Band-wegdek interactie: stil, schoon, zuinig?

Band-wegdek interactie: stil, schoon, zuinig?

Band-wegdek interactie: stil,schoon,zuinig? Dr. ir. Ines Lopez Arteaga Dynamics & Control Faculteit Werktuigbouwkunde

Technische Universiteit Eindhoven

7e SilentRoads Symposium, 18 mei 2010

2

Onderzoek TU Eindhoven VEILIG (Stuurgedrag, comfort)

SCHOON

STIL

(Rolweerstand, band en wegdekslijtage)

(Geluid binnen en buiten het voertuig)


3

Inhoud • • • •

Wat is rolweerstand? Rolweerstand & Milieu Invloedsfactoren Rolweerstand-Grip-Geluid


4

Weerstand leidt tot brandstofverbruik Luchtweerstand

100%

Rolweerstand Aandeel in totale weerstandskracht

Rolweerstand

50%

80 km/h


Snelheid

5

Wat is rolweerstand? STILSTAAND

Z

-Z

ROLLEND

Z

-Z

Wat is rolweerstand? MOMENT

TEGENMOMENT

Fmotor

x Z

R

-Z 7e SilentRoads Symposium, 18 mei 2010

FRR

7

Wat is rolweerstand? EVENWICHT

• Rolweerstandscoefficient

CRR =FRR/Z – Autobanden 0.8 - 1.2% – Vrachtwagenbanden 0.4 – 1% • Oorzaak: Energie verlies door herhaalde deformatie FRR

-Z


8

Rolweerstand & Milieu • 10% minder rolweerstand betekent: – Auto’s: 0.5 tot 1.5 % minder brandstof – Vrachtwagens: 1.5 tot 3 % minder brandstof

• Minder brandstofverbruik minder CO2 uitstoot en minder NOx, PM10 uitstoot • PM10 door uitlaatemissie is 70% van het totaal. 7e SilentRoads Symposium, 18 mei 2010

9

Invloedsfactoren • Band – Viscoelastische eigenschappen van rubber – Afmetingen, opblaasdruk, belasting

• Wegdek – Textuur – Impedantie

• Voertuig – Snelheid – Wielophanging 7e SilentRoads Symposium, 18 mei 2010

10

Rolweerstand & Rubbereigenschappen Demping

FRR

-Z

Geen demping

-Z

Oplossing: Zuiver elastische rubber maken? 7e SilentRoads Symposium, 18 mei 2010

11

Geen rolweerstand …. GEEN GRIP!


12

Rolweerstand & Textuur Unevenness

Mega-texture

Macro-texture

Micro-texture


13


Mega-texture

Macro-texture

Tyre / road noise Tyre wear

Micro-texture

Tyre / road friction Unevenness 50 m

Rolling Resistance Mega-texture

Macro-texture

5m

0.5 m

50 mm

5 mm

4.4 Hz

44 Hz

440 Hz

4400 Hz

Micro-texture 0.5 mm

44000 Hz

Texture wavelength

Frequency

Frequenties bij 80 km/h 7e SilentRoads Symposium, 18 mei 2010

14

Rolweerstand metingen Meetsysteem TU Gdansk Proefvakken Kloosterzande


15

Wegdek types

ISO

Thin layered asphalt

Rubberized surfaces

SMA

DAC

PAC

Double layer PAC

Surface dressings


16

Rolweerstand voor alle proefvakken


17

Textuur metingen

-3

x 10 0 -5 -10

0.5

1

Root Mean Square Profile Depth (RMS) 7e SilentRoads Symposium, 18 mei 2010

18

Rolweerstand vs. RMS Texture Depth


19

Rolweerstand vs. RMS Texture Depth Duidelijke correlatie tussen textuur en rolweerstand


20

Rolweerstand vs. RMS Texture Depth • Rolweerstand neemt toe met RMS Texture Depth • 1 mm minder RMS Texture Depth betekent 10% minder rolweerstand • Dus gemiddeld 2% minder brandstof verbruik


21


Grote positieve textuur


22


? 7e SilentRoads Symposium, 18 mei 2010

23

Dynamischgedrag wegdek


24

Dynamischgedrag wegdek

F

Dynamische stijfheid: Z=

F X

M X

Admittance: A=

X F

Verloren energie E=Re{F*X}=Re{A*F2}


25

Rolweerstand vs. Dynamisch gedrag wegdek


26


Mega-texture

Macro-texture

Tyre / road noise Tyre wear

Micro-texture

Tyre / road friction Unevenness 50 m

Rolling Resistance Mega-texture

Macro-texture

5m

0.5 m

50 mm

5 mm

4.4 Hz

44 Hz

440 Hz

4400 Hz

Micro-texture 0.5 mm

44000 Hz

Texture wavelength

Frequency

Frequenties bij 80 km/h 7e SilentRoads Symposium, 18 mei 2010

27

Rolweerstand vs. Dynamisch gedrag wegdek


28

Rolweerstand vs. Dynamische stijdheid • Flexibele wegdekken kunnen hoge en lage rolweerstand veroorzaken. • Meer demping op macro/megatextuur gebied = meer rolweerstand • Invloed stijfheid?? • Onderzoek nodig om invloed van demping en stijfheid vast te stellen 7e SilentRoads Symposium, 18 mei 2010

29

Rolweerstand vs. Geluid

Positieve correlatie?


30

Rolweerstand vs. Skid resistance

Geen correlatie


31

Samenvattend • 1 mm minder RMS Texture Depth, 10% minder rolweerstand, 2% minder brandstofverbruik. • Rolweerstand van flexibele wegdekken hangt af van dynamische stijdheid onderzoek nodig om optimaal ontwerp vast te stellen. • Minder rolweerstand = minder geluid. • Geen correlatie tussen rolweerstand en skid resistance. 7e SilentRoads Symposium, 18 mei 2010

32

Cursus band/wegdek interactie Leer meer over de invloed van band en wegdek op: • Geluid • Rolweerstand • Grip/veiligheid in Amsterdam op 11 & 12 November 2010. Meer info op www.mp.nl/cursus2010


33

Bedankt voor uw aandacht!


34

Band-wegdek interactie: stil,schoon,zuinig? Dr. ir. Ines Lopez Arteaga Dynamics & Control Faculteit Werktuigbouwkunde

Technische Universiteit Eindhoven


35

Model geluid & rolweerstand

Contact forces

Contact model

Model rotating tire

Energy dissipation

Rolling resistance

Tyre response

Sound radiation

Hub forces

Interior noise

Road texture Dynamic Stiffness 7e SilentRoads Symposium, 18 mei 2010

36

Vergelijking model met experimenten Goede voorspelling van de relatie tussen rolweerstand en textuur

model

experiment


Verschil in rubbereigenschappen banden

37

Band-wegdek interactie: stil, schoon, zuinig?

Recommend Documents