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Das Verhältnis zwischen Straßenoberfläche und Rollwiderstand

Der Rollwiderstand von Reifen ist ein hochaktuelles Thema, aber wie passt die Straßenoberfläche in diese Gleichung? Das Forschungsteam von Judith Bertomeu bei Applus IDIADA hat untersucht, wie sich Struktur, Reibung und Profil der Straße auf den Rollwiderstand auswirken.

Worüber werden Sie auf der Konferenz sprechen?
Der Rollwiderstand ist sehr wichtig für den Kraftstoffverbrauch eines Fahrzeugs. Es lohnt sich also zu verstehen, wie verschiedene Faktoren die tatsächliche Leistung eines Fahrzeugs beeinflussen. Abgesehen von den Reifen ist die Straßenoberfläche einer der wichtigsten Faktoren. Um sie zu verstehen, haben wir ein offenes Innovationsprojekt mit Akteuren aus den betroffenen Branchen ins Leben gerufen.

Um möglichst viele externe Faktoren aus unseren Experimenten zu isolieren, haben wir die Tests immer mit demselben Fahrzeug und unter den gleichen Bedingungen durchgeführt, also nur die Straßenoberfläche verändert. So konnten wir ihren Einfluss auf die Endergebnisse des Experiments isolieren. Wir haben eine Reihe von Ausrollversuchen durchgeführt. Sie ergaben nur geringe Abweichungen bei den Tests auf derselben Straße, aber erhebliche Unterschiede zwischen Versuchen auf verschiedenen Oberflächen.

Die Versuche wurden anhand von drei Merkmalen klassifiziert: Struktur, Reibung und Profiltyp. Nach deren Korrelation mit den Ergebnissen der einzelnen Ausrollversuche haben wir eine gute Formel gefunden, mit der wir zuverlässig berechnen können, welchen Einfluss jedes Oberflächenmerkmal ausübt. Der Einfluss der Reibung ist dabei am größten.

Nachdem wir herausgefunden hatten, dass sich die Straßenoberfläche eindeutig auswirkt, wollten wir noch einen Schritt weiter gehen und haben die Oberflächenmerkmale mit den Energieanforderungen korreliert. Wir konnten jedem Oberflächenmerkmal einen Koeffizienten zuweisen, der zusammen mit anderen Einflussfaktoren einer Regressionsgeradengleichung entspricht, mit der sich der Rollwiderstand eines Fahrzeugs vorhersagen lässt.

Was sind die wichtigsten Vorteile Ihrer Forschung?
Für IDIADA besteht einer der offensichtlichsten Vorteile darin, den Rollwiderstand eines Fahrzeugs auf verschiedenen Straßen besser verstehen und vorhersagen zu können, ohne tatsächliche Versuche durchführen zu müssen – das ist während der frühen Phasen neuer Entwicklungsprojekte ein wichtiger Pluspunkt. Außerdem lassen sich die Merkmale eines Reifens besser und präziser festlegen, wenn man jedem Oberflächenmerkmal einen Einflusswert zuweist. Wir können damit unsere technischen Dienstleistungen für die Reifen- und Automobilbranche noch weiter verbessern.

Obwohl die Reifenindustrie am meisten von unserer Forschung profitiert, gibt es viele verwandte Branchen, die sich unsere Ergebnisse ebenfalls zunutze machen können. Die Asphaltindustrie könnte damit umweltfreundlichere Asphaltarten entwickeln, und öffentliche Ausschreibungen könnten anhand der Frage ausgewertet werden, wie groß der Einfluss einer vorgeschlagenen Straßenoberfläche auf den Rollwiderstand ist.

Wie geht es bei dieser Forschung weiter?
Jedem Forscher stellt sich immer wieder die Frage, wie es weitergehen soll. Als Forscher und Innovatoren haben wir schon verschiedene Szenarien für weitere Untersuchungen im Kopf, noch bevor wir unsere aktuelle Forschung abgeschlossen haben.
Wir würden gern die Bandbreite der getesteten Fahrzeuge, Reifen, Straßenoberflächen und anderer Variablen erweitern. Dadurch können wir unsere Methodologien validieren und verbessern und ein Know-how über den Reifen-Asphalt-Rollwiderstand gewinnen, das in der Welt einzigartig ist.

Unser nächstes Ziel ist die Entwicklung einer vereinfachten Methode für Straßenoberflächentests, um jede Route mit minimalem Ressourcenaufwand charakterisieren zu können. Der nächste Schritt wäre dann die Erweiterung der Routencharakterisierung auf Landesebene.

Schließlich könnten wir durch die Kombination unserer Daten zum Rollwiderstand und den Straßenverkehrsdaten berechnen, wie sich bestimmte Asphaltmerkmale auf den Gesamtenergieverbrauch des Straßenverkehrs auswirken. Ein so groß angelegtes Projekt könnte wirklich interessante Ergebnisse hervorbringen.

Die Präsentation von Frau Bertomeu wird Teil des Themenbereichs Reifenprüfungen für Fahrzeuge der nächsten Generation an Tag 3 der Konferenz sein. Sehen Sie sich hier das gesamte Konferenzprogramm an.

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