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Wie sind die Auswirkungen auf das Fahrzeug in Bezug auf Dachlasten und sicheres Fahren?

Unser heutiges Thema lautet „Was sind die Auswirkungen auf das Fahrzeug in Bezug auf Deckenlasten und sicheres Fahren?“ :

Eine feine Analyse, die Sie sonst nirgendwo finden.

Die auf das Fahrzeug wirkenden Kräfte lassen sich grundsätzlich in statische und dynamische Kräfte unterteilen. Statische Bedingungen sind nur verfügbar, wenn das Fahrzeug steht. Aufgrund der Tatsache, dass das Fahrzeug ständig in Bewegung ist; Wir können auch die Effekte nennen, die unter verschiedenen Bedingungen einen variablen Gleichgewichtsverlust verursachen, aufgrund der Auswirkungen von Impuls, Fliehkraft, Federungssystem und Rotationseffekten vom Motor auf die Räder und manchmal der Bremswirkung usw. Da die dynamischen Effekte alle massebezogene Effekte sind, können wir sie uns als vom kombinierten Fahrzeugschwerpunkt wirkend vorstellen.

Kombinierter Schwerpunkt: Dies ist der Schwerpunkt, der unter Berücksichtigung aller nicht befestigten Zusatzausrüstungen, Güter und Personen im Inneren des Fahrzeugs außer dem Eigengewicht berechnet wird.

Liebe Offroad- und Naturfreunde, wir sind mit einem weiteren Teil unserer Offroad Basic Technical Information Artikelserie zusammen. Die Informationen, die ich zur Verfügung stellen werde; Das sind die konzentrierten, technisch fundierten Beiträge, die gelebte Erfahrungen beinhalten und von denen einige erstmals einen Namen in der Offroad-Literatur finden. In der Hoffnung, dass es den Lesern zugute kommt.

Jede zusätzliche Last, die auf das Fahrzeug aufgebracht wird, verschiebt den kombinierten Schwerpunkt des Fahrzeugs nach oben, wenn es an einer Stelle oberhalb des berechneten Schwerpunkts des Fahrzeugs im leeren Zustand platziert wird. Umgekehrt verschiebt die Zusatzlast unterhalb des Bordsteinschwerpunkts den kombinierten Fahrzeugschwerpunkt nach unten.

Die Grundregel beim Balance-Rollover lautet: Je höher der Schwerpunkt ist, desto leichter ist das Überrollen und je niedriger der Schwerpunkt, desto schwieriger wird es.

Um das Thema besser zu verstehen, ist es hilfreich, unseren Artikel zu lesen, wo die Balance im Offroad ist und welche Bedeutung sie hat.

Kommen wir nun zum fahrzeugspezifischen, das als Beispiel für unsere Analyse dienen soll.

Unser Fahrzeug ist 190 cm breit von der Reifenaußenseite bis zur Reifenaußenseite,

Fahrzeughöhe beträgt ca. 190 cm,

Unser Fahrzeuggewicht beträgt ~2000 kg,

Die auf das Fahrzeug aufgebrachte zusätzliche Deckenprüflast wird in einer Höhe von 200 cm über dem Boden platziert,

Die am Fahrzeug angebrachte zusätzliche Pufferebene befindet sich in einer Höhe von 70 cm über dem Boden,

Wir gingen davon aus, dass der eigene Bordsteinschwerpunkt ca. 95 cm über dem Boden liegt.

Deckenlasten; Es kann ein Dachzelt, einen Dachkorb, ein integriertes Dachdach, einen Dachträger usw. bilden.

Lasten auf Pufferebene sind; Es kann Eisenstoßfänger, Kran, Pufferwassertank usw.

In unserer Analyse werden wir grundsätzlich die positiven und negativen Auswirkungen von 100 kg Zusatzgewicht am Fahrzeug auf die Stoßfänger- bzw. Dachposition statisch und dynamisch untersuchen.

Positiver Effekt: Der Effekt, der hilft, im Gleichgewicht zu bleiben

Negativer Effekt: Der Effekt, der dazu führt, dass das Fahrzeug das Gleichgewicht verliert.

Mit anderen Worten, welche Unterschiede gibt es zwischen den 100 kg Gewicht, die wir zusätzlich zum Fahrzeug laden, auf Stoßfängerniveau und wenn es auf Dachkorbniveau liegt?

