Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : LR Einfluss von Sitzwinkel und Laufradverkleidungen auf Aerodynamik
Hallo,
zu diesem Thema gibt es ja schon einige Beiträge und z.T. konträre Ansichten. Durch Ausrollmessungen habe ich nun für mein Effendi RLR26 gemessen, welchen Einfluss Sitzwinkel (26/29°), Laufradverkleidung (aus Stoff) hinten bzw. vorn+hinten, sowie das Treten/Nichttreten hat.
Für die Messung habe ich auf 50-55 km/h beschleunigt und dann bis ca. 10 km/h ausrollen lassen. Dabei wurde die Drehzahl des Hinterrades mit einem Datenlogger aufgezeichnet. Über nichtlinearer Regression wurde der CwA-Wert und der Rollreibungkoeffizient aus dem Geschiwndigkeitsabfall über die Zeit bestimmt. Der Rollreibungkoeffizient lag bei 0.0064+/-0.0004 (Reifen 2 x Stelvio 406/559, 8 bar, guter Asphalt). Die CwA-Werte sind in der angehängten Tabelle. Der Fehler für CwA ist etwa 0.008 m² (95% Konfidenzintervall). Für genauere Ergebnisse müsste man noch mehr als 4 Messungen pro Konfiguration machen und mitteln...
Ein paar Bemerkungen zu den Ergebnissen:
Die tiefere Sitzstellung bringt etwas bessere Aerodynamik (3-4%) durch die verkleinerte Stirnfläche. Der Luftwiderstandsbeiwert Cw bleibt gleich. - Überraschenderweise schaffe ich mit hoher Sitzstellung trotzdem eine höhere Geschwindigkeit. Die schlechtere Ergonomie hebt also für mich den Aerodynamikvorteil auf. Ich habe allerdings erst 2000 "Gewöhnungs"-km auf dem Rad - bei einem LR-Fahrer mit mehr Erfahrung mag das anders aussehen.
Laufrad-Verkleidungen verbessern die Aerodynamik messbar: Mit einer Hinterradverkleidung sinkt der Cw-Wert um 5-7%; wenn beide Laufräder verkleidet sind um 7-8%. Der Effekt der Hinterradverkleidung ist größer als der der Vorderradverkleidung.
Treten/Nichttreten hat einen überraschend großen Einfluß. Beim Nichttreten war der Wert für CwA 10% niedriger. - Bergrunter also nur zum Bremsen mittreten! :D
Die Tabelle gibt noch an, welcher Geschwindigkeitsunterschied bei 300W zu erwarten ist, und ("Tour"-mäßig) wieviel Watt für 45 km/h erforderlich sind. Damit sind die Ergebnisse vielleicht etwas anschaulicher.
Damit soche Messungen halbwegs genau sind, muss es völlig windstill sein. Die Teststrecke muss zudem so eben wie möglich sein (max. einige cm auf 100m).
David
Hallo David,
Hallo,
Durch Ausrollmessungen habe ich nun für mein Effendi RLR26 gemessen, welchen Einfluss Sitzwinkel (26/29°), Laufradverkleidung (aus Stoff) hinten bzw. vorn+hinten, sowie das Treten/Nichttreten hat.
Phantastische Messungen, vielen Dank dafür, das läßt doch schon viel klarer sehen.
Ein paar Bemerkungen zu den Ergebnissen:
[LIST]
Die tiefere Sitzstellung bringt etwas bessere Aerodynamik (3-4%) durch die verkleinerte Stirnfläche. Der Luftwiderstandsbeiwert Cw bleibt gleich. - Überraschenderweise schaffe ich mit hoher Sitzstellung trotzdem eine höhere Geschwindigkeit. Die schlechtere Ergonomie hebt also für mich den Aerodynamikvorteil auf.
Diese Tatsachen mit schlechterer Ergonomie gleichzusetzen halte ich für etwas zu weit geschossen. Unzweifelhaft ist, daß man in etwas gebeugterer Haltung mehr Maximalkraft entwickeln kann, deshalb die höhere Geschwindigkeit. Da aber meist die Ausdauerleistung der begrenzende Faktor ist, kommt man trotzdem weiter (Langstrecke) mit niedrigerer Sitzstellung, für Sprints ist natürlich die gebeugte Haltung zweckmäßiger.
Ich habe die Erfahrung gemacht, daß Fahren mit hoher Trittfrequenz angenehmer in stark gestreckter Haltung (Sitz ganz tief, ca. 