Technische frage: fahrzeugsschwerpunkt

    Hey,
    Hab mal ne technische frage. Evtl könnt ihr mir da weiterhelfen?

    Geg:
    Kfz:
    Frontmotor
    Gewichtsverteilung 60% vorne 40% hinten
    X-achse: parallel zu den achsen des fahrgestells
    Z-achse: horizontal rechtwinklig zur x-achse (in fahrtrichtung)
    Y-achse: vertikal rechtwinklig zur x-achse (aufrecht)

    Ich suche den flächenschwerpunkt, wenn ich die vorderachse um je 15mm pro seite und die hinterachse um 25mm pro seite verbreitere.

    Angenommen ist der idealfall, dass der schwerpunkt der x-achse zentriert liegt.

    Frage:
    Bei einer verbreitung senkt sich der schwerpunkt auf der y-achse. Verändert sich ebenfalls der schwerpunkt der z-achse? Er müsste theoretisch richtung fahrzeugmitte wandern? Noch habe ich keine genaue rechnung dazu begonnen, wollte erstmal andere meinungen einholen. Handelt sich um nen neuen vw touran 1.4 tfsi.

    Was sagt ihr dazu?

    Meine annahme beruht auf dem aspekt, dass sich das kräftepaar der hinteren achse weiter voneinander entfernt als das vordere. Dadurch verschiebt sich die resultierende.
    Kräfte: eigengewicht des fahrzeugs. Wirkt in y-richtung auf die reifen.

    ich verstehe zwar die frage nicht hundertprozentig, aber ich versuche mein wissen bezüglich mechanik (aus dem studium und beruf) einzubringen, ... zunächst mal liegt idealerweise der schwerpunkt genau in der mittenfläche des fahrzeugs, in der automobilindustrie y=0 schnitt genannt. (anderst wie du es gesagt hast) und in dieser fläche spielt sich deine verschiebung des schwerpuntes ab. (ideal betrachtet, denn der motorschwerpunkt sitzt außermittig, meist mehr auf der beifahrerseite) eigentlich ganz einfach, ... wenn die hinterachse um 25 mm nach unten wandert und die vorderachse um 15, sinkt der schwerpunkt um rund 20 nach unten, minimal verschiebt sich auch die gewichtsverteilung nach hinten, aber in einem so kleinen maß dass es nur theoretisch wahrnehmbar ist.

    was die verbreiterung eines fahrzeugs mit der gewichtsverteilung zu tun haben soll, frage ich mich gerade, und verstehe ich nicht so ganz, ...

    gruß timo

    Also bei deiner Beschreibung der Koordinatenachsen sehe ich nicht durch. Macht aber nichts, das ganze kann man sich bildlich vorstellen, egal ob eine Achse jetzt Y oder Rüdiger heißt.

    Wenn du nur das Fahrzeuggewicht nimmst welches senkrecht nach unten wirkt (wo die Reifen mit eingeschlossen sind) ändert sich garnix.

    Es ändert sich erst etwas wenn die Reifen/Räder als einzelne Massepunkte angesehen werden.
    Dann verschiebt sich der Schwerpunkt etwas nach hinten und etwas nach unten...allerdings - wie bereits gesagt wurde - dürfte die Verschiebung eher homäopatisch ausfallen, da wir ja im statischen Bereich sind.

    Die Auswirkungen im dynamischen Bereich sind da schon eher ausschlaggebend.

    Danke, bin auch davon ausgegangen, dass sich der bereich der verschiebung eher niedrig hält. wollte auch rein in der statik bleiben. Aber theoretisch betrachtet, dürfte sich der schwerpunkt senken und nach hinten verlagern? In der praxis sind die räder ja auch einzelne massepunkte.

    Die berechnung dürfte garnicht so schwer sein. Ein mitstudent hatte ähnliches als ptaktikumsaufgabe. Nur mit anderen bezugspunkten.

    Wenn ich mich etz ganz blamiere, sag es mir bitte, aber dynamisch betrachtet dürfte sich die auswirkung im groben auf achse/fahrwerk beschränken?

    der masseschwerpunkt müsste nach meiner jetzigen schätzung bei dem maß 838 im schnittpunkt zum maß 1458 liegen.

    bei einem tieferen fahrzeug verschiebt sich der schwerpunkt eben um ein gewisses maß und verlagert sich, der hinterwagen liegt 10 mm tiefer auf 2678 mm, was bedeutet, ... die gradzahl kann sich jeder errechnen, entweder über pythagoras oder über die winkelfunktionen, verschwindend gering, 0,00..? grad

    auf 20 mm tiefer und 0,0..? grad verschiebt sich der schwerpunkt nach hinten, ich bin zu faul zu rechnen, excel ist nur im büro installiert, ... zuhause brauch ich meine ruhe von dem zeugs, ...
    dürfte sich schätzungsweise im 10tel mm bereich liegen.

    viel mehr bringt ein sandsack von 100 kg im kofferraum :-))))
    oder einen schweren mitfahrer auf der hinterbank

    So...Kommando zurück...der Schwerpunkt ändert sich garnicht.