Anhand dieser Antworten besprechen wir, wie wir unser Fahrverhalten regulieren sollten, wenn wir Ausrüstungsgegenstände wie Dachkorb, Dachzelt, Dachbeschattung, Dachträger in unser Fahrzeug einbauen.

Zur Vereinfachung der Berechnung wurden einige Messungen auf verständlichere Zahlen gerundet.

Die Richtung dynamischer Effekte kann sich je nach dem Faktor ändern, der den Effekt verursacht. In Bezug auf die Einfachheit der Berechnung und die Richtung, in der wir glauben, dass der Momentarm der Wirkung den höchsten Wert hat, haben wir in unserer Fallstudie zugrunde gelegt.

Da es sich um eine Bewertungsanalyse handelt, wurden zudem Annahmen gemäß den nachfolgenden Erläuterungen getroffen.

Vorausgesetzt, dass die F-Kraft die Funktion der Masse ist, die das 100-kg-Gewicht bildet; wirkt auf das Fahrzeug in Abhängigkeit von Impuls, Trägheitsmoment, Fliehkraft, Bremswirkung, Federungssystem usw. Bei einem Gewicht von 100 kg kann die Masse trotz konstanter Masse mit unterschiedlichen Kraftwerten auf Dachkorbebene oder Stoßfängerebene auf das Fahrzeug einwirken, je nach Ursache. Deshalb heißen sie F1 und F2.

Wenn wir mit einer Geschwindigkeit von 60 km/h (16.667 m/s) in eine Kurve mit einem Radius von 30 m einfahren;

Zentrifugalkraft, der ein 100 kg schweres Objekt ausgesetzt wird;

(100 kg) / (9,81 m/s 2 ) * (16.667 m/s) 2 / (30 m) = 94,39 kg. In unserer Beispielrechnung können wir dies als ungefähr 100 kg akzeptieren und die Situation ignorieren, dass die Positionsdifferenz erzeugt und F1=F2=100 kg akzeptiert.

Unsere Notation; „+“ für alle Effekte, die versuchen, das Fahrzeug zu stabilisieren, und „-“ für alle Effekte, die versuchen, das Fahrzeug umzukippen.

Während unser Beispielfahrzeug steht und waagerecht steht, wird es „+“ sein, da es versucht, sowohl sein Eigengewicht als auch zusätzliche Lasten im Gleichgewicht zu halten.

Während das Fahrzeuggewicht und die Zusatzlasten in einer flachen Position und in Bewegung einen „+“-Effekt erzeugen, erzeugt die Kraft, die beispielsweise aus der Fliehkraft entsteht, einen „-“-Effekt.

Wenn der dynamische „-“-Effekt, dem das Fahrzeug ausgesetzt ist, den „+“-Effekt übersteigt, der versucht, das Fahrzeug im Gleichgewicht zu halten, überschlägt sich das Fahrzeug.

Wenn wir bedenken, dass das Fahrzeug im Gelände nicht gerade steht und zur Seite neigt, kann dieser Überschlag bei viel kleineren Werten von „-“-Effekten auftreten.

Lassen Sie uns nun unser numerisches Beispiel für die Situation ausführen, in der der Schwerpunkt des Fahrzeugs ausreichend geneigt ist, um sich mit dem äußersten Punkt des Reifens, dem Kipppunkt des Fahrzeugs, auszurichten. Die Bewertung erfolgt nur für die zusätzliche Belastung.

In diesem Fall beträgt der Abstand des Fahrzeuggewichts zur durch den Kipppunkt verlaufenden Hochachse 0. Das heißt, der Kraftarm des Moments des Fahrzeugleergewichts, das hinsichtlich des Umkippens oder des Ausbalancierens wirkt, beträgt 0 cm. Wenn L = 0 in der Formel M (Moment) = G (Gewicht) x L (Kraftarm) ist, dann ist natürlich M = 0. In dieser Position, in der die Auswirkung des Fahrzeuggewichts 0 ist, sieht die Auswirkung der zusätzlichen Last, die auf das Dach und die Stoßfängerebene des Fahrzeugs aufgebracht wird, wie folgt aus;

Nur für statische Effekte:

Bei deckenhohen Lasten,

M(-) = 100 kg x (-0,75 m) = -75 kg-m um das Fahrzeug umzukippen

Für Ladungen auf Pufferebene,

M(+) = 100 kg x 0,15 m = 15 kg-m um das Fahrzeug im Gleichgewicht zu halten

Befinden sich Stoßfängerniveau und Dachniveau gleichzeitig auf dem Fahrzeug mit zusätzlicher 100 kg Zuladung,

-75 + 15 = -60 kg-m Kippmoment, das Fahrzeug kippt um.

