1. Unterlagen zum Tutorium Fahrzeugtechnik
Sommersemester 2011
Bestimmung der Groessen des Bremsvorgangs und Grundsatzversuche zum Einfluss des Ausfalls
einzelner Radbremsen
1 Einleitung
In diesem Praktikumsversuch sollen die Grundgroessen des Bremsvorgangs an einem Pkw ermittelt
warden. Als Versuchsparameter warden dierbei die Fahrzeuggeschwindigkeit und der Reibwert zwischen
Reifen und Fahrbahn variiert. Zusaetzlich wird ber Bremsdruckaufbau an einzelnen Radbremsen
unterbunden.
2 Grundlagen
Der gesamte Bremsvorgang umfasst die Zeit von der objektiven Notwendigkeit zum Bremsen bis zum
Stillstand des Fahrzeugs und laesst sich nach Bild 1 zeitlich unterteilen, wobei t_a die Ansprechzeit der
Bremse, t_f die Anstiegszeit der Fusskraft, t_s die Schwellzeit, t_u die Verlustzeit und t_v die
Vollbresmszeit darstellt.
BILD 1
Bild 1: Zeitlicher Ablaug des Bremsvorgangs
Die Grundgroessen des Bremsvorgangs sind aus dem Verlauf der Betaetigungskraft, der Verzoegerung
und der Fahrgeschwindigkeit waehrend einer Bremsbetaetigung (Punkte 5-9 in Bild 1) ersichtlich und in
Bild 2 noch einmal gesondert dargestellt.
BILD 2
Bild 2: Grundgroessen des Bremsvorgangs (schematisch)
Der Bremsweg setzt sich aus den zurueckgelegten Wegen waehrend der Verlustzeiten und der
Vollbremszeit zusammen:
EQUATION1
Der Bremsweg in der Ansprechzeit )Rechteck ueber t_a) ergibt such aus:
EQUATION 2
Der Bremsweg in der Schwellzeit (Flaeche ueber t_s) ergibt sich aus:
EQUATION 3

2. EQUATION 4
EQUATION 5
Der Bremsweg in der Vollbremszeit (halbes Rechteck ueber t_v) ergibt such aus:
EQUATION 6
EQUATION 7
EQUATION 8
EQUATION 9
EQUATION 10
Der Gesamtbremsweg ergibt sich mit
EQUATION 11
EQUATION 12
Aus der Summe der Einzelbeitraege (2), (5), und (10):
EQUATION 13
EQUATION 14
Dabei sind zu unterscheiden:
mittlere Verzoegerung ueber dem Bremsweg:
EQUATION 15
mittlere Verzoegerung ueber der Bremszeit:
EQUATION 16
mittlere Vollverzoegerung ueber der Zeit
EQUATION 17
(St VZO-Vorschrift fuer Pkw: STUFF)
Gute Bremsanlagen: STUFF
BILD 3
Bild 3: Kraefte am Fahrzeug waehrend des Bremsvorgangs

3. In die Verzoegerung x_B (ddot) gehen saemtliche waehrend des Bremsvorgangs am Fahrzeug in dessen
Laengsrichtung angreifende Kraefte ein, Bild 3:
Massentraegheitskraefte im Massenschwerpunkt F_r
Luftwiderstandskraefte im Flaechenschwerpunkt F_W,L
Radwiderstandskraefte in den Reifenaufstandspunkten F_W,R
Radbremskraefte in den Reifenaufstandspunkten F_B
Aus der Kraeftebilanz in der Ebene bei Geradeausbremsung auf griffiger Fahrbahn unterhalb der
Kraftschlussgrenze ergibt sich vereinfachend:
EQUATION 18
EQUATION 19
Hieraus ist ersichtlich, dass die Verzoegerung x_B (ddot) fuer ein vorgegebenes Fahrzeug massgeblich
von der Fahrzeugmasse, der Bremskraftverteilung und der Fahrgeschwindigkeit abhaengt. Die
benoetigte Betaetigungskraft am Bremspedal haengt von der aeusseren (i_a) sowie der inneren (C*)
Uebersetzung der Bremse ab (Formelzichen: f_r: Rollwiderstandsbeiwert, R_dyn: dynamischer
Reifenhalbmesser, weitere siehe Tabellen 2 und 3).
Allgemein gilt fuer das in in Bild 3 dargestellte Fahrzeug:
EQUATION 20
EQUATION 21
EQUATION 22
EQUATION 23
EQUATION 24
EQUATION 25
(Formelzeichen: u_r: Reibwert Reifen-Fahrbahn, G_v,dyn: dynamische Achslast vorne, weitere siehe
Tabellen 2 und 3).
3 Versuchstraeger
Fuer Untersuchungen zum oben dargestellten Temenkomplex wird das Versuchsfahrzeug BMW 535i
(E39) des Fachgebiets Fahrzeugtechnik eingesetzt. Dieses Versuchsfahrzeug besitzt manuele
Sperrventile fuer die einzelnen Bremsleitungen.
Tabelle 2: Fahrzeuggrunddaten BMW 535i

