Nutzfahrzeugtechnik (eBook)

Die Autoren:Wolfgang Appel, DaimlerChrysler AG; Hermann Brähler, Fachschule Technik Fulda; Ulrich Dahlhaus, C. Freudenberg; Thomas Esch, FH Aachen; Stephan Kopp, MAN; Bernd Rhein, BPW Bergische Achsen KGDie Herausgeber:Erich Hoepke, techn. Journalist und Fachautor, Weinheim; Prof. Dr.-Ing. Stefan Breuer, FH Köln.

Vorwort 6
Autorenverzeichnis 8
Inhaltsverzeichnis 9
Formelzeichen 17
1 Einführung in die Nutzfahrzeugtechnik 29
1.1 Transportaufgabe 29
1.2 Die Entwicklung des Nutzfahrzeugs 31
1.3 Rechtliche Grundlagen, Vorschriften, Normen 40
1.4 Lastkraftwagenangebot 49
1.5 Entwicklungsschwerpunkte und künftige Konzepte 55
2 Fahrmechanik 62
2.1 Kraftbedarf eines Nutzfahrzeugs 62
2.2 Leistungsbedarf 115
2.3 Fahrgrenzen 116
3 Konzeption von Nutzfahrzeugen 132
3.1 Zulässige Abmessungen und Gewichte 132
3.2 Fahrzeug- und Aufbaukonzept 137
3.3 Achslasten, Aufbaulänge und Nutzlastverteilung 171
3.4 Kurvenläufigkeit von Fahrzeugen und Fahrzeugkombinationen 178
Literaturverzeichnis 3 Konzeption von Nutzfahrzeugen 189
4 Lastkraftwagen- und Anhängerfahrgestell 190
4.1 Lastkraftwagenfahrgestell 190
4.2 Anhängerfahrgestell 211
4.3 Reifen und Räder 236
4.4 Bremsen 242
4.5 Verbindungseinrichtungen 255
4.6 Aktive und passive Sicherheit 265
5 Nutzfahrzeugtragwerke und deren Aufbauten 270
5.1 Werkstoffe und Halbzeuge 270
5.2 Gestaltung der Tragwerke 284
5.3 Bemessung der Tragwerke 292
5.4 Aufbauten 308
5.5 Ladungssicherung 327
5.6 Korrosionsschutz 329
6 Motor 333
6.1 Lastenheftanforderungen für Nutzfahrzeugmotoren 334
6.2 Thermodynamische Grundlagen des dieselmotorischen Arbeitsprozesses 337
6.3 Einspritzung, Gemischbildung und Verbrennung 341
6.4 Abgasschadstoffe 360
6.5 Abgasreinigung beim Nutzfahrzeug-Dieselmotor 373
6.6 Aufladung 390
6.7 Motorkonstruktion 399
6.8 Öl- und Kühlkreislauf 415
6.9 Luftversorgung, Ladeluft- und Abgasführung 422
6.10 Kraft- und Schmierstoffe 428
6.11 Kurbelwellendichtringe für Nutzfahrzeug- und Industriedieselmotoren 436
7 Getriebe 447
7.1 Leistungsangebot 447
7.2 Zusammenwirken von Motor und Komponenten des Antriebsstranges 449
7.3 Hydrodynamische Kupplungen und Wandler 455
7.4 Kupplungen 460
7.5 Konstruktive Getriebegrundkonzepte 463
7.6 Ausgeführte Beispiele 472
8 Elektrik und Elektronik 483
8.1 Vorwort 483
8.2 Einführung 483
8.3 Funktionen 490
8.4 Systeme 503
8.5 Übergreifende Aspekte 515
8.6 Ausblick 524
Sachwortverzeichnis 526

"1 Einführung in die Nutzfahrzeugtechnik (S. 1)

1.1 Transportaufgabe

Das Nutzfahrzeug als Lastkraftwagen oder Lastzug hat die Aufgabe, eine Nutzlast mit möglichst geringem Aufwand über kürzere oder längere Strecken von Haus zu Haus zu transportieren. Die Vorgaben des Gesetzgebers in Form der deutschen Straßenverkehrszulassungsordnung (StVZO) und die Vorschriften der EU beziehen sich nicht nur auf die Abmessungen und Gewichte, sondern auch auf die Emissionen des Dieselmotors.