Nur wenn die Dachhöhe eine zusätzliche 100 kg-Zuladung des Fahrzeugs ist, kippt das Fahrzeug mit einem Überschuss von -75 kg-m Kippmoment.

Für statische und dynamische Effekte:

Bei deckenhohen Lasten,

(Wie oben erläutert wird F1=F2=100 kg angenommen)

M(-) = 100 kg x (-0,75 m) + 100 kg x (-2,10 m) = – 285 kg-m um das Fahrzeug umzukippen

Für Ladungen auf Pufferebene,

M(-) = 100 kg x 0,15 m + 100 kg x (-1,15 m) = – 100 kg-m um das Fahrzeug umzukippen

Befinden sich Stoßfängerniveau und Dachniveau gleichzeitig auf dem Fahrzeug mit zusätzlicher 100 kg Zuladung,

(-285) + (-100) = -385 kg-m Kippmoment, das Fahrzeug kippt um.

Nur wenn die Dachhöhe eine zusätzliche 100 kg-Zuladung des Fahrzeugs ist, kippt das Fahrzeug mit einem Überschuss von -285 kg-m Kippmoment.

Wie dem Zahlenbeispiel zu entnehmen ist, führen zusätzliche Belastungen in Deckenhöhe sowohl im statischen als auch im dynamischen Zustand, insbesondere bei liegendem Fahrzeug, zu einem früheren Umkippen des Fahrzeugs.

Während sich zusätzliche Belastungen auf Stoßfängerebene positiv auf die Stabilität des Fahrzeugs im statischen Zustand auswirken, kann das dynamische Zusammenspiel auch bei Belastungen auf dieser Ebene zum Umkippen des Fahrzeugs führen.

Fazit und Anregungen:

Fast keiner von uns nutzt die Fahrzeuge, die wir im Feld einsetzen, in ihrer ursprünglichen Form. Die grundlegendsten Modifikationen an Geländefahrzeugen sind Fahrzeug-Upgrades und Reifen-Upgrades. Diese Modifikationen verlagern bereits den Schwerpunkt des Leerzustandes des Fahrzeugs nach oben, was eine negative Bilanzsituation mit sich bringt. Darüber hinaus führt jede zusätzliche Belastung, die wir auf die Dachebene bringen, zu einem früheren Umkippen des Fahrzeugs, insbesondere in der Seitenposition.

Der Fahrer liebt sein Fahrzeug und lädt es mit möglichst viel Equipment auf. Einige dieser Geräte sind optisch und andere funktional. Z.B; inaktiver Schnorchel, inaktive Dummy-Funkantenne sind einige davon. Wenn wir in Kauf nehmen, dass wir ein angehobenes Fahrzeug mit MT – XT-Reifen auch auf Asphalt nicht mit hoher Geschwindigkeit fahren können, wird der Schnorchel, der sich nur negativ auf die Aerodynamik des Fahrzeugs auswirkt, theoretisch nicht lebensgefährlich negativ wirken.

Jedoch; Jede zusätzliche Belastung auf der Dachebene beeinträchtigt die Fahrzeugsicherheit. Stellen Sie also keine wirklich nutzlosen schweren Geräte auf die Decke, nur um der Sache willen.

Wenn Sie den tatsächlichen Einsatz auf dem Fahrzeugdach benötigen; Bei Geräten wie Körben, Reserverädern, Zelten, Dachträgern, Markisen usw. ist es äußerst wichtig, dass wir uns der negativen Auswirkungen bewusst sind.

Je höher und/oder schmaler das Fahrzeug wird, oder die 100 kg Korblast, die wir als Referenz akzeptieren, steigt, die Auswirkungen werden sich negativ verstärken.

Mit freundlichen Grüßen,

22/05/2020

Süleyman ATILGAN

Kontakt: Facebook & Instagram

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