Kurvenfahren erzeugt abhängig von der Geschwindigkeit Fliehkraft, die auf zwei Rädern Schräglage entgegen gehalten werden muss. Durch die Griffigkeit der Fahrbahn, Bodenfreiheit der Maschine, Reifen und Übungsstand des Bikers wird die Schräglage begrenzt.
Die Fliehkraft ist abhängig vom Kurvenradius und der Geschwindigkeit. Die Erdanziehungskraft wirkt auf den Fahrer und das Fahrzeug ein. Es ergibt sich eine resultierende Kraft, da die Fliehkraft waagerecht zur Kurvenaußenseite wirkt, die den Motorroller nur dann nicht umwirft, wenn sie durch die Mitte der Reifenaufstandsflächen läuft. Die Fahrzeugmesse hebt sich auf, was bedeutet, dass die erforderliche Schräglage vom Gewicht der Maschine unabhängig ist. Einfluss hat die Reifenbreite neben der Schwerpunkthöhe.
Die Wirkungen von Gewichts – und Fliehkraft greifen Fahrer und Motorrad an, daher muss das Motorrad stärker geneigt werden. Ein Sportmotorrad, dass breitere Reifen besitzt, muss stärker geneigt werden, als ein klassisches Motorrad mit schmalen Reifen. Mit einem Tourenmotorrad kann trotz der geringeren erforderlichen Schräglage nicht die extreme Schräglage gefahren werden. Fahrwerk und Reifen sind nicht dafür vorgesehen, zudem begrenzen die aufsetzenden Teile die Schräglage. Die realistische Einschätzung der gefahrenen Schräglage ist sehr wichtig.
Wenn es sich um eine Hundekurve handelt, werden oftmals Schräglagenreserven nicht genutzt. Wenn der Fahrer das Gefühl hat, an der Schräglagengrenze des Motorrades angekommen zu sein, ist er nicht mehr in der Lage, eine mögliche und nötige Schräglagenvergrößerung zu realisieren. Das Resultat: Er fährt möglicherweise auf dem großen Kurvenradius weiter und verlässt möglicherweise die Straße oder bremst und stürzt im schlimmsten Fall. Der Motorrollerfahrer ist nicht mehr in der Lage vorhandene Reserven zu nutzen, da die persönliche Schräglagengrenze früher erreicht ist. Für so genannte Alleinunfälle im Kurvenbereich sind dass die häufigsten Ursachen.
Sitzt der Fahrer in einer Hundekurve Zu aufrecht, wird automatisch die Schräglage vergrößert und es bestehen objektiv keine Reserven mehr und er wird stürzen. Oftmals wird die mögliche Schräglage unterschätzt, da die persönliche Einschätzung mit der physikalisch – technischen Möglichkeit übereinstimmt. Das kommt daher, dass die natürliche Schräglagengrenze bei 20 Grad liegt. Alles was darüber hinaus geht muss mühsam trainiert werden.
Ein Schräglagentraining darf aber nicht dazu führen, dass man in der Kurve bis ans Limit geht, sondern dass ein „Mehr an Schräglage“ als Reserve dient. Dies ist besonders wichtig, wenn die Kurve einmal enger als angenommen ist. Eine grobe Rückmeldung über die jeweils gefahrene Schräglage kann man mittels eines Kreidestrichs quer über Vorder – und Hinterradreifen erhalten.
Grundlagen der Kurventechnik
Es kommt beim Motorrollerfahren immer auf den Richtigen Blick an, wer dies beachtet der wird mit Kurven keinerlei Probleme bekommen. Dabei kommt es darauf an, vorausschauend zu fahren und bestimmte Techniken zu beherrschen. Je eher man dies packt, desto gelassener kann man auch bei brenzligen Situationen reagieren. Eine ästhetische Kurvenfahrt kommt weitaus besser als wenn man einen abenteurlichen Ritt hinter sich bringt nicht zuletzt wegen der Sicherheit. Ein kleiner Tipp: Man sollte niemals auf das Vorderrad schauen, sondern lieber durch die Kurve mitführen.
Oftmals kommt die Frage auf, wohin man lenken muss, wenn man nach links möchte. Darauf werden viele nach links antworten, was aber grottenfalsch ist. Die Lösung liegt in der Physik und wird auch als Kreiselprozession bezeichnet. Danach gilt, dass ein Kreisel, welcher um die Drehachse nach rechts gelenkt wird, nach links abkippt. Das bedeutet im Klartext, dass man stets eine entgegengesetzte Lenkbewegung machen sollte, um die Kurve zu kriegen. Wenn man dies nicht beachtet, kann dies zu Problemen führen.
Das heißt für die Rechtskurve, dass man den Lenker rechts nach vorne andrückt und bei der Linkskurve den Lenker links nach vorne andrückt.
