Kurvenfahrverhalten

Körper bewegen sich aufgrund ihrer Trägheit ohne Krafteinwirkung geradlinig und mit konstanter Geschwindigkeit. Wenn man mit einem Fahrzeug eine Kurve fahren will, benötigt man eine Kraft quer zur Bewegungsrichtung, die dem Drang geradeaus weiterzufahrenentgegenwirkt und die Bahn krümmt. Diese Querkraft, genannt Zentripetalkraft, muss allein durch die Reibung der Reifen am Untergrund aufgebracht werden. Da Kräfte immer paarweise ein Gleichgewicht bilden, gibt es die der Zentripedalkraft entgegengerichtete Fliehkraft. Diese spüren beispielsweise die Insassen, wenn es sie in einer starken Kurve nach außen gedrückt werden.Fährt man der Fahrsituation angemessen, dann nutzt man den Haftreibungsbereich der Reifen. Bei überhöhter Geschwindigkeit kommen die Reifen ins Rutschen. Ist diese Haftreibungsgrenze einmal überschritten, verringert sich die Reibungskraft rapide, also die Querkraft, die das Fahrzeug in der Kurve halten soll. Außerdem kann es bei Fahrzeugen mit zu hohem Schwerpunkt (z.B. durch ungünstige Beladung) vorkommen, dass sie beim zügigen Durchfahren einer Kurve kippen.

                    
Dieses Applet beschäftigt sich nur mit einem vereinfachten Modell, um die Anzahl der nötigen Eingaben gering zu halten und
einen grundlegendenqualitativen Eindruck zu vermitteln. Die voreingestellten Werte sind dem TTcar(siehe Abbildungen) entlehnt,
es ist jedoch auch möglich typische Werte für PKWs einzustellen.
Anbei eine Liste der einstellbaren Parameter und die wichtigsten Formeln mit Erläuterung:   
Folgende Parameter koennen eingegeben/ausgewählt werden:
1)Zuerst wird der Kurvenradius ermittelt:

Radstand Kurvenradius = ------------------------- (für Vierradlenkung Radstand/2) tan(Lenkeinschlag) Da alle Kräfte geichermaßen von der Masse abhängen fällt sie aus den Vergleichen heraus und muss deshalb nicht eingegeben werden. Zur Einfachheit gilt im Modell, dass alle Kräfte im Schwerpunkt angreifen.
2)Dann wird die Zentrifugalkraft für eine Kurve mit diesem Radius errechnet:
Masse * (Geschwindigkeit)^2
Zentrifugalkraft = ------------------------------------ Kurvenradius Diese Kraft steigt stark mit der Geschwindigkeit und bei Verringerung des Radius. Bei doppelter Geschwindigkeit wirkt bereits die vierfache Kraft auf das Fahrzeug!
3)Und mit der maximal möglichen Haftreibungskraft verglichen:
Haftreibungskraft = µh * g * Masse (g..... Erdbeschleunigung = 9.81 m/s²) Anmerkung: µh ist der Haftreibungskoeffizient, der (wie auch der Gleitreibungskoeffizient) von
abhängig ist.
Im Applet sind typische Werte für trockene und nasse Asphaltfahrbahn, Schneefahrbahn und Eisfahrbahnen wählbar.
4)Wenn die Haftreibungskraft kleiner ist als die Zentrifugalkraft, kann man dem Straßenverlauf nicht mehr folgen und fliegt gegebenenfalls aus der Kurve. Der tatsächlich gefahrene Radius wird aus der Gleitreibungskraft als Zentripetalkraft berechnet:


Gleitreibungskraft = µg *g * Masse
			     Masse * (Geschwindigkeit)^2
	gefahrener Radius =  ----------------------------------------
			             Gleitreibungskraft
 
5)Die Kippgefahr wird festgestellt, indem überprüft wird, ob die resultierende Kraft aus Gewicht und Fliehkraft über
die Außenkante der Räder hinaus wirkt.