Motorradtechnik Grundlagen und Konzepte von Motor, Antrieb und F
Die Technik heutiger Motorräder ist hochkomplex: Antidive, ABS, die neue Radführung Duolever, Katalysator oder Niederquerschnitts-/ Breitreifen erfordern Erklärungen, die bislang in keinem Fachbuch zusammenfassend dargestellt sind. Man muss aber weder Wer
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Lrd Fe q = 0.15)
Bild 2.3 Steigungswiderstand
2.2 Instationäre Fabrwiderstände
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2.2 Instationäre Fahrwiderstände Um ein Fahrzeug aus dem Stand oder einer gleichmäßigen Geschwindigkeit heraus zu beschleunigen, müssen ebenfalls Kräfte aufgewendet werden, weil das Fahrzeug aufgrund seiner Massenträgheit das Bestreben hat, in seinem ursprünglichen Fahrzustand zu beharren. Diese Kräfte werden als instationäre Fabrwiderstände oder auch als Beschleunigungswiderstände bezeichnet. Es wird unterschieden zwischen dem translatorischen Widerstand für die geradlinige Beschleunigung des gesamten Fahrzeugs und dem rotatorischen Widerstand zur Beschleunigung aller drehenden Teile im Antrieb. Beide Widerstände überlagern sich und müssen addiert werden.
2.2.1 Translatorischer Beschleunigungswiderstand Der translatorische Widerstand zur geradlinigen Fahrzeugbeschleunigung entlang der Fahrbahn berechnet sich wie folgt:
Fa,tran = lIlges . a a
(2-4)
Beschleunigung [m/s2].
(Mit dieser Gleichung kann auch die Verzögerungskraft bei der Bremsung berechnet werden, wenn man die Beschleunigung negativ ansetzt, was aber an dieser Stelle nicht weiter interessieren soll).
2.2.2 Rotatoriseher Beschleunigungswiderstand Wenn das Motorrad beschleunigt wird, müssen auch die Bewegungen aller Teile des Antriebsstrangs, also Kurbelwelle, Kupplung, Getrieberäder, Kettenräder, etc., sowie die Drehung der Räder beschleunigt werden. Dazu ist ein Drehmoment erforderlich, das allgemein folgendermaßen berechnet wird: Ma = LSi . Ui (Summe der Einzeldrehmassen bzw. -beschleunigung)
(2-5)
Si Massenträgheitsmoment (Drehmasse) [kgm2] llj Winkelbeschleunigung [1Is2]
Da die drehenden Teile von Motor und Antriebsstrang unterschiedliche Massenträgheitsmomente und wegen der Übersetzungen (Getriebe) unterschiedliche Winkelgeschwindigkeiten aufweisen, muss die Drehmomentberechnung für jedes Bauteil einzeln vorgenommen werden, was durch den Index i in der Gleichung symbolisiert wird. Man kann jedoch Massenträgheitsmomente unter Berücksichtigung der unterschiedlichen Winkelbeschleunigungen zu einem einzigen Ersatz-Trägheitsmoment (reduziertes Trägheitsmoment Sre~ auf einer Ersatzdrehachse zusammenfassen: (2-5a) Zweckmäßigerweise werden die Trägheitsmomente von Motor- und Antriebsstrang so zusammengefasst, dass deren Ersatz-Trägheitsmoment (Sred,AS) um die Hinterradachse wirkt. Bezieht man dieses Ersatz-Massenträgheitsmoment auf den dynamischen Hinterradradius Rc.tyn,H, ergibt sich aus dem Drehmoment eine Kraft im Berührpunkt zwischen Reifen und Fahrbahn. Dies ist dann der rotatorische Beschleunigungswiderstand von Motor und Antriebsstrang:
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2 Fahrwiderstände, Leistungsbedarfund Fahrleistungen 8red AS . CXred Fa As = ----'-,~-Rdyn,HR
(2-6)
Damit errechnet sich der gesamte rotatorische Beschleunigungwiderstand des Motorrades zu Fa rot ,
= 8 red'AS . CXred + 8HR . CXHR + 8VR· CXVR Rdyn,HR
Rdyn,HR
(2-7)
Rdyn,VR
Da in die Berechnung des reduzierten Trägheitsmomentes die Übersetzung eingeht, ist der rotatorische Beschleunigungswiderstand abhängig von der
