische Zeit, erreichbar unter der Annahme einer idealen konstanten maximalen Leistung, die während der Beschleunigungszeit unter idealen Bedingungen geliefert wird. Bei der Berechnung wird eine Einschränkung berücksichtigt, und zwar die maximale Beschleunigung [2.33]. (Beschränkung der Möglichkeiten für die Reifen-/Straße-Leistungsübertragung).
Er ermöglicht, die Parameter in der Abhängigkeit von der Geschwindigkeit anzuzeigen. Den Graphbereich wählen Sie aus der Auswahlliste oberhalb des Graphen aus, die gewünschten angezeigten Parameter dann aus der Liste links und rechts. Der Geschwindigkeitswert aus der Berechnung ist mit roter Linie gekennzeichnet.
Zeigt die Abhängigkeit der Beschleunigung und Geschwindigkeit von der Zeit
an.
Stellen Sie den Bereich des Graphs ein, indem Sie den Bereich über dem Graph
auswählen.
Die Informationen über die Einstellung der Berechnungsparameter und der Spracheneinstellung finden Sie im Dokument "Einstellung der Berechnungen, Sprachenänderung".
Die allgemeinen Informationen darüber, wie man die Berechnungshefte ändern und erweitern kann, sind im Dokument "Benutzerspezifische Anpassungen der Berechnung" aufgeführt.
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