Literaturverzeichnis - Springer978-3-658-20101... · 2017-11-10 · Literaturverzeichnis 103...

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Betreute studentische Abschlussarbeiten

Bartels, Sven (2013): Verknüpfung der konzeptbestimmenden Eigenschaften eines Fahrzeugs. Bachelorarbeit. TU Braunschweig. Institut für Konstruktionstechnik.

Kumke, Martin (2013): Ableitung quantifizierter Fahrzeug-Grobkonzepte durch Verknüpfung zentraler Auslegungsparameter. Diplomarbeit. TU Braunschweig. Institut für Konstruk-tionstechnik.

Soltani, Mahnaz (2013): Entwicklung einer projektübergreifenden Methodik zur Festlegung erster Fahrzeugkonzepte. Masterarbeit. TU Braunschweig. Institut für Konstruktions-technik.

Anhang

Anhang A Wirkzusammenhänge relevanter Fahrzeugeigenschaften

Anhang B Verwendete Fahrzeuge in der Datenbank

Anhang C Referenzwerttabellen

Anhang D Beziehungsmatrix

Anhang E Gleichungen zur Berechnung von Eigenschaftsausprägungen

Anhang F Berechnungsvorschriften

Anhang G Auslegungsprozesse nach Konzeptauslegungsvarianten

Anhang H Grobkonzepte zum Anwendungsbeispiel Micromobilität für den urbanen Raum

© Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH 2017J. Hahn, Eigenschaftsbasierte Fahrzeugkonzeption, AutoUni –Schriftenreihe 108, https://doi.org/10.1007/978-3-658-20101-2

108 Anhang

Anhang A: Wirkzusammenhänge relevanter Fahrzeugeigenschaften

Fahrzeugeigen-schaft Abhängigkeiten

Antriebskonzept = f (Fahrzeugmasse, -länge, -breite, -höhe, Stirnfläche, Zuladung)

Anzahl/ Anordnung Räder = f (Fahrzeugbreite, -länge, Sitzplatzanzahl/-anordnung)

Anzahl/ Anordnung Türen

= f (Sitzplatzanzahl/-anordnung, Fahrzeugbreite, -höhe, -länge)

Beinfreiheit = f (Sitzposition, Sitzplatzanzahl/-anordnung, Fahrzeuglänge, Laderaumvo-lumen)

Beschleunigung = f (Fahrzeugmasse, Zuladung, Motorleistung, Stirnfläche, Luftwiderstands-beiwert)

Bodenfreiheit = f (Fahrzeughöhe, Sitzposition, Kopffreiheit)

Fahrzeugbreite = f (Sitzplatzanzahl/-anordnung, Sitzposition, Spurweite vorne/hinten, Schulterfreiheit)

Fahrzeughöhe = f (Sitzposition, Kopffreiheit, Bodenfreiheit)

Fahrzeuglänge = f (Sitzplatzanzahl/-anordnung, Sitzposition, Radstand, Beinfreiheit, Lade-raumvolumen, Überhang vorne/hinten)

Fahrzeugmasse = f (Zuladung, Fahrzeuglänge, -breite, -höhe, Antriebskonzept)

Laderaumvolumen = f (Fahrzeuglänge, -breite, -höhe, Überhang hinten)

Höchstgeschwin-digkeit

= f (Stirnfläche, Luftwiderstandsbeiwert, Fahrzeugmasse, Zuladung, Motorleistung)

Kopffreiheit = f (Sitzposition, Fahrzeughöhe, Bodenfreiheit)

Luftwiderstands-beiwert = f (Fahrzeugform)

Motorleistung = f (Fahrzeugmasse, Zuladung, Fahrzeuglänge, -breite, -höhe, Stirnfläche, Antriebskonzept)

Radstand = f (Fahrzeuglänge, Sitzplatzanzahl/-anordnung, Sitzposition)

Schulterfreiheit = f (Sitzplatzanzahl/-anordnung, Fahrzeugbreite)

Sitzplatzanzahl/-anordnung = f (Fahrzeuglänge, -breite, Sitzposition)

Sitzposition (H5, H30, L53)

= f (Sitzplatzanzahl/-anordnung, Fahrzeuglänge, -höhe, Laderaumvolumen, Kopffreiheit, Beinfreiheit)

Spurweite vorne/ hinten = f (Fahrzeugbreite, Schulterbreite, Sitzposition, Sitzplatzanzahl/-anordnung)

Stirnfläche = f (Fahrzeughöhe, -breite, Sitzplatzanzahl/-anordnung, Sitzposition)

Überhang vorne/ hinten = f (Fahrzeuglänge, Radstand)

Verbrauch = f (Antriebskonzept, Fahrzeugmasse, Zuladung, Luftwiderstandsbeiwert, Stirnfläche)

Wendekreis = f (Fahrzeugmasse, Zuladung, Spurweite vorne/hinten, Anzahl/ Anordnung Räder, Reifendurchmesser)

Zuladung = f (Fahrzeugmasse, Laderaumvolumen)

Anhang 109

Anhang B: Verwendete Fahrzeuge in der Datenbank

Fahrzeugmodell 2015, Markt: Deutschland

Alfa Romeo 4C, Giulietta, MiTo

BMW 1er, 2er, 3er, 4er, 5er, 6er, 7er, M1- M3, M5, M6, X1-X6, i3, i8, Z4

Citroen C1, C3, C4, C5, DS3, DS4, DS5

Dacia Dokker, Duster, Lodgy, Logan, Sandero

Fiat 500, Bravo, Freemont, Panda, Punto, Sedici

Ford B-Max, C-Max, S-Max, EcoSport, Fiesta, Focus, Galaxy, Ka, Kuga, Mondeo, Mustang