Um allen Transportaufgaben gerecht zu werden, bieten die Hersteller Transporter, Lastkraftwagen , Zugmaschinen, Auflieger, Anhänger und branchengerechte Aufbauten in großer Vielfalt an. Die wesentlichste Transportaufgaben sind:

leichter urbaner und regionaler Verteilerverkehr mit Transportern

schwerer Verteilerverkehr mit Solo-Lkw und leichten Sattelzügen

nationaler Fernverkehr mit Lastzügen mit mittlerer Motorleistung

internationaler Fernverkehr mit 40-t-Sattelzügen mit hoher Motorleistung und Fahrerhäusern mit hohem Komfort und Kommunikationsmöglichkeiten über Satelliten, Gliederzüge spielen eine untergeordnete Rolle

kombinierter Verkehr mit speziellen Waggons als „Rollende Landstraße"" (Rola) für komplette Lastzüge oder durch Umsetzen der Ladungsträger auf spezielle Waggons

Baustellenfahrzeuge mit Kippaufbau oder z. B. Betonmischaufbauten mit zwei bis fünf Achsen als Solo-Fahrzeuge oder Lkw mit Tandemachsanhänger, für erschwerten Betrieb mit Antrieb auf mehrere Achsen

Das Fahrgestell eines Nutzfahrzeuges ist universell, erst durch branchen- oder ladungsgerechte Aufbauten und eventuell Ladeeinrichtungen wird es spezialisiert. Für den Vor- und Nachlauf zu den Terminals des kombinierten Verkehrs werden Containerchassis als Auflieger oder Anhänger für übliche Container bis 45’ und für genormte Wechselaufbauten angeboten.

Transport und Logistik sind die Stützen einer wachsenden Weltwirtschaft und zugleich Schrittmacher einer fortschreitenden Globalisierung von Produktion und Wirtschaft. Das Nutzfahrzeug, selbst schon ein Produkt globalisierter Forschung, Entwicklung und Produktion, trägt und prägt den Globalisierungsprozess.

Bei allen Vorteilen, die der Güterverkehr auf der Schiene bieten kann, bleibt der grenzüberschreitende Verkehr durch mehrere Stromsysteme, verschiedene Spurweiten und unterschiedliche Sicherungssysteme gegenüber dem Lkw im Nachteil. Am Transport der Güter des täglichen Bedarfs (Konsumgüter) wie auch der Investitionsgüter sind Fahrzeuge beteiligt, die sich zu Wasser, auf dem Land (Schiene und Straße) oder in der Luft bewegen.

Die Wahl des für eine konkrete Transportaufgabe geeignetsten Verkehrsmittels ist vom Transportweg, der angestrebten Transportzeit, dem Ausbau des betreffenden Transportwegesystems, den Abmessungen und dem Gewicht des Transportgutes und vor allem den entstehenden Transportkosten abhängig. Unter Abwägung dieser Kriterien wählt der Auftraggeber oder der von diesem beauftragte Spediteur ein einzelnes oder eine Kombination aus mehreren Transportmitteln aus.

Für den Transport schwerer und großvolumiger Fracht über große Entfernungen sind aufgrund eines geringen spezifischen Energieverbrauchs wie auch niedriger spezifischer Transportkosten Wasserfahrzeuge am geeignetsten. Die niedrigen Transportgeschwindigkeiten erfordern allerdings erhebliche Frachtzeiten. Da die zur Verfügung stehenden Verkehrswege (Meere, Seen, große Flüsse, Kanäle) geographisch bedingt begrenzt sind, muss in der Regel auf andere Verkehrsmittel umgeschlagen werden.

Schienenfahrzeuge nutzen ein festes Gleiswegenetz, das aber nur für die wenigsten Transportaufgaben (Firmen mit Gleisanschluss) ausschließlich genutzt werden kann. Darüber hinaus sind ländliche Gebiete wie auch Gebirge selten durch die Bahn erschlossen. Die maßlichen Beschränkungen für das Transportgut ergeben sich durch das Bahn-Verladeprofil C22.

Da die Bahn aus ökonomischen Gründen große Transporteinheiten (Züge) bildet, sind die Transportzeiten trotz der höheren Geschwindigkeiten größer als bei reinem Straßentransport, da durch Rangieraufgaben und den Umschlag auf Straßenfahrzeuge zeitliche Einbußen entstehen."