Optimierungspotenziale elastokinematischer Achseigenschaften hinsichtlich Reifenverschleiß

Der stetig wachsende weltweite Pkw-Bestand führt zu erheblichen Umweltbelastungen durch Abgas- und Nicht-Abgas-Emissionen, wobei Reifenabrieb mittlerweile die Hauptquelle für verkehrsbedingten PM10-Feinstaub darstellt und als größte Quelle für Mikroplastik in der Umwelt gilt. Während die Elektromobilität die Abgas-Emissionen reduziert, bleibt das Problem der Nicht-Abgas-Emissionen ungelöst. Dem Fahrwerk kommt dabei eine besondere Bedeutung zu, da es die Orientierung, Positi-onierung und Relativbewegungen des Rades zur Fahrbahn und damit den Arbeitspunkt des Reifens bestimmt. Die vorliegende Arbeit analysiert die Wechselwirkungen zwischen Fahrwerk, Reifen und Fahrbahn im Gesamtfahrzeug-Kontext und leitet daraus Optimierungspotenziale hinsichtlich Reifenverschleiß ab. Dazu wird ein Mehrkörper-Simulationsmodell mit auf der Hinterachse fokussiertem Detaillierungsgrad erstellt, das elastische und strukturdynamische Eigenschaften integriert. Als Reifenmodell dient das experimentell parametrierte und validierte FTire-Modell. Die systematische Variation elastokinematischer Achseigenschaften offenbart einen Zielkonflikt zwischen minimalem Verschleiß und maximaler Fahrdynamik. Eine Pareto-Analyse zeigt, dass unter den betrachteten Randbedingungen durch eine angepasste elastokinematische Auslegung eine Reduktion des Reifenverschleißes um 38 % möglich ist, ohne die fahrdynamischen Eigenschaften zu verschlechtern. Die Ergebnisse unterstreichen das Optimierungspotenzial einer ganzheitlichen Betrachtung des Systems Fahrwerk-Reifen in der Frühphase der Fahrzeugentwicklung