Die richtige Technik machts
- Fährt man vorausschauend und kriegt man trotzdem nicht die Kurve, dann fährt man definitiv zu schnell. Bremsen Sie und fahren Schrittgeschwindigkeit. Das Kreisfahren am Lenkeinschlag sollte man hierfür auf einem Parkplatz üben. Belastet man die Kurveninnere Fussablage mit dem Körpergewicht, drückt man den Roller weiter in die Kurve. Bei der Belastung der Kurvenäusseren Fussablage stellt sich der Roller wieder auf und die Kurve wird weiter. Beim Legen bilden Motorroller und Fahrer eine Linie und besitzen dadurch die selbe Schräglage. In gefährlichen Situationen können Sie den Roller durch Gewichtsverlagerungen ohne Zeitverlust weiter in die Kurve legen oder blitzschnell aufrichten. In Notfallsituationen sollte man den Motorroller Drücken: Dieser wird dabei in Schräglage gedrückt, der Oberkörper bleibt dabei fast senkrecht. Sie bilden dann mit dem Roller keine Einheit mehr, doch Sie haben dann eine viel bessere Übersicht in der Kurve. Das Drücken kann bei plötzlichen Ausweichmanövern sehr lebenswichtig sein. Sie sollten vor der Schräglage keine Angst haben. Bei kritischen Situationen sollten Sie immer den Blick auf der gewünschten Linie lassen und niemals zum Strassengraben schwenken, denn da wollen Sie garantiert nicht hin.
Gestaltung der Geschwindigkeit
Bereiten Sie sich möglichst früh auf die Kurve vor. Bevor die Kurve anfängt sollten Sie die Geschwindigkeit dementsprechend anpassen. Geben Sie wieder im Scheitelpunkt der Kurve Gas. In der Kurve selbst sollten Sie immer locker bleiben und nur so viel Gas geben, um nicht zu schnell wieder bremsen zu müssen.
Die Schräglage
Je größer die Schräglage ist, umso stärker kippt der Motorroller nach innen und umso höher muss auch die Kurvengeschwindigkeit sein. Die Fliehkraft steigt mit höhrer Geschwindigkeit und richtet den Motorroller wieder auf. Wer Angst hat, dass der Motorroller umkippt, braucht nur etwas mehr Gas zu geben und schon sorgt die größer werdende Fliehkraft dafür, dass der Motorroller sich wieder aufrichtet.
Ganz wichtig: In Schräglage ist bremsen aufgrund komplizierter fahrphysikalischer Zusammenhänge sehr schwierig und ein solches Manöver erfordert eine optimale Beherrschung des Rollers. Achten Sie darauf, dass nicht einsehbare Kurven mit wenig Geschwindigkeiten gefahren werden, so dass im Kurvenbereich nicht gebremst werden muss. Der Motorroller kann sich andernfalls in der Kurve aufrichten und man gerät dann für eine kurze Zeit in einen instabilen Fahrzustand, der nur durch die richtige Lenkung wieder korrigiert werden kann.
Blicktechnik und Linienwahl
Die richtige Blicktechnik ist das wichtigste beim Fahren des Motorrollers. Bestimmt ist Ihnen schon einmal aufgefallen, dass man nur in die Richtung fährt bzw. bremst in die man auch schaut. Wenn man beispielsweise ein überfahrenes Tier auf der Fahrbahn liegen sieht, dann fixiert man es zwar und fährt dann aber voll drüber, obwohl man eigentlich ausweichen wollte. Lassen Sie ein Ziel niemals aus den Augen und fahren Sie immer weit vorausschauend. Auf diese Weise erkennen Sie Gefahren immer rechtzeitig. Gleichzeitig vorausschauend und die korrekte Linie zu halten ist nicht einfach, doch je mehr Sie üben und sich die korrekte Fahrweise einprägen, desto gleichmässiger und sicherer wird auch die Fahrweise werden.
Die beste Linie ist diejenige, die von der Gefahrenzone am weitesten weg ist. Dies bedeutet im Klartext, dass die äussere Linie in einer Kurve befahren wird. Bei einer Rechtskurve wird die linke Fahrspur befahren und bei einer linken Kurve die rechte Fahrspur. Aber Schneiden Sie keinesfalls die Kurven.
Vorteile bei der richtigen Linienwahl
Wenn man sich an die Regeln hält, sieht man deutlich weiter. Bei 50 km/h bedeutet dies eine Sekunde mehr Zeit, zu reagieren. Fahrradfahrer, Fussgänger und stehende Fahrzeuge zwingen Sie nicht dazu, die Ideallinie zu verlassen. Dies ist in einer Kurve nicht ganz ungefährlich, da ein plötzliches Versetzen und ein Lastwechsel zu einem unangenehmen Fahrverhalten führen kann. Bei entgegenkommenden Fahrzeugen erschrecken Sie sich nicht, da Sie nach innen ausweichen können. Das umgekehrte Manöver wäre also deutlich unsicherer, da Sie den Roller aufstellen müssten um die Linie auch halten zu können. Anschließend müssten Sie den Scooter erneut in die Kurve drücken.
Fazit: Durch die richtige Kurventechnik lernt man den Motorroller sicher durch die Kurven zu manövrieren und das Fahren in die Kurven macht sogar Spaß.
Technik
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Fährt über 70 und kippt nicht um: Dieses E-Motorrad fahren Sie ohne Führerschein
In den USA kommt demnächst ein elektrisches Dreirad auf den Markt. Der X-Oto sieht aus wie ein Roller, besitzt aber einen Frontantrieb. Dank einer patentierten Neigetechnik ist das Fahrzeug vor allem für Neueinsteiger geeignet.