4. Hubraum [cm3] 3498
Max. Leistung bei [ 1/min kW (PS)] 180
Max. Drehmoment [Nm] 345
V_max [km/h] 250
0-100 km/h [s] 6,9
Bereifung 235/45R17
leer beladen
Fahrzeugmasse [kg] 1685
Vorderachslast G_v,stat [kg] 860
Hinterachslast G_h,stat [kg] 825
Schwerpunkthoehe h_s [mm] 510
Radstand l [mm] 2830
Verhaeltnis h_s/l 0,18
Verhaeltnis l_h/l 0,51
Luftwiderstandsbeiwert c_w 0,31
Stirnflaeche A [m2] 2,17
Tabbelle 3: Bremsendaten BMW 535i:
VA HA
Bremssattel
Typ 1-Kolben Alu-Faustsattel 1-Kolben Alu-Faustattel
Kolbendurchmesser [mm] 60 40
Bremsscheibe
Durchmesser [mm] 296 298
Wirkradius r_b [mm] 122,5 129
Dicke [mm] 22, innenbelueftet 20, innenbelueftet
Bremsbelaege
Gesamtflaeche [cm2] 210 114
Masse
Sattel mit Belaegen [kg] 4,4 2,2
Scheibe [kg] 7,3 4,8
4 Aufgabenstellung
4.1 Durchzufuehrende Fahrversuche
Die Versuche zur Bestimmung der Groessen des Bremsvorgangs warden ohne fahrzeugfeste
Messtechnik durchgefuehrt – Hilfsmittel ist lediglich der Tachometer des Fahrzeugs in Verbindung mit
dem Tempomat und ein Messroller zum Messen von Strecken. Aufgrund der zu erwartenden Streuung
der Ergebnisse sind jeweils mehrere Wiederholungen durchzufuehren. Geben Sie zu ihren Messungen
die Genauigkeit an, eine Fehlerrechnung ist ubbedingt erforderlich.
1. Benennen Sie moegliche Fehlerquellen und bestimmen Sie fuer diese den Fehler.

5. 2. Bestimmen Sie den Bremsweg des Fahrzeugs aus 80 km/h und die mittlere Vollverzoegerung
jeweils bei Bremsungen auf trockener und Nasser Fahrbahn, mit
a. allen vier Radbremsen
b. mit der Vorderachse
c. mit der Hinterachse
d. mit einer Diagonalaufteilung
e. mit einer der vorderen Radbremsen
3. Sie sind Entwickler dieses 5er BMWs. Entscheiden Sie sich fuer eine Bremskreisaufteilung.
Definieren Sie Kriterien zur Bestimmung der Vorteile und Nachteile der Schwarz, Weiss, und
Diagonalaufteilung, fuehren Sie geeignete Versuche durch, diskutieren Sie die Ergebnisse und
geben Sie ihre Entscheidung an.
4. Ueberpruefen Si emit geeigneten Rechnungen die Schwerpunktlage des Fahrzeugs in x und z
Richtung. Diskutieren Sie die Aussagefaehigkeit ihrer Berechnungen.
5. Ueberpruefen Sie anhand geeigneter Versuche die Hypothese ,, Der Reibwert zwischen Reifen
und Fahrbahn aendert sich mit dem Reifenluftdruck’’. Ist eine Falsifikation mit den erhaltenen
Messdaten moeglich?
4.2 Versuchsvorbereitung
Als Vorbereitung zu den Versuchen wird von jeder Gruppe ein Versuchsdesign in schriftlicher Form
erwartet, worin die aufzunehmenden Messgrossen und die Aufgabenteilung innerhalb der Gruppe
enthalten sind. Das Versuchsdesign wird vor Beginn der Fahrversuche mit den Betreuern diskutiert.
4.3 Schriftliche Ausarbeitung
Die unter 4.1 beschriebenen Fahrversuche sind auszuwerten. Dabei sind die Vorgehensweisen bei der
Versuchsdurchfuehrung, der Aufbereitung des Messdaten und ihre grafische Darstellung sowie die
Berechnung von Kenngroessen in kurzer Form so zu erlaeutern, dass sie von einem nicht am Praktikum
beteiligten Fahrzeugtechniker nachvollzogen warden koennen. Die Ergebnisse sind zu diskutieren. Dies
bedeutet nicht nur, dass Kurvenverlaeufe oder Zahlenwerte beschrieben warden, sondern, auch, dass
die Zusammenhaenge erklaert warden. Darueber hinaus sind die Einfluesse moeglicher Fehlerquellen
auf die Messer gebnisse abzuschaetzen (Fehlerrechnung) und zu diskutieren.
4.4 Praesentation und Lernziele
Die Versuchsergebnisse sind in Form einer 5-minuetigen Praesentation aufzubereiten. Diese darf sich an
der schriftlichen Ausarbeitung orientieren. In der Praesentation sollen die wesentliche Erkenntnisse der
Versuche selbstaendig dargestellt und kritisch hinterfragt warden. Dabei sollen keine Inhalte der
Versuch sanleitung wiedergegeben warden.
Im Rahmen der Praesentation sind Sie in der Lage,
Aufbau und wesentliche Komponenten der Bremsanlage zu erlaeutern
die Vorteile und Nachteile der verschiedenen Bremskreisaufteilungen diskutieren

6. die wesentlichen Einflussgroessen auf den Reibwert zwischen Reifen und Fahrbahn wiedergeben
die wesentlichen Kenngroessen des Fahrzeugs fuer die Auslegung der Bremsanlage zu
derklaeren
5 Sicherheitshinweise
Die Bremsfluessigkeit dehnt sich in den abgesperrten Bremsleitungen aus. Zur Vermeidung
unerwuenschter Radblockaden oeffen und schliessen Sie die Ventile in regelmaessiegen Abstaenden,
spaetestens nach 5 Bremsungen.
Pruefen Sie vor jeder Fahrt bei geringen Geschwindigkeiten die Bremswirkung. Gegebenenfalls
verwenden Sie die Motorbremse und die Handbremse.
Personen muessen in jedem Fall den Bereich der Bremsung vor jeder Versuchsdurchfuehrung verlassen.