    Man hat die Karosserie (Also alles außer Räder) als Massenpunkt, und jedes rad einzeln als Massepunkt.

    Baut man jetzt die Matrix auf mit der Komponentenzerlegung und der Einzelmassen so ändern sich bei der Verbreiterung nur die x-werte, diese aber widerum symmetrisch, weshalb sich die Verbreiterung in den X-Komponenten aufhebt.

    Bei y und z ändert sich nichts, deshalb ändert sich auch der Schwerpunkt der einzelnen Komponenten dort nicht.
    Habe es eben mal durchgerechnet.

    ...war nen klassischer Denkfehler...so etwas ähnliches hat auch meine TM-Professorin (Technische Mechanik) mal mit uns durchgezogen...hab ich mich eben dran erinnert.

    Ich lasse mich gern bei einer Gegenberechnung vom Gegenteil überzeugen. Hab auch kein Formelbuch hier un die Sache aus dem Gedächtnis nachgerechnet, kann also auch durchaus ein Fehler bei mir sein.

    Die Formel war doch:

    Sx = SUM(Xi * Mi) / SUM(Mi)

    also der Schwerpunkt der x-Komponenten ist die Summe aller Produkte der x-Koordiinate des jeweiligen Massepunktes und der Masse , geteilt durch die Summe aller Massen.

    Für die y- und z-Komponente ist das analog.

    bezogen auf die strassenoberfläche ändert sich der schwerpunkt schon, ... und zwar um die tieferlegung, ... die räder mal ausgenommen, ... die karosse kommt tiefer und somit auch der schwerpunkt, ...

    ps, TM ist über 20 jahre her, da kann man schon mal einen fehler machen

    Joa

    ...ich hatte nen Denkfehler drinne bei meiner ersten Aussage...hatte irgendeine Foremel mit dem quadratischen Mittelwert der Einzelkomponenten vor Augen. Aber das war die Vergleichsspannungshypothese nach \"von Mises\".
    :D

    @SNB: und ich bin von Anfang an von dem was Du beschreibst ausgegangen, aber jetzt wenn ich nachdenke...
    rein theoretisch wird sich doch was ändern ( wie schon beschrieben, im hömeopatischen Bereich)
    Warum? Weil bei der ungleichen Spurverbreiterung (+15 mm V. / +25 mm H.) wird die Federung der vorderen und der hinteren Achse auch anders belastet.
    Die Federelemente bleiben an der gleichen Stelle, aber ein Moment aus der (unveränderter) Kraft d.h. 60% des Gewichtes vorn und 40% hinten, den sie ausgleichen müssen ist jetzt jeweils größer und zwar ungleichmäsig vorne und hinten.
    Somit müsste theoretisch das Fahrzeug hinten mehr absenken als vorne.
    Da Fahrzeugsschwerpunkt befindet sich höher als beiden Achsen und müsste sich durch diese \"drehbewegung\" nach hinten verschieben.

    ka-tb3101: die Hinterachse wird jetzt zwar 2x 10 mm breiter als die vordere, aber die resultierende davon absenkung durfte doch viel geringer sein.

    Danke, dass ihr das so ernst nehmt.

    SX4ever: das war meine überlegung. (beitrag 2) Dadurch, dass sich die spuren unterschiedlich verbreitern, ändert sich eigentlich auch die position der resultierenden. würden sich beide achsen um die gleiche stärke verändern, könnte man das ja auch vernachlässigen. Die resultierende wandert meiner meinung nach, nach hinten. Aber ich bin “nur“ student, lasse mich also gerne belehren :)

    Sooo *die Bombe platzen lässt*

    habe mich mal hingesetzt und den Spaß berechnet.

    Wie man sehen kann ist bei statischer Betrachtung der Abstand der Räder zur x-Achse (bei meinem Koordinatensystem) immer gleich..egal ob die VA oder HA nun 2m oder 04m breit ist.
    man be kommt als Sz immer Null solange das ganze Symmetrisch bleibt, und andere Werte verändern sich durch die Spuverbreiterung nicht.

    Wenn man den Spaß jetzt dynamisch betrachtet, dann würde eine Achsverbreiterung ein höheres Drehmoment auf die Radaufhängung ausüben, die Feder wäre höherer Last ausgesetzt und der Schwerpunkt der jeweiligen anteiligen Karosseriemasse würde nach unten wandern (da die VA breiter ist würde bei gleicher Radaufhängung an VA und HA [spätestens jetzt wird es absolut unrealistisch] die Karosserie hinten weiter eintauchen als vorn).
    Der Schwerpunkt würde somit etwas nach hinten und etwas nach unten wandern.
    Das wurde aber in einem vorigen Post von SX4ever schon einmal beschrieben.

    Hat jemand einen Gegenvorschlag? :biggrin:

    Zitat


    Original von Supernasenbär:
    Also bei deiner Beschreibung der Koordinatenachsen sehe ich nicht durch. Macht aber nichts, das ganze kann man sich bildlich vorstellen, egal ob eine Achse jetzt Y oder Rüdiger heißt.


    @ Daniel

    Nenne die Achse Daniel und lasse mich da raus OK :biggrin:

    Grüße