Honda Accord, Civic, CR-V, Jazz

Hyundai Genesis, i10, i20, i30, i40, ix20, ix35, Santa Fe, Grand Santa Fe, Veloster

Infiniti Q50, Q60, Q70, QX50, QX70

Jaguar F-Type, XE, XF, XFR, XJ

Jeep Cherokee, Grand Cherokee, Renegade, Wrangler

Kia Carens, cee‘d, pro_cee‘d, Optima, Picanto, Rio, Sorento, Soul, Sportage, Venga

Land Rover Defender, Discovery, Range Rover, Range Rover Evoque, Range Rover Sport

Lexus CT, IS, LS, RC-F

Mazda 2, 3, 5, 6, CX-3, CX-5, MX-5

Mercedes-Benz A- bis E-, G-, S-Klasse, AMG, CLA, CLS, GLA, GLK, Maybach, SL, SLK

Mini Cabrio, Cooper, Countryman, Coupé, Paceman, Roadster

Mitsubishi Motors ASX, Lancer, Outlander, Pajero, Space Star

Nissan 370Z, GT-R, Juke, Micra, Murano, Note, Pathfinder, Pulsar, X-Trail

Opel Adam, Antara, Astra, Cascada, Corsa, Insignia, Karl, Meriva, Mokka, Zafira,

Peugeot 108, 207, 208, 2008, 308, 3008, 4008, 508, 5008, RCZ

Renault Captur, Clio, Espace, Koleos, Laguna, Megane, Scenic, Grand Scenic, Twingo

Skoda Citigo, Fabia, Octavia, Rapid, Roomster, Superb, Yeti

Smart Forfour, Fortwo

Suzuki Celerio, Jimmy, Kizashi, Splash, Swift, SX4, Vitara, Grand Vitara

Toyota Auris, Avensis, Aygo, Corolla, GT86, LandCruiser, RAV4, Verso, Yaris

Volkswagen AG Beetle, CC, Eos, Golf, Jetta, Passat, Phaeton, Polo, Scirocco, Sharan, Tiguan, Touareg, Touran, up!

Volvo S60, S80,V40, V60, V70, XC60, XC70, XC90

110 Anhang

Anhang C: Referenzwerttabellen

Allgemeine Referenzwerttabelle mit einer Aufweitung der vorhandenen Werte (minimaler Wert -10%, maximaler Wert +10%), um den gestalterischen Spielraum bei der Konzeption neuartiger Fahrzeuge zu ermöglichen. Der angegebene Referenzwert entspricht dem Mittel-wert über alle Fahrzeugklassen (siehe die folgenden spezifischen Tabellen).

Fahrzeug-eigenschaft

Minimaler Wert

Minimaler Wert -10%

Maximaler Wert

Maximaler Wert +10%

Referenzwert

W103 [mm] 1595 1328 2129 2342 1802

H100 [mm] 1245 1121 2059 2287 1662

L103 [mm] 2695 2426 5453 5998 4074

L101 [mm] 1473 1326 3365 3702 2419

W101-1 [mm] 1355 1179 1828 2011 1569

W101-2 [mm] 1270 1143 1725 1898 1498

L104 [mm] 498 448 1054 1159 776

L105 [mm] 425 383 1355 1491 890

H156 [mm] 50 45 500 550 275

m [kg] 1145 1031 3500 3850 2323

D102 [m] 7,0 6,3 15,1 16,6 11,0

L34 [mm] 974 877 1123 1235 1049

H61 [mm] 939 845 1195 1315 1067

W3 [mm] 1240 1116 1554 1709 1397

H5 [mm] 384 346 1031 1134 708

L53 [mm] 200 180 1500 1650 850

H30 [mm] 204 184 398 438 301

cW [-] 0,22 0,20 0,54 0,59 0,38

A [m²] 2,0 1,8 3,0 3,3 2,5

t0-100 [s] 2,7 2,4 17,0 18,7 9,9

vmax [km/h] 130 117 320 352 225

Pmax [kW] 25 23 463 509 244

0,6 0,5 17,0 18,7 8,8

40 36 1350 1485 695

mZul [kg] 210 189 2505 2756 1358

AGrund [m²] 4,0 3,6 11,6 12,8 7,8

HDach [mm] 20 18 45 50 33

HBoden [mm] 40 36 120 132 80

Anhang 111

Spezifische Referenzwerttabellen zur Verwendung bei Kenntnis über die Fahrzeugklasse des zu entwickelnden Konzepts.