X-Oto stammt vom gleichnamigen Start-up aus Kalifornien, das von dem Industriedesigner Tim Huntzinger gegründet wurde. Dieser suchte nach einer Möglichkeit, Motorradfahren sicherer zu machen, ohne die Fahrfreude einzuschränken. Die Lösung war das elektrische Dreirad X-Oto. Vom Aussehen her fast wie ein normaler E-Roller packt der Hersteller in das neuartige Gefährt einen 4-kW-Nabenmotor an der Frontachse sowie die patentierte Neigetechnik an die Hinterachse. Damit kann sich der X-Oto mit bis zu 45 Grad in eine Kurve neigen und verliert dank der zwei Hinterräder nur wenig Stabilität und Haftung auf der Straße. Ein weiterer Vorteil der drei Räder: Der X-Oto kann trotz seiner Leistung und Spitzengeschwindigkeit von 70 km/h mit dem normalen Autoführerschein gefahren werden.
Elektrisches Trike X-Oto: Mehr Stabilität und Sicherheit hat ihren Preis
Seine Energie bezieht der X-Oto (ausgesprochen Ex-oto) aus zwei herausnehmbaren Akkus mit einer Gesamtkapazität von 4,3 kWh. Laut Electrek soll das bei normaler Fahrweise für rund 145 km Reichweite genügen. Das Laden der Akkus kann dank der Entnahmemöglichkeit auch in der Wohnung oder dem Büro erfolgen. Der X-Oto ist damit auch für Käufer interessant, die keine Garage oder außen liegende Steckdose haben. Mit einem geplanten Verkaufspreis von umgerechnet rund 6.700 Euro ist der X-Oto in der limitierten Erstausgabe „Founders Edition“ teurer als vergleichbare E-Roller. Jedoch bieten die drei Räder eine sichere Kurvenlage und mehr Stabilität. Die Auslieferung soll in den USA noch in diesem Sommer erfolgen.
Bei welcher Geschwindigkeit kippt ein Motorrad nicht um
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Https://www. motor-talk. de/forum/wieviel-schraeglage-bis-man-wegrutscht-t5387759.html
Dieses Motorrad kann nicht umkippen
Egal, wie ungeschickt sich der Fahrer anstellt: Mit Hondas Moto Riding Assist kippt das Motorrad nicht mehr um und folgt außerdem „bei Fuß“.
Mit dem Motorrad im Stand oder beim Langsamfahren das Gleichgewicht zu halten, ist nicht immer einfach. Mit Hondas Moto Riding Assist stellt diese Herausforderung auch für ungeübte Fahrer kein Problem mehr dar: Mit der neuen Technologie ist ein Motorrad in der Lage, sich selbst sowohl während der Fahrt als auch im Stillstand selbsttätig auszubalancieren.
Umkipp-Schutz und „Follow me“-Modus
Honda präsentierte den Prototyp eines Motorrads, das auch dann nicht umkippt wenn sein Fahrer ein Ungleichgewicht provoziert, bei der Consumer Electronics Show in Las Vegas. Die Technologie könnte in Zukunft einen großen Beitrag zur Verkehrssicherheit leisten. Ein mit Moto Riding Assist ausgestattetes Bike muss man außerdem nicht mehr schieben: Auf Wunsch folgt das Motorrad seinem „Herrl“ in Schrittgeschwindigkeit bei Fuß.
Gleichgewichts-Steuerungstechnik aus humanoidem Roboter und fahrendem Hocker
Gyroskope, die das Fahrgefühl beeinträchtigen könnten, spielen bei Hondas Prototyp keine Rolle. Vielmehr nutzen die Japaner für Moto Riding Assist eine spezielle Gleichgewichts-Steuerungstechnik, die ursprünglich für den Uni-Cub (eine Art fahrenden Elektro-Hocker) sowie den Honda-eigenen Roboter ASIMO entwickelt wurde. Zudem verfügt der Prototyp über einen Mechanismus, mit dem der Lenkkopfwinkel und somit der Radstand verändert werden kann.
Ob und wann die Moto Riding Assist-Technologie auch bei Serienfahrzeugen zum Einsatz kommen soll, verriet Honda zumindest auf der CES noch nicht.
Https://autorevue. at/autowelt/honda-moto-riding-assist
Kurvengeschwindigkeit:einspuriges oder mehrspur. Fzg. schneller?
Ich denke Peter N. hat es gut auf den Punkt gebracht. Das einzige was man noch anführen könnte ist dass Autos härter bremsen können, das gleicht die bessere Beschleunigung von einem Motorrad wieder aus. In der Kurve dürfte sich das wirklich nichts geben, theoretisch und praktisch.
Was die Schräglage angeht: Mit hohen Fußrasten ist genug Platz um die maximal mögliche Schräglage auch zu fahren.
Und zum driften mit Motorrädern: Video (bei 2:13)
Martint.
AW: Kurvengeschwindigkeit:einspuriges oder mehrspur. Fzg. schneller?
Jetzt da ich weiß wie ich Grafiken in das Forum bekomme hier meine Meinung zum Thema:
Mehrspurige Fahrzeuge sind in der Kurve schneller.
