Titelaufnahme
Titelaufnahme
- TitelOptimierungspotenziale elastokinematischer Achseigenschaften hinsichtlich Reifenverschleiß / Jan Karl Schütte ; Referent: Prof. Dr.-Ing. habil. Walter Sextro, Korreferent: Prof. Dr. rer. nat. Thomas Tröster
- Autor
- Gutachter
- Erschienen
- Umfang1 Online-Ressource (VII, 163 Seiten) : Illustrationen, Diagramme
- HochschulschriftUniversität Paderborn, Dissertation, 2026
- AnmerkungTag der Verteidigung: 23.02.2026
- Verteidigung2026-02-23
- SpracheDeutsch
- DokumenttypDissertation
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Klassifikation
Zusammenfassung
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
Abstract
The steadily growing global car fleet is causing significant environmental pollution through exhaust and non-exhaust emissions, with tire abrasion now representing the main source of traffic-related PM10 particulate matter and considered the largest source of microplastics in the environment. While electric mobility reduces exhaust emissions, the problem of non-exhaust emissions remains unresolved. The chassis is of particular importance here, as it determines the orientation, positioning, and relative movements of the wheel in relation to the road surface and thus the operating point of the tire. This thesis analyzes the interactions between the chassis, tires, and road surface in the context of the entire vehicle and derives optimization potential regarding tire wear. For this purpose, a multibody simulation model with a level of detail focused on the rear axle is created, which integrates elastic and structural dynamic properties. The experimentally parameterized and validated FTire model serves as the tire model. The systematic variation of elastokinematic axle properties reveals a conflict of objectives between minimum wear and maximum driving dynamics. A Pareto analysis shows that, under the boundary conditions considered, an adapted elastokinematic design can reduce tire wear by 38 % without impairing driving dynamics. The results underscore the optimization potential of a holistic view of the chassis-tire system in the early stages of vehicle development.
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