Was ist die gierrate?

Wissenschaft Physik
#1

hallo.

ich schau mir gerade fahrdynamik-grundlagen an. da is die rede von der gierrate (gierwinkelgeschwindigkeit). das wäre die drehgeschwindigkeit um die fahrzeughochachse, steht da.
ok. die fahrzeughochachse geht durch den fahrzeugschwerpunkt. und bei kurvenfahrt dreht sich das auto um diese achse, und zwar umso schneller, je kleiner der kurvenradius bzw. je höher die geschwindigkeit ist?
wie muß man sich das vorstellen? die bezugsachse für den gierwinkel ist doch die fahrzeuglängsachse. und die dreht sich mit dem fahrzeug in die kurve. was passiert denn dann, wenn mein auto „giert“? „rutscht“ es dann quasi um die kurve? und in welchem bereich bewegt sich diese giergeschwindigkeit im „normalen“ fahrbetrieb?
ich kann mir eine deutliche gierrate momentan nur beim schleudern vorstellen…

aufmschlauchstehende grüße

michael

#2

Hallo!

wie muß man sich das vorstellen? die bezugsachse für den
gierwinkel ist doch die fahrzeuglängsachse. und die dreht sich
mit dem fahrzeug in die kurve. was passiert denn dann, wenn
mein auto „giert“?

Beim Gieren wird das Koordinatensystem des Fahrzeugs um die z-Achse gegenüber einem ruhenden System gedreht, der Gierwinkel spannt sich dabei in der x-y-Ebene auf.

„rutscht“ es dann quasi um die kurve? und
in welchem bereich bewegt sich diese giergeschwindigkeit im
„normalen“ fahrbetrieb?

Nein, das Gieren bewirkt lediglich eine Fahrtrichtungsänderung des Fahrzeugs, d.h. es wird in eine Kurvenfahrt gezwungen. Die Folgen sind nun von der Winkelgeschwindigkeit abhängig. Ist sie gering, so weicht man nur von der ‚Geradeausfahrt‘ ab, z.B. beim Spurwechsel. Bei größeren Beträgen, z.B. schneller Kurvenfahrt oder ruckartigen Lenkeinschlägen kann das System dann schnell dynamisch werden, es kommt zum Schleudern.

ich kann mir eine deutliche gierrate momentan nur beim
schleudern vorstellen…

Hmm…das könnte man ausrechnen, habe ich aber momentan weniger Lust dazu :smile:
mfG Dirk

#3

Hallo michael
Das Ganze ist etwas komplexer, aber der Drehpunkt des Systems bei Kurvenfahrt liegt auf jeden Fall außerhalb des Fahrzeugs. Und den findest Du in erster Näherung so (intakte Lenkmechanik vorausgesetzt):
Der erste geometrische Ort für den Drehpunkt ist die Verlängerung der Hinterachse. Die Verlängerungen der Achsen der beiden eingschlagenen Vorderräder müssen sich nun (theoretisch) in einem Punkt auf der Hinterachsenverlängerung schneiden, und um diesen Schnittpunkt dreht sich das Fahrzeugsystem bei Kurvenfahrt.
Solange nun das körperfeste Achsensystem des Fahrzeugs nicht durch zusätzliche Roll- und Nickwinkel verdreht ist (Zentrifugalkräfte und Bremsen/Beschleunigen) entspricht die Gierrate um die Z-Achse der Drehgeschwindigkeit um den Systemdrehpunkt. Eine Näherungsbedingung ist hierbei z.B. daß die Projektionen der Achsen in eine horizontale Ebene betrachtet werden. In der Wirklichkeit schneiden sich diese jedoch räumlich nicht in einem Punkt.
Mit freundlichen Grüßen
Alexander Berresheim