Ich hab mal folgendes gerechnet: Spurweite von 0,4m bis 1,4m Kurvenradius 5m Schwerpunkthöhe 0,3m. Die folgende Formel berechnet wann die Kiste kippt (stark vereinfacht da der Schwerpunkt sich nicht bewegt, Optimale Fahrbahn, kein Flex im Rahmen und Reifen usw.) aber man kann erkennen das der Geschwindigkeitszuwachs (gelbe Linie, jeweils gerechnet zur vorherigen Kurvengeschwindigkeit) immer weniger wird, also der Kompromiss zwischen Alltagstauglichen Breiten (wie viel das auch immer ist) und Kippsicherheit nicht linear ist. Ich bin zu blöd in Word den Formeleditor zu finden, deswegen leider die verstümmelte Formel V=11,3*SQR((d/2h)*r) wobei v in km/h d die Spurbreite h die Schwerpunkthöhe und r der Kurvenradius ist (alles in metern angeben) Meistens jedoch rutscht man eher weg als das der Überschlag erfolgt; das erfolgt wenn d/2h größer als (und jetzt müßte hier das griechische mü stehen aber auch hier bin ich unfähig) mü ist.
Was hat das alles mit einem einspurigen Fahrzeug zu tun? Das muss sich bekanntlich in die Kurve legen um die Fliehkräfte auszugleichen. Die Grenzgeschwindigkeit beim Zweirad ist erreicht wenn die Zentrifugalkraft der Seitenführungskraft entspricht. Verkrüppelte Formel auch hierzu Vmaxkurve=SQR(mü*g*r) Vmaxkurve in m/s^2 mü Dimensionslos g=Erdbeschleunigung r=Kurvenradius in metern. Wenn mü 1 ist kann die Seitenführungskraft den gleichen Betrag annehmen wie die Gewichtskraft und dann sind Schräglagen bis zu 45° möglich (der Pilot sitzt gerade auf der Maschiene, kein Hang off oder Drücken)
So weit die Theorie, im Grenzbereich ist das Rutschen mit einem Mehrspurfahrzeug meines Erachtens angenehmer als mit einem Einspurer.
(Ph4) Zentripetalkraft bei einer Kurvenfahrt [Grundlagen, Beispiele, Aufgaben]
In dieser Lerneinheit betrachten wir die Zentripetalkraft bei einer Kurvenfahrt. Das Thema Zentripetalkraft bei einer Kurvenfahrt taucht immer wieder in der Physik auf. Besonders im Bereich der Fahrzeugtechnik.
Für ein optimales Verständnis helfen dir Zwei ausführliche Beispiele zu dem Thema.
Mehr zu diesem Thema und der Kinetik findest du im Kurs: PH4-Kinetik
Zentripetalkraft bei einer Kurvenfahrt – Grundlagen
“Die Zentripetalkraft bzw. Radialkraft) ist die äußere Kraft, die auf einen Körper wirken muss, damit sich dieser im Inertialsystem auf einer gekrümmten Bahn bewegt.”
Zentripetalkraft bei einer Kurvenfahrt
Fährt ein Fahrzeug (Auto, Fahrrad, LKW etc.) durch eine Kurve, dann wird die dafür Notwendige Zentripetalkraft (die das Fahrzeug in der Kurve hält) durch die Reibung zwischen Reifen und Boden aufgebracht.
Zentripetalkraft bei einer Kurvenfahrt
Infolge der Reibung zwischen den Reifen des Fahrzeugs mit dem Boden, ergibt sich eine Haftreibungskraft FH, die dafür sorgt, dass das Fahrzeug nicht ins rutschen kommt, sondern auf dem Boden haftet. Diese Haftreibungskraft sorgt dafür, dass die Zentripetalkraft eintritt, die das Fahrzeug in der Kurve hält.
Die Haftreibungskraft FH Kannst du – wie bereits in den vorangegangenen Lerneinheiten zur schiefen Ebene gezeigt – aus der Normalkraft FN bestimmen, welche wiederum aus der Gewichtskraft FG berechnet wird:
Wir gehen im Weiteren von einer Horizontalen Kurve aus, d. h. die Straße weist keine Neigung auf und damit ist der Neigungswinkel Null. Damit wird Cos(0) = 0 und wir erhalten:
Dabei ist Μ0 der Haftreibungskoeffizient und FG = m· g die Gewichtskraft. Der Haftreibungskoeffizient ist abhängig von den beiden Reibungspartnern und deren Materialien (hier: Straße und Reifen).
Zentripetalkraft bei einer Kurvenfahrt – Beispiele im Alltag
Hier sind einige Beispiele für die Zentripetalkraft bei einer Kurvenfahrt im Alltag:
Autofahren : Wenn du mit deinem Auto eine Kurve fährst, wirkt die Zentripetalkraft auf das Auto und zieht es zur Mitte der Kurve. Diese Kraft ermöglicht es dem Auto, die Kurve zu durchfahren, ohne geradeaus zu fahren.
Fahrradfahren : Beim Fahrradfahren auf einer kurvigen Straße wirkt die Zentripetalkraft auf das Fahrrad und hält es in der Kurve. Ohne diese Kraft würde das Fahrrad in einer geraden Linie weiterfahren.
Achterbahnfahrt : In einer Achterbahn erfährst du die Zentripetalkraft, wenn du durch enge Kurven fährst. Die Zentripetalkraft zieht dich zur Mitte der Kurve und sorgt dafür, dass du auf der Schiene bleibst.