Fahrzeugbreite W103 [mm] A00-A0 A B C D

Mittelwert [mm] 1717 1801 1845 1883 1898

Standardabweichung [mm] 54 34 42 68 58

Minimalwert [mm] 1595 1706 1770 1786 1632

Maximalwert [mm] 1829 1928 2085 2129 2073

Beispielfahrzeug Minimalwert Kia Picanto Skoda Rapid Mercedes

Coupe C220 Mercedes Coupe E320

Mercedes Maybach S500

Beispielfahrzeug Maximalwert Peugeot 208 Opel Zafira

Land Rover Range Rover Evoque

Volvo XC90 Land Rover Range Rover

Anzahl Fahrzeuge 591 1007 722 243 108

Fahrzeughöhe H100 [mm] A00-A0 A B C D

Mittelwert [mm] 1517 1538 1490 1523 1485


Minimalwert [mm] 1378 1245 1186 1397 1315

Maximalwert [mm] 1705 1846 1860 2059 1951

Beispielfahrzeug Minimalwert Mini Cooper Mazda MX-5 Alfa Romeo

4C Mercedes Coupé E 200

Mercedes SL AMG

Beispielfahrzeug Maximalwert Suzuki Jimny Dacia Dokker

Stepway Mitsubishi Pajero

Land Rover Defender 130

Mercedes Cabrio G 500


Fahrzeuglänge L103 [mm] A00-A0 A B C D

Mittelwert [mm] 3946 4429 4709 4869 5005


Minimalwert [mm] 2695 3948 3990 3722 4257

Maximalwert [mm] 4494 4915 4945 5170 5453

Beispielfahrzeug Minimalwert Smart Fortwo Citroen DS3

Cabrio Alfa Romeo 4C



Beispielfahrzeug Maximalwert Dacia Logan

Hyundai Grand Santa Fe

Infiniti Q70 Land Rover Defender 130

Mercedes Maybach S 500


112 Anhang

Radstand L101 [mm] A00-A0 A B C D

Mittelwert [mm] 2490 2664 2775 2886 2960 Standardabweichung [mm] 120 69 85 92 180

Minimalwert [mm] 1473 2330 2380 2360 2400

Maximalwert [mm] 2644 2947 2920 3225 3365

Beispielfahrzeug Minimalwert Fiat Punto Mazda MX-5 Alfa Romeo

4C Land Rover Defender 90


Beispielfahrzeug Maximalwert Opel Meriva Jeep Wrang-

ler BMW Gran Turismo 320i




Spurweite vorne W101-1 [mm] A00-A0 A B C D

Mittelwert [mm] 1480 1545 1575 1598 1611


Minimalwert [mm] 1355 1457 1511 1486 1475

Maximalwert [mm] 1576 1633 1828 1690 1690

Beispielfahrzeug Minimalwert Suzuki Jimny Skoda Rapid BMW 20i Land Rover

Defender 130 Mercedes G 500

Beispielfahrzeug Maximalwert Kia Soul Hyundai San-

ta Fe Jeep Grand Cherokee

Land Rover Range Rover Sport

Land Rover Range Rover


Spurweite hinten W101-2 [mm] A00-A0 A B C D

Mittelwert [mm] 1480 1544 1581 1615 1635


Minimalwert [mm] 1365 1467 1510 1486 1475

Maximalwert [mm] 1588 1644 1649 1725 1683

Beispielfahrzeug Minimalwert Suzuki Jimny Citroen DS3

Cabrio Skoda Superb Land Rover Defender 90

Mercedes G 500

Beispielfahrzeug Maximalwert Kia Soul HyundaiSanta

Fe Jaguar F-Type Mercedes Coupe GLE



Anhang 113

Überhang vorne L104 [mm] A00-A0 A B C D

Mittelwert [mm] 781 885 889 884 922


Minimalwert [mm] 585 770 765 832 783

Maximalwert [mm] 943 974 1054 979 1053

Beispielfahrzeug Minimalwert VW up! BMW 120i Mitsubishi

Pajero BMW 520i Mercedes G 63 AMG

Beispielfahrzeug Maximalwert Opel Mokka Opel Astra Citroen C5

Tourer Volvo XC 70 VW Phaeton


Überhang hinten L105 [mm] A00-A0 A B C D

Mittelwert [mm] 655 869 1027 1104 1107


Minimalwert [mm] 440 687 807 986 820

Maximalwert [mm] 940 1107 1355 1182 1200

Beispielfahrzeug Minimalwert Toyota Aygo Mercedes A

200 Citroen DS5 VW Touareg Mercedes G 63 AMG

Beispielfahrzeug Maximalwert Skoda Fabia Scoda Oktavia

Scout Mitsubishi Pajero

Mercedes T-Modell E



Fahrzeugmasse m [kg] A00-A0 A B C D

Mittelwert [kg] 1117 1397 1577 1839 2002

Standardabweichung [kg] 157 149 165 203 221

Minimalwert [kg] 805 1055 920 1145 1540

Maximalwert [kg] 1535 2053 2447 2510 2505

Beispielfahrzeug Minimalwert Suzuki Celerio Skoda Rapid

Spaceback Alfa Romeo 4C Inifiniti QX70 Mercedes

AMG GT

Beispielfahrzeug Maximalwert

Jeep Renega-de Jeep Wrangler Jeep Grand

Cherokee Toyota Land-cruiser

Mercedes GL 63 AMG


114 Anhang

Wendekreis D102 [m] A00-A0 A B C D

Mittelwert [m] 10,5 11,0 11,5 11,7 12,1

Standardabweichung [m] 0,7 0,4 0,4 0,6 0,5

Minimalwert [m] 7,0 10,0 10,0 10,6 11,0

Maximalwert [m] 11,6 12,4 12,7 15,1 13,4

Beispielfahrzeug Minimalwert Smart Fortwo Mazda MX-5 Alfa Romeo Toyota Land-

cruiser Mercedes SL 400


Mini Country-man Ford Focus Citroen C5

Tourer Land Rover Defender



Beinfreiheit L34 [mm] A00-A0 A B C D

Mittelwert [mm] 1043 1040 1038 1075 1048


Minimalwert [mm] 974 996 978 1027 1033

Maximalwert [mm] 1080 1074 1078 1123 1055

Beispielfahrzeug Minimalwert

Citroen DS3 Cabrio VW Touran Renault Trafic BMW X6 Lexus LS

Beispielfahrzeug Maximalwert Renault Clio Opel Astra Ford Mustang Infiniti M30 Jaguar XJ