Skifahren : Beim Skifahren in einem Slalomkurs wirkt die Zentripetalkraft auf die Skifahrer. Sie ermöglicht es den Skifahrern, die engen Kurven zu durchfahren, indem sie sie zur Mitte der Kurve zieht.
Karussellfahren : Beim Karussellfahren wirkt die Zentripetalkraft auf die Fahrgäste und zieht sie zur Mitte des Karussells. Ohne diese Kraft würden die Fahrgäste in gerader Linie weitergehen.
Eishockeyspiel : Beim Eishockey wirkt die Zentripetalkraft auf die Spieler, wenn sie in einer Kurve um das Spielfeld gleiten. Diese Kraft ermöglicht es ihnen, die Kurven zu nehmen, während sie ihre Geschwindigkeit beibehalten.
Diese Beispiele verdeutlichen, wie die Zentripetalkraft bei einer Kurvenfahrt im Alltag wirkt. Sie ist eine wichtige Kraft in der Physik und ermöglicht es Objekten, in Kurven zu bleiben und ihre Bahn zu halten, anstatt in gerader Linie weiterzugehen.
Zentripetalkraft bei einer Kurvenfahrt – Haftreibungskoeffizient
Schauen wir uns mal zu dem Thema Zentripetalkraft bei einer Kurvenfahrt einige Haftreibungskoeffizienten für verschiedene Bodenbeschaffenheiten an:
| Reifen auf trockenem Asphalt | Μ = 1,0 (optimaler Wert) |
| Reifen auf nassem Asphalt | Μ = 0,8 |
| Reifen auf vereister Fahrbahn | Μ = 0,2 |
Je Kleiner der Haftreibungskoeffizient ist, desto Weniger Haftung ist zwischen Reifen und Boden gegeben und desto Schneller beginnt das Fahrzeug mit Zunehmender Geschwindigkeit zu rutschen.
Stellen wir uns nun mal vor ein Fahrzeug fährt mit einer sehr hohen Geschwindigkeit in eine Kurve. Es kann dann passieren, dass die Haftreibungskraft nicht mehr ausreicht, um die notwendige Zentripetalkraft aufzubringen. Die Zentripetalkraft ist aber notwendig dafür, dass sich das Fahrzeug in einer Kurve bewegt, da diese Kraft das Fahrzeug zum Kurvenmittelpunkt “zieht”. Fährt das Fahrzeug also zu schnell in die Kurve und geht damit die Haftung verloren, so gerät das Fahrzeug ins rutschen und damit tritt die Gleitreibungskraft auf, die kleiner als die Haftreibungskraft ist.
Zentripetalkraft – Fahrtrichtung mit und ohne Haftung
Was passiert dann? Wir haben nun eine Kleinere Kraft – die Gleitreibungskraft – gegeben. Damit ist die notwendige Zentripetalkraft nicht mehr gegeben und somit bewegt sich das Fahrzeug nicht mehr in einer Kurve sondern Tangential zum Kreisbogen, wie in der obigen Grafik ersichtlich wird. Erst wenn die Geschwindigkeit wieder so klein ist, dass die Haftung eintritt, kann das Fahrzeug die Kurvenfahrt fortsetzen, da nun die notwendige Zentripetalkraft wieder wirkt.
Zentripetalkraft bei einer Kurvenfahrt – Geschwindigkeit
Wir wissen nun, dass die Zentripetalkraft durch die Haftreibungskraft aufgebracht wird, also gilt:
Die Zentripetalkraft können wir auch mittels der Geschwindigkeit V ausdrücken (siehe vorherige Lerneinheit):
Einsetzen führt uns zu:
Wir suchen die Geschwindigkeit, deswegen lösen wir die obige Gleichung nach der Geschwindigkeit auf:
|
|
|m kürzen
|Wurzel ziehen
Die maximale Geschwindigkeit mit welcher ein Fahrzeug durch eine Kurven fahren kann, so dass gerade noch Haftung besteht ist abhängig von der Haftreibungszahl Μ0, der Erdbeschleunigung G und dem Radius R:
Https://technikermathe. de/ph4-08-zentripetalkraft-bei-einer-kurvenfahrt
Rechner für Maximalgeschwindigkeit in Kurven
Wie schnell kann man in eine Kurve fahren? Finden Sie es mit diesem Rechner heraus!
Eine der folgenden Größen können Sie mit diesem Online-Rechner bestimmen: maximal mögliche Geschwindigkeit bei einer Kurvenfahrt, Radius, Überhöhung oder Haftreibungszahl bzw. freie Seitenbeschleunigung. Der Rechner ist sowohl für Straßenfahrzeuge (Auto, LKW, Motorrad bzw. Fahrrad) als auch für Züge geeignet. Zudem wird berechnet, ob das Fahrzeug bei einer gegebenen Geschwindigkeit nach außen kippt. Dazu passendes Hintergrundwissen finden Sie im Anschluss, während die vom Rechner verwendeten Formeln auf einer eigenen Seite stehen:
Mit der Voreinstellung wird die maximal zulässige Geschwindigkeit eines PKW in einer nicht überhöhten Kurve mit einem Radius von 25 m berechnet, wobei die Fahrbahn als sauber und trocken angenommen wird.
Rechner für maximal mögliche Geschwindigkeit in Kurven
Unter „Vorauswahl“ findet man passende Werte für Straßen – und Eisenbahnfahrzeuge.
Achtung: Dabei ändern sich auch die Eingabefelder!
* Die Haftreibungszahl bzw. die freie Seitenbeschleunigung wird automatisch durch die Auswahl der Straßenbedingung bzw. der Streckenart eingetragen, sie kann jederzeit geändert werden. Die Seitenbeschleunigung aq kann auch Negativ sein!
** Die Überhöhung D darf auch Negativ sein! Oft ist statt b und D der Winkel bekannt; es gilt: Tan(β) = D/b. Für Umrechnungen bei einem gegebenen Winkel sei auch auf meinen Steigungsrechner verwiesen.
*** Es ist die Steigung der Straße bzw. Bahnstrecke gemeint. Auch Negative Werte sind möglich!
Was die verschiedenen Abkürzungen (D, b, s, h und γ) bedeuten, erfährt man im übernächsten Abschnitt: Skizzen und allgemeine Information.
Hinweise für die Verwendung des Rechners
- Dieses Berechnungsprogramm ist sowohl für Eisenbahnen als auch für alle Straßenfahrzeuge (Auto, LKW, Zweiräder) gedacht. Mit dem Rechner kann eine der folgenden Größen ermittelt werden:
- Notwendiger Radius (in Gleis – bzw. Fahrzeugmitte) Freie Seitenbeschleunigung (Schiene) bzw. Haftreibungszahl (Straße) Maximal zulässige Geschwindigkeit für verschiedene Bedingungen Nötige Überhöhung – für geringe Überhöhungen (Formel ist nur Näherung für kleine Winkel) Bei Zweirädern: Winkel zwischen Rad und Straße, da es hier keine freie Seitenbeschleunigung gibt.
- Federn, Dämpfer, Reifen und dgl. – es wird das vereinfachte Modell eines Starren Körpers angenommen! Seitenwind kann vor allem bei hohen Fahrzeugen von Bedeutung sein. Schienenfahrzeuge können zudem auf der Schiene aufklettern(Entgleisungskriterium nach Nadal).
Hintergrundwissen
Die vom Rechner verwendeten Formeln und auch typische Zahlenwerte für die freie Seitenbeschleunigung und für Kurvenradien bei Eisenbahnen sind auf einer eigenen Seite zu finden:
Bei diesem Rechner spielen die Haftreibungszahlen eine sehr wichtige Rolle. Ausführliche Informationen dazu gibt es auf dieser Unterseite:
Freie Seitenbeschleunigung
Die freie Seitenbeschleunigung aq multipliziert mit der Masse des Fahrgastes ergibt jene Kraft, die der Fahrgast bei einer Kurvenfahrt verspürt – sie drückt ihn in der Regel nach außen. Besonders bei langsamer Kurvenfahrt kann die freie Seitenbeschleunigung auch negativ sein.
Von einer Ausgeglichenen Seitenbeschleunigung spricht man, wenn bei einer Kurvenfahrt keinerlei Kräfte auf die Fahrgäste wirken. Das ist allerdings – in Abhängigkeit von Kurvenradius und Überhöhung – immer nur für genau eine Geschwindigkeit möglich.
Skizzen und allgemeine Informationen
Die folgenden Abbildungen zeigen die Situation für einen Zug bzw. ein Kraftfahrzeug (PKW, LKW) und für einen Zweiradfahrer:
Skizze für Zug bzw. Kraftfahrzeug
Erklärung der Abkürzungen
| F: | Fliehkraft |
| G: | Gewichtskraft |
| R: | Resultierende Kraft, geht bei Zweirad-fahrern stets durch den Radaufstandspunkt |
| S: | Schwerpunkt des Fahrzeugs |
| Β: | Winkel der Kurvenüberhöhung |
| B: | Horizontaler Abstand |
Vertikaler Abstand = Überhöhung;
Auch negative Werte sind möglich!
Was man unter dem Steigungswinkel α versteht, zeigt die folgende Abbildung:
Steigungswinkel; Winkel zwischen der Fahrbahn bzw. dem Gleis und der Horizontalen
Für Umrechnungen von Winkel und Längen sei auch auf meinen Steigungsrechner verwiesen!
Diagramme – speziell für Gartenbahn & Straßenbahn
Die folgenden Diagramme zeigen die zulässige Geschwindigkeit in Kurven in Abhängigkeit vom Gleisradius. Aufgrund der engen Radien sind diese Diagramme nur für Gartenbahnen oder Straßenbahnen sinnvoll. Die freie Seitenbeschleunigung aq und die Überhöhung D variieren:
- Aus den ersten beiden Diagramme kann die erlaubte Kurvengeschwindigkeit bei einer freien Seitenbeschleunigung von 0.65 m/s² bzw. 0.85 m/s² abgelesen werden – die Überhöhung ist in beiden Fällen 0. Das letzte Diagramm zeigt die maximale Geschwindigkeit für eine 5 Zoll Gartenbahn, wenn die Seitenbeschleunigung 0.85 m/s² beträgt und das Gleis 14 mm überhöht wird – das entspricht einer Überhöhung von 162 mm bei einer Normalspurbahn.
Dieses Diagramm zeigt die zulässige Geschwindigkeit in Abhängigkeit vom Gleisradius bei einer freien Seitenbeschleunigung a. q = 0.65 m/s² und einer Überhöhung D = 0 mm.
Dieses Diagramm gibt Auskunft über die zulässige Geschwindigkeit in Abhängigkeit vom Gleisradius bei einer freien Seitenbeschleunigung a. q = 0.85 m/s² und einer Überhöhung D = 0 mm.
Zum Vergleich ein Diagramm mit folgenden Werten: a. q = 0.85 m/s², Überhöhung D = 14 mm (für Gartenbahn 5 Zoll). Man sieht deutlich, dass sich mit einer Überhöhung die Geschwindigkeit um einiges steigern lässt!
Https://www. johannes-strommer. com/rechner/geschwindigkeit-in-kurven/
Kurvenfahrten
Zum sicheren Durchfahren einer Kurve muss bei jedem Fahrzeug eine Kraft in Richtung Zentrum der Kreisbewegung wirken. Diese radial gerichtete Kraft, die Radialkraft, wird durch die Reibung zwischen Straße und Reifen aufgebracht.
Die aufzubringende Radialkraft ist umso größer,
- je größer die Geschwindigkeit des Fahrzeuges ist, je größer seine Masse ist, je kleiner der Krümmungsradius der Kurve ist.
Zum sicheren Durchfahren einer Kurve muss bei jedem Fahrzeug eine Kraft in Richtung Zentrum der Kreisbewegung wirken. Diese radial gerichtete Kraft, die Radialkraft, wird durch die Reibung zwischen Straße und Reifen aufgebracht.
Die aufzubringende Radialkraft ist umso größer,
- je größer die Geschwindigkeit des Fahrzeuges ist, je größer seine Masse ist, je kleiner der Krümmungsradius der Kurve ist.
Bei Kurvenfahrten ist Vorsicht geboten
Für die erforderliche Radialkraft gilt die Gleichung:
Kann z. B. durch eine zu geringe Reibung die für eine Kurvenfahrt erforderliche Radialkraft nicht mehr aufgebracht werden, so bewegt sich das Fahrzeug in tangentialer Richtung (Bild 2).
Berechnung der maximal möglichen Geschwindigkeit
Geht man davon aus, dass bei ebener Straße die erforderliche Radialkraft F r durch die Reibungskraft F R aufgebracht wird, dann gilt für die Maximale Geschwindigkeit:
Setzt man für beide Kräfte ein, so erhält man:
M ⋅ v 2 r = μ ⋅ m ⋅ g
Die Umformung nach der Geschwindigkeit v ergibt:
V = μ ⋅ r ⋅ g μ Reibungszahl r Radius der Kreisbahn (Krümmungsradius der Kurve) g Fallbeschleunigung
Das bedeutet: Die maximal mögliche Geschwindigkeit beim Durchfahren einer Kurve hängt nur vom Krümmungsradius der Kurve und von der Reibungszahl ab. Die Masse des Fahrzeuges spielt keine Rolle, weil sich die Radialkraft und die Reibungskraft in gleicher Weise mit Veränderung der Masse ändern.
Radialkraft bei einer Kurvenfahrt. Ohne das Wirken einer Radialkraft würde sich das Auto geradlinig bewegen.
Kurvenfahrten bei Autos und Schienenfahrzeugen
Im Unterschied zu Zweiradfahrzeugen erfolgt bei diesen Fahrzeugen bei Kurvenfahrten keine Neigung der Fahrzeuge selbst, wenn man von dem speziellen Fall von Neigezügen absieht. An vielen Stellen werden aber Kurven überhöht, um ein sicheres Durchfahren zu gewährleisten.
Wir betrachten nachfolgend zwei unterschiedliche Fälle.
Bei Kurven ohne Überhöhung wirkt auf das Fahrzeug die Gewichtskraft und eine nach außen gerichtete Kraft, die Zentrifugalkraft. Sie wird kompensiert durch die nach innen wirkende Radialkraft, die durch die Reibung zwischen Reifen und Fahrbahn aufgebracht wird.
Bei Kurven mit Überhöhung wirken ebenfalls die genannten Kräfte. Die Überhöhung ist so ausgelegt, dass bei der maximal zulässigen Geschwindigkeit die eine Komponente der Gewichtskraft senkrecht auf der Fahrbahnebene steht und somit als Normalkraft wirkt. Die andere Komponente der Gewichtskraft ist die Radialkraft, die durch die Zentrifugalkraft kompensiert wird (Bild 3).
Kräfte bei einer Kurvenfahrt bei nicht geneigter und bei geneigter Fahrbahn
Https://www. lernhelfer. de/schuelerlexikon/physik/artikel/kurvenfahrten
Bei welcher Geschwindigkeit kippt ein Motorrad nicht um
2V = 2-Ventil-Boxer
4V0 = 1100er-Boxer
4V1 = 1150er-Boxer
4V2 = 1200er-Boxer
Ohne = alle Boxer
Fahrphysik-Schräglage
Geschrieben von: gerd_ Kategorie: Theorie-Technik Veröffentlicht: 22. Dezember 2007 Zuletzt aktualisiert: 15. August 2014
Gezeigt werden soll die Abhängigkeit der Schräglage von Reifenbreite und Höhe des Schwerpunktes.
Fährt man eine Kurve so nimmt das Mopped eine Schräglage an.
Zu erklären ist das relativ einfach:
Das Mopped bewegt sich auf einer Kreisbahn und hat eine bestimmte Masse. Jeder Hammerwerfer weiß, dass seine Arme um so länger (zu) werden (drohen), je schneller er sich mit seinem Hammer dreht. Es entsteht eine Zentrifugalkraft. Beim Mopped ist es ganz ähnlich. Würde keine, wie auch immer geartete Gegenkraft wirken, so würde sich der Kurvenradius auf dem das Mopped fährt kontinuierlich vergrössern
Nachdem man zumindest nicht aus JEDER Kurve fliegt, wird diese Zentrifugalkraft offenbar durch andere Kräfte ausgeglichen(Zentripetalkraft). Rechnerisch greifen diese Kräfte im Schwerpunkt (gebildet aus Mopped und Fahrer) an.
Weil am unteren Ende des Konstrukts die Reifen Kontakt mit dem Boden haben und nur hier ALLE Halte – und Antriebskräfte dank der Reibung auf den Untergrund übertragen werden, der Schwerpunkt aber höher liegt versucht das Mopped um den Drehpunkt = „Strassenkontakt“ nach außen zu kippen.
Als Ausgleich kippt man die Maschine nach innen. Der Kraftanteil der Masse der das Motorrad umfallen lassen würde wirkt der Z-Kraft (also dem Kippen) entgegen. Als Abstützung dienen die beiden Aufstandspunkte der Reifen.
Als Formel: F[kgm/s²] = m[kg] * v²[m²/s²] / r[m]
„Reifenbreite„
Nehmen wir mal an die entstehende Zentrifugalkraft würde dem grünen Pfeil entsprechen, so müßte eine Zentripetalkraft der gleichen Größe (Pfeillänge) entgegenwirken. Diese wird „erzeugt“ indem das Mopped gekippt wird und so ein Teil seines Gewichtes die orange Kraft erzeugt.
Ganz rechts fährt das Gebilde geradeaus und hat einen „Rennradreifen“ (Breite = „Null“) drauf. Der „Propeller“ soll den Schwerpunkt darstellen.
In der Kurve kippt es um den Aufstandspunkt bis die Kräfte im Gleichgewicht sind.
Je breiter der Reifen bei sonst identischem Mopped ist (mitte und links) ist, desto weiter muß es kippen, da sich der Aufstandpunkt von der Mittellinie entfernt. Nebenbei heisst das auch: Bei gegebenen Parametern Schwerpunkt, Geschwindigkeit, Kurvenradius, Reifenform MUSS das Mopped genau eine(!) bestimmte Schräglage einnehmen. Diese Schräglage läßt sich nur durch Schwerpunktverlagerung beeinflussen.
Ergo:
Es ist also kein Wunder wenn beim Kumpel mit den breiten Schlappen die Rasten schleifen. Der muß es nicht unbedingt „besser können“, und es sind auch nicht die breiten Reifen die ihm die geile Schräglage „erst ermöglichen“ sondern er muß bei gleichem Tempo weiter runter!
„Schwerpunkt„
Gleiche Betrachtung wie vorher, nur verschieben wir jetzt mal den Schwerpunkt nach oben. Ob wir dazu die SuperMoto Rädchen wieder gegen die großen Enduroräder tauschen, den Unterschied normalgewichtiger Fahrer (100Kg bei 1,95 Meter :-)) gegen Hungerleider (70 Kg bei 1,70) betrachten, oder eine RT-Schrankwand gegen eine GS vergleichen bleibt egal.
Wird der Schwerpunkt nach oben verlagert, braucht man in der gleichen Kurve, bei gleicher Geschwindigkeit weniger Schräglage! Zum Vergleich sind die grauen Männchen „drunter gelegt“. Kaum zu glauben: Fährt man im Stehen verringert sie sich! Wenn Rossi nicht im Stehen fährt wird’s wohl an der Aerodynamik liegen. Unter anderem wird deshalb bei Rossi & CO das Heck nach oben(!) verstellt!
Reifenbreite
Warum eigentlich unbedingt breite Reifen? Die Auflagefläche nicht wesentlich größer wenn der Reifen breiter ist! Warum fahren dann nicht alle „Rossis“ auf Fahrradreifen? Bei vielen Wechselkurven und heftigem „Angasen“ wird die beim Fahren an der Reifenoberfläche entstehende Wärme auf mehr Fläche verteilt und bei gleicher Gummimischung hält der Reifen länger.
Ob das jeder der gerne breite Schlappen montiert wirklich braucht und dafür die erhöhte Aquaplaninggefahr in Kauf nimmt sei mal dahingestellt. Dazu gibt es einen eigenen Beitrag „Fahrphysik-Reifenbreite“
„Kräfte„
Welche Kräfte muß der Reifen übertragen? Sieht man mal von den Antriebskräften ab (aber keineswegs unerheblich!!; Kamm’scher Kreis), dann muß der Reifen in der Lage sein eine Seitenführungskraft in Richtung und Stärke des orangen Pfeils mittels Reibung zu übertragen. Ist die Kraft größer oder wird die Reibung gegenüber der Fahrbahn geringer (Sand, Eis, Bitumen, etc.) wird er, die Maschine und der Fahrer den Gesetzen der Physik folgen und nach aussen rutschen.
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