Kopffreiheit H61 [mm] A00-A0 A B C D

Mittelwert [mm] 989 998 991 991 977


Minimalwert [mm] 950 950 949 975 939

Maximalwert [mm] 1048 1195 1037 1006 1004

Beispielfahrzeug Minimalwert Mini Coupé Toyota Prius VW CC BMW X6 Chevrolet

Corvette


Jeep Renega-de Ford Transit Fiat Freemont Infiniti M30 Jaguar XJ


Anhang 115

Schulterfreiheit W3 [mm] A00-A0 A B C D

Mittelwert [mm] 1351 1408 1432 1472 1467


Minimalwert [mm] 1250 1370 1326 1453 1409

Maximalwert [mm] 1452 1462 1531 1490 1516

Beispielfahrzeug Minimalwert Fiat 500 Lexus CT Mercedes

SLK Mercedes CLS

Mercedes SL 500

Beispielfahrzeug Maximalwert Peugeot 207 Jeep Chero-

kee Ford Galaxy Mercedes E 200

Mercedes S 63 AMG


Sitzhöhe über Fahrbahn H5 [mm] A00-A0 A B C D

Mittelwert [mm] 578 566 658 - 489

Standardabweichung [mm] 20 42 88 - 47

Minimalwert [mm] 493 489 468 - 384

Maximalwert [mm] 691 707 1031 - 547

Beispielfahrzeug Minimalwert Mini Coupé BMW 2er

Cabrio BMW 4er Cabrio - Chevrolet

Corvette

Beispielfahrzeug Maximalwert Ford EcoSport Ford Kuga Ford Transit - Lexus LS


Sitzhöhe über Fer-se H30 [mm] A00-A0 A B C D

Mittelwert [mm] 287 291 299 - 235

Standardabweichung [mm] 19 24 28 - 1

Minimalwert [mm] 255 250 212 - 204

Maximalwert [mm] 338 367 398 - 264


Mini Cooper, Citroen C4 Cactus

Toyota Auros Ford Mustang - Chevrolet Corvette

Beispielfahrzeug Maximalwert Ford EcoSport Ford Kuga Ford Transit - Lexus LS


116 Anhang

Luftwiderstands-beiwert cW [-] A00-A0 A B C D

Mittelwert [-] 0,32 0,31 0,30 0,30 0,31

Standardabweichung [-] 0,02 0,04 0,03 0,04 0,06

Minimalwert [-] 0,27 0,22 0,24 0,25 0,23

Maximalwert [-] 0,37 0,495 0,39 0,4 0,54


Mitsubishi Space Star

Mercedes CLA 180 Mercedes D C Mercedes E

220 Mercedes S 300


Mini Cabrio Cooper Jeep Wrangler Jeep Grand

Cherokee Land Rover Defender

Mercedes G 500


Stirnfläche A [m²] A00-A0 A B C D

Mittelwert [m²] 2,1 2,2 2,3 2,5 2,4

Standardabweichung [m²] 0,1 0,1 0,2 0,2 0,2

Minimalwert [m²] 2,0 1,8 2,0 2,3 2,2

Maximalwert [m²] 2,4 2,6 2,8 2,9 3

Beispielfahrzeug Minimalwert Mini Roadster Mazda MX-5 BMW 20i Nissan GT-R BMW i8

Beispielfahrzeug Maximalwert BMW i3 Peugeot 5008 Nissan Path-

finder BMW X5M Mercedes G 500


Beschleunigung t0-100 [s] A00-A0 A B C D

Mittelwert [s] 11,8 9,9 8,5 7,0 5,7

Standardabweichung [s] 2,5 2,0 2,1 2,0 1,4

Minimalwert [s] 6,4 4,6 4,0 2,7 3,7

Maximalwert [s] 17,2 15,9 13,4 17,0 9,2

Beispielfahrzeug Minimalwert Mini Coupé Mercedes 45

AMG BMW B4 Nissan GT-R Mercedes AMG GT

Beispielfahrzeug Maximalwert Suzuki Jimny Dacia Dokker,

Ford C-Max Ford Galaxy Land Rover Defender VW Phaeton


Anhang 117

Höchstgeschwin-digkeit vmax [km/h] A00-A0 A B C D

Mittelwert [km/h] 181 202 222 234 247

Standardabweichung [km/h] 19 20 22 23 16

Minimalwert [km/h] 135 150 178 132 175

Maximalwert [km/h] 240 254 303 315 320

Beispielfahrzeug Minimalwert Suzuki Jimny Dacia Dokker Ford Galaxy Land Rover

Defender Mercedes AMG GT

Beispielfahrzeug Maximalwert Mini Coupé Renault Me-

gane Coupe BMW B4 Nissan GT-R Mercedes G 350


Leistung Pmax [kW] A00-A0 A B C D

Mittelwert [kW] 77 109 146 206 288

Standardabweichung [kW] 26 33 56 89 82

Minimalwert [kW] 25 55 77 84 150

Maximalwert [kW] 160 265 405 430 463


BMW i3 Ran-ge Extender

Dacia Dokker, Skoda Rapid Skoda Superb Volvo V70 Mercedes S

300


Mini Countryman

Mercedes AMG 45 Jaguar F-Type Mercedes

CLS Mercedes S 65 AMG


Verbrauch B A00-A0 A B C D

5,0 5,5 6,0 6,9 9,3

Standardabweichung 1,0 1,3 1,8 2,3 2,6

Minimalwert 0,6 3,1 3,3 3,4 4,4

Maximalwert 7,5 11,7 14,1 13,1 17


BMW i3 Ran-ge Extender

Citroen C4 Cactus Citroen DS5

Porsche Ca-yenne S Hy-brid

Mercedes S 300 Blue Tec Hybrid


Mini Country-man, Opel Corsa

Jeep Wrangler Chevrolet Camaro Infiniti QX70 Mercedes G

65 AMG


118 Anhang

Ladevolumen A00-A0 A B C D

1030 1427 1386 1629 1193

Standardabweichung 287 407 483 427 788

115 150 235 390 350

1704 3000 2430 2476 2345

Beispielfahrzeug Minimalwert Skoda Fabia Mazda MX-5 Nissan 370Z Mercedes

Cabrio E200 BMW Cabrio 640d


Fiat 500L Living Dacia Dokker VW Sharan Land Rover

Discovery Land Rover Range Rover


Zuladung mZul [kg] A00-A0 A B C D

Mittelwert [kg] 536 587 574 590 521

Standardabweichung [kg] 82 141 137 75 59

Minimalwert [kg] 210 280 255 460 315

Maximalwert [kg] 745 1717 2505 1717 1535

Beispielfahrzeug Minimalwert Suzuki Splash VW Golf Vari-

ant Alfa Romeo Nissan GT-R Mercedes AMG GT

Beispielfahrzeug Maximalwert Opel Mokka Hyundai San-

ta Fe

Land Rover Discovery Sport

Land Rover Defender Lexus LS


Anhang 119

Referenzwerttabelle für die Bodenfreiheit H156 (Braess13, S. 134) mit Beispielfahrzeugen (dazugehörige Werte stehen in Klammern).

Kleinst-wagen

Klein-wagen

Kom-pakt-klasse

Mittel-klasse

Obere Mittel-klasse

Ober-klasse Vans SUVs

Beispiel-fahrzeug VW up! VW

Polo VW Golf Audi A4 Audi A6 VW Phaeton

VW Sharan

VW Touareg

Bodenfrei-heit H156 [mm]

100-150 (144)

100-150 (143)

100-150 (142) 100-150 110-150 110-150

(120) 120-170 (152)

120-170 (201)

Festwerte und Erfahrungswerte.

Beschreibung Referenzwert

Luftwiderstandsbeiwert für PkW (Braess und Seiffert 2013, S. 17, 50) cW = 0,25…0,4 0,3

Stirnfläche für PkW (Braess und Seiffert 2013, S. 50) A = 1,5…2,5 m² 2 m²

Luftdichte unter Normalbedingungen (Braess und Seiffert 2013, S. 53) L = 1,225 kg/m³

Wirkungsgrad Antriebsstrang (Bartels 2013, S. 55) ATS 0,9

Dicke Bodenstruktur (Braess und Seiffert 2013, S. 153) HBoden = 40…120 mm

Dicke Dachstruktur (Bandow und Stahlecker 2001, S. 921) HDach = 20…45 mm

120 Anhang

Anhang D: Beziehungsmatrix

Fahr

zeug

brei

te

W10

3

Fahr

zeug

höhe

H

100

Fahr

zeug

läng

e L1

03

Rad

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d L1

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Kop

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H61

Sch

ulte

rfrei

heit

W3

Fahrzeugbreite W103 - - - - -

Fahrzeughöhe H100 - - - - - - - - -

Fahrzeuglänge L103 - - - - -

Radstand L101 - - - - -

Spurweite vorne W101-1 - - - - - -

Spurweite hinten W101-2 - - - - - -

Überhang vorne L104 - - - - - - - - -

Überhang hinten L105 - - - - - - -

Anzahl und Anordnung Räder - - - - - - - - - - - - - -

Bodenfreiheit H156 - - - - - - - - - -

Fahrzeugmasse m - - - - -

Wendekreis D102 - - - - - - - - - - - -

Beinfreiheit L34 - - - - - - - - - -

Kopffreiheit H61 - - - - - - - - - -

Schulterfreiheit W3 - - - - - - - - - -

Anzahl und Anordnung Sitze - - - - - - - - - - - - - - -

Sitzhöhe über Fahrbahn H5 - - - - - - - - - -

Sizhöhe über Ferse horizontal L53 - - - - - - - - - -

Sitzhöhe über Ferse vertikal H30 - - - - - - - - - -

Luftwiderstands-beiwert cW

- - - - - - - - - -

Stirnfläche A - - - - - - - -

Antriebskonzept - - - - - - - - - - - - - - -

Beschleunigungs-zeit t0-100

- - - - - - - - - -

Höchst-geschwindigkeit vmax

- - - - - - - - - -

Motorleistung P - - - - - - - - - -

Verbrauch B - - - - - - - - - -

Anzahl und Anordnung Türen - - - - - - - - - - - - - - -

Laderaumvolumen V210 - - - - - - - - - -

max. Zuladung mZul - - - - - - - - - - - - - - -

Hau

ptab

mes

sung

enEr

gono

mie

& F

reih

eite

nSi

tzko

nzep

t

Einflussgröße X

BeeinflussteGröße Y

Hauptabmessungen Ergonomie und Freiheiten

Aer

odyn

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Zuga

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Tra

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Ver

brau

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Gesamtfahrzeug

Ges

amtfa

hrze

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Anhang 121

Anz

ahl u

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Ano

rdnu

ng S

itze

Sitz

höhe

übe

r Fa

hrba

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5

Sitz

höhe

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Fer

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l L53

Sitz

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übe

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Lade

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210

max

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g m Z

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- - - - - - - - - - - - -

- - - - -

- - - - - - - - - - - - -

- - - - - - - - - - - - -

- - - - - - - - - - - - - -

- - - - - - - - - - - - -

- - - - - - - - - - - - - -

- - - - - - - - - - - - -

- - - - - - - - - - - - - -

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- - - - - - - - - - - - - -

- - - - -

- - - - -

- - - - - - - - - - - - - -

- - - - - - - - - - - - -

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- - - - - - - - -

- - - - - - - - -

- - - - -

- - - - -

- - - - - - - - - - - - -

- - - - -

- - - - -

- - - - -

- - - - -

- - - - - - - - - - - - -

- - - - - - - - - - - - -

- - - - - - - - - - - - -

Zugang & TransportSitzkonzept Aerodynamik Fahrleistung & Verbrauch

Legende Beziehungsmatrix

Datenbankwerte, Erfahrungswissen

Technische Beziehung

Statistische Beziehung

Direkte Abhängigkeit

Indirekte Abhängigkeit

122 Anhang

Anhang E: Gleichungen zur Berechnung von Eigenschaftsausprägungen

Dargestellt ist eine Auflistung geometrischer, physikalischer und statistischer Gleichungen zur Berechnung von Parameterwertausprägungen mit der Methodik Fahrzeug-Anforderungs-katalog. Die Gleichungen sind so aufgebaut, dass die Parameter immer in der vorrangig ver-wendeten Einheit angegeben werden – benötigte Umrechnungsfaktoren sind bereits enthalten. Nicht alle aufgezeigten Gleichungen werden für die Berechnungsprozesse mit Konzeptausle-gungsvarianten benötigt, sie stehen für die Whitepaper-Variante und selbst gewählte Berech-nungsabläufe zur Verfügung.

Gleichung Gl.-Art R² [%]

Hauptabmessungen

statistisch 71

statistisch 68

-1 statistisch 91

-2 statistisch 90

statistisch 64 0,13 statistisch 65

statistisch 74


H100 = H5 + (H61 - Dach geometrisch

statistisch 91

statistisch 81

statistisch 76 L103 = L101 + L104 + L105 geometrisch

W1031,9 statistisch 73

statistisch 79

-12,2 statistisch 71

-21,9 statistisch 67

statistisch 66

statistisch 88

+ 2966mm statistisch 66


Anhang 123

Gleichung Gl.-Art R² [%] 0,2 statistisch 73

L101 = L103 - L104 - L105 geometrisch

statistisch 72

statistisch 83

-1² + W101-1 statistisch 66

-2 statistisch 65

statistisch 65

statistisch 66

statistisch 65

L101 statistisch 65

statistisch 66 W101- statistisch 91

W101- statistisch 64


W101- -2 + 260mm statistisch 85


W101- 0,12 statistisch 64


W101- statistisch 65 W101- statistisch 90

W101-2 = statistisch 65


W101- -1 statistisch 85





W101- 0,088 statistisch 67 L104 = L103 - L101 - L105 geometrisch

-6 2,57 statistisch 67

124 Anhang


statistisch 65 -7 -12,82 statistisch 65

0,42 statistisch 64 L105 = L103 - L101 - L104 geometrisch

-14 5,13 statistisch 69 -6 2,43 statistisch 89 -8 3,06 statistisch 67 -15 -15,45 statistisch 69 -13 -24,98 statistisch 69


Gesamtfahrzeug

H156 = H5 - H30 - HBoden geometrisch m = 12960 P tv physikalisch

(AGrund/m2)1,38 (vgl. (Kumke 2013, S. 77)) statistisch 76 -12 4,48 statistisch 75 -5 2 statistisch 71 -7 2,77 statistisch 67 -13 -1/mm)4,95 statistisch 70 -12 -2/mm)4,62 statistisch 72

0,37 statistisch 65

statistisch 64

statistisch 66

Ergonomie und Freiheiten L34 = L53 + H30 + 254mm geometrisch

L34 = - statistisch 65 H61 = H100 H5 Hcos 8° 102 mm geometrisch

Anhang 125


statistisch 66

statistisch 64

0,9 statistisch 71

statistisch 64

statistisch 67

-1 - 20,42mm statistisch 65

Sitzkonzept

H5 = H156 + HBoden + H30 geometrisch

H5 = H100 - (H61 - - HDach geometrisch

- 440mm statistisch 91

statistisch 75 L53 = (L34 254mm) H30 geometrisch H30 = H5 - H156 - HBoden geometrisch H30 = (L34 254mm) L53 geometrisch

– 226mm statistisch 79 -13 4,84 statistisch 72

statistisch 76

Aerodynamik c = 6,67 10 Pv A physikalisch

W Bloch und Bangemann 2011)) Erfahrung A = 6,67 10 Pv c physikalisch

statistisch 75

A = - 1,9m² statistisch 74

Fahrleistung und Verbrauch t = 112960 m vP physikalisch

t0-100 = - max + 28,1s statistisch 86

126 Anhang


t0-100 -0,62 statistisch 87

v = 12960 P tm physikalisch

v = 40,55

(vgl. (Bartels 2013, S. 55), (Bloch und Bangemann 2011)) physikalisch

vmax = - 0-100 + 299,57km/h statistisch 86

vmax 0,26 statistisch 79 P = F v = m a v = m v = physikalisch P 1,5 10 v c A Bartels 2013, S. 55)) physikalisch

Pmax 0-100-1,4 statistisch 87

Pmax -5 max

3,05 statistisch 80

(vgl. (Knorra und Rhode-Brandenburger 2012)) physikalisch

w (vgl. (Bloch und Bangemann 2011)) physikalisch

max statistisch 64

Zugang und Transport

V210 = -11 3,64 statistisch 73 -19 6,26 statistisch 67 -25 -1/mm)8,47 statistisch 71 -22 -2/mm)7,52 statistisch 65

statistisch 65 AGrund -6 geometrisch

Anhang 127

Anhang F: Berechnungsvorschriften

Block Außenabmessungen

Die Berechnungsvorschriften in diesem Block basieren auf der Ausgangsgleichung zur Er-mittlung der Fahrzeuglängsrichtung (siehe auch (Kumke 2013, S. 82)). Da im Block Außen-abmessungen keine weiteren geometrischen Beziehungen existieren, sind die restlichen Para-meter über statistische Beziehungen zu ermitteln.

Ausgangsgleichung: L103 = L101 + L104 + L105

L103 L101 L104 L105 Unbek.

bekannt statistisch geometrisch statistisch

3 Werte statistisch bekannt geometrisch statistisch

statistisch geometrisch bekannt statistisch

statistisch statistisch geometrisch bekannt

bekannt bekannt geometrisch statistisch

2 Werte

bekannt geometrisch bekannt statistisch

bekannt statistisch geometrisch bekannt

statistisch bekannt bekannt geometrisch

statistisch bekannt geometrisch bekannt

statistisch geometrisch bekannt bekannt

Bei drei bekannten Parameterwerten wird immer die geometrische Beziehung verwendet. 1 Wert

Block Innenabmessungen

Von den existierenden geometrischen Gleichungen ist die dargestellte Ausgangsgleichung am sinnvollsten einsetzbar. Der Parameter Sitzhöhe über Fahrbahn H5 ist der Parameter mit den meisten statistischen Beziehungen zu anderen Parametern in diesem Block.

Ausgangsgleichung: H5 = H30 + H156 +HBoden

H5 H30 H156 Unbek.

bekannt statistisch geometrisch 2 Werte

statistisch bekannt geometrisch

Bei zwei bekannten Parameterwerten wird immer die physikalische Be-ziehung verwendet. 1 Wert

128 Anhang

Anhang G: Auslegungsprozesse nach Konzeptauslegungsvarianten

Auslegungsprozess für die Konzeptauslegungsvariante SPORT.

Gegebener Parameterwert

Berechneter Parameterwert

Verwendete Berechnungsart

m

W103 Statistisch (R²=74%)

W101-2 Statistisch (R²=70%)

L103 Statistisch (R²=66%)






W101-2 W101-1 Statistisch (R²=85%)

L101 D102 Statistisch (R²=66%)

L103 V210 Statistisch (R²=73%)

L103, L101, L105 L104 Geometrisch

W103 W3 Statistisch (R²=71%)


Schritt 1:

Schritt 2:

Zielkonfliktprüfung

Gegebene Parameter: H5, H30, vmax, t0-100


Minimales Anforderungskollektiv




H30L34 Statistisch (R²=65%)

H61 Statistisch (R²=64%)

H5H156 Geometrisch





L34, H30 L53 Geometrisch


Schritt 1:


Schritt 2:




t0-100 Pmax Statistisch (R²=87%)

H100 A Statistisch (R²=75%)




vmax, t0-100, Pmax m Physikalisch

vmax, Pmax, A cW Physikalisch

Pmax B Statistisch (R²=64)

Block Physikalische Parameter

Schritt 1:


Schritt 2:

Anhang 129

Auslegungsprozess für die Konzeptauslegungsvariante NUTZ PERSON.





W103




L103



D102 Statistisch (R²=64%)






Schritt 1:

Schritt 2:


Gegebene Parameter: H100, W103, L103, H5, H30, B, V210








H5 H156 Geometrisch




H30, L34 L53 Geometrisch


Schritt 1:


Schritt 2:




W103 m Statistisch (R²=75%)




Pmax

t0-100 Statistisch (R²=87%)

B Statistisch (R²=64%)

Pmax, t0-100, m vmax Physikalisch

vmax t0-100 Statistisch (R²=86%)

vmax, t0-100, m Pmax Physikalisch


t0-100, Pmax, m vmax Physikalisch

Pmax, vmax, A cW Physikalisch


Schritt 1:


Schritt 2: Zusätzliche Festlegung von Pmax (a), vmax (b) oder t0-100 (c) notwendig.

a)

b)

c)

130 Anhang

Auslegungsprozess für die Konzeptauslegungsvariante NUTZ GÜTER.

Gegebene Parameter: H100, W103, L103, B, V210






H100H5 Statistisch (R²=91%)





H30, L34 L53 geometrisch




H30 L34 Statistisch (R²=65%)

H5, H30 H156 Geometrisch



Schritt 1:

Schritt 3:


Schritt 2:




W103 m Statistisch (R²=75%)




Pmax

t0-100 Statistisch (R²=87%)

B Statistisch (R²=64%)

Pmax, t0-100, m vmax Physikalisch

vmax t0-100 Statistisch (R²=86%)

vmax, t0-100, m Pmax Physikalisch


t0-100, Pmax, m vmax Physikalisch

Pmax, vmax, A cW Physikalisch


Schritt 1:


Schritt 2: Zusätzliche Festlegung von Pmax (a), vmax (b) oder t0-100 (c) notwendig.

a)

b)

c)





W103




L103









Schritt 1:

Schritt 2:


Anhang 131

Auslegungsprozess für die Konzeptauslegungsvariante LUXUS.





W103




L103




V210 Statistisch (R²=73%)






Schritt 1:

Schritt 2:


Gegebene Parameter: H100, W103, L103, H5, H30, vmax, t0-100






H30, L34 L53 Geometrisch








Schritt 2:


Schritt 1:








vmax, t0-100, Pmax m Physikalisch

vmax, Pmax, A cW Physikalisch

Pmax B Statistisch (R²=64%)


Schritt 1:


Schritt 2:

132 Anhang

Anhang H: Grobkonzepte zum Anwendungsbeispiel

Ergebnisdatenblatt für das Grobkonzept Micromobilität – untere Grenze.

Fahrzeug-Anforderungskatalog

Grobkonzept

Name Version

Konzeptauslegungsvariante

Fahrzeug-Parameter Bezeichnung Einheit WertErmittlungs-

methode

Hauptabmessungen

Fahrzeugbreite W103 mm 1595 Referenzwert

Fahrzeughöhe H100 mm 1300 Annahme

Fahrzeuglänge L103 mm 2821 Geometrisch

Radstand L101 mm 2035 Statistisch

Spurweite (vorne/hinten)

W101-1W101-2

mmmm

13941285

StatistischStatistisch

Überhang (vorne/hinten)

L104L105

mmmm

403383

GeometrischStatistisch

Gesamtfahrzeug

Anzahl und Anordnung Räder

- - - -

Bodenfreiheit H156 mm 135 Geometrisch

Fahrzeugmasse m kg 650 Statistisch

Wendekreis D102 mm 8,9 Statistisch

Ergonomie und Freiheiten

Beinfreiheit L34 mm 1065 Statistisch

Kopffreiheit H61 mm 944 Statistisch

Schulterfreiheit W3 mm 1297 Referenzwert

Sitzkonzept

Anzahl/ Anordnung Sitze

- - 1 Sitz, zentral Vorgabe

Sitzhöhe über Fahrbahn H5 mm 431 Statistisch

Sitzhöhe über Ferse horizontal L53 mm 782 Geometrisch

Sitzhöhe über Ferse vertikal H30 mm 216 Statistisch

Aerodynamik

Luftwiderstandsbeiwert cW - 0,3 Annahme

Stirnfläche A mm² 2,6 Statistisch

Fahrleistung und Verbrauch

Antriebskonzept - - VKM -

Beschleunigungszeit t0-100 s 10,1 Statistisch

Höchstgeschwindigkeit vmax km/h 100 Vorgabe

Motorleistung Pmax kW 23 Referenzwert

Verbrauch B /100km 0,6 Vorgabe


Anzahl und Anordnung Türen - - - -

Laderaumvolumen V210 80 Vorgabe

Zuladung mZul kg 210 Referenzwert

Bearbeiter

Stand

Bemerkungen

StartanforderungenFahrzeug-Anforderungskatalog

Visualisierung

Fahrzeug-Parameter Bezeichnung Einheit Wert

Weitere Vorgaben

Micromobilität-untere Grenze V1

MINIMAL

Hahn

10.11.2015


Hauptabmessungen

Grundfläche AGrund m²

Gesamtfahrzeug


Sitzkonzept

Anzahl/ Anordnung Sitze - - 1 Sitz

Aerodynamik


Höchstgeschwindigkeit vmax km/h

Verbrauch B


Laderaumvolumen V210

-500

0

500

1.000

1.500

-1.000 -500 0 500 1.000

z

y-500

0

500

1.000

1.500

-1.000 -500 0 500 1.000 1.500 2.000 2.500

z

x

-1.000

-500

0

500

-1.000 -500 0 500 1.000 1.500 2.000 2.500

y

x

Anhang 133

Ergebnisdatenblatt für das Grobkonzept Micromobilität – obere Grenze.

Fahrzeug-Anforderungskatalog

Grobkonzept

Name Version

Konzeptauslegungsvariante

Fahrzeug-Parameter Bezeichnung Einheit WertErmittlungs-

methode

Hauptabmessungen

Fahrzeugbreite W103 mm 1595 Referenzwert

Fahrzeughöhe H100 mm 1300 Annahme

Fahrzeuglänge L103 mm 3448 Geometrisch

Radstand L101 mm 2280 Statistisch

Spurweite (vorne/hinten)

W101-1W101-2

mmmm

13941385

StatistischStatistisch

Überhang (vorne/hinten)

L104L105

mmmm

773395

GeometrischStatistisch

Gesamtfahrzeug

Anzahl und Anordnung Räder

- - - -

Bodenfreiheit H156 mm 135 Geometrisch

Fahrzeugmasse m kg 650 Statistisch

Wendekreis D102 mm 10,2 Statistisch


Beinfreiheit L34 mm 1065 Statistisch

Kopffreiheit H61 mm 944 Statistisch

Schulterfreiheit W3 mm 1297 Referenzwert

Sitzkonzept

Anzahl/ Anordnung Sitze

- - 1 Sitz, zentral Vorgabe

Sitzhöhe über Fahrbahn H5 mm 431 Statistisch

Sitzhöhe über Ferse horizontal L53 mm 782 Geometrisch

Sitzhöhe über Ferse vertikal H30 mm 216 Statistisch

Aerodynamik

Luftwiderstandsbeiwert cW - 0,3 Annahme

Stirnfläche A mm² 2,6 Statistisch


Antriebskonzept - - VKM -

Beschleunigungszeit t0-100 s 18,7 Annahme

Höchstgeschwindigkeit vmax km/h 200 Vorgabe

Motorleistung Pmax kW 23 Referenzwert

Verbrauch B /100km 7,5 Vorgabe


Anzahl und Anordnung Türen - - - -

Laderaumvolumen V210 120 Vorgabe

Zuladung mZul kg 210 Referenzwert

Bearbeiter

Stand

Bemerkungen

StartanforderungenFahrzeug-Anforderungskatalog

Visualisierung


Weitere Vorgaben

Micromobilität-obere Grenze V1

MINIMAL

Hahn

10.11.2015


Hauptabmessungen

Grundfläche AGrund m²

Gesamtfahrzeug


Sitzkonzept

Anzahl/ Anordnung Sitze - - 1 Sitz

Aerodynamik


Höchstgeschwindigkeit vmax km/h

Verbrauch B


Laderaumvolumen V210

-1.500

-1.000

-500

0

500

-1.000 -500 0 500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000

y

x

-500

0

500

1.000

1.500

-1.000 -500 0 500 1.000

z

y

-500

0

500

1.000

1.500

-1.000 -500 0 500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000

z

x

Literaturverzeichnis - Springer978-3-658-20101... · 2017-11-10 · Literaturverzeichnis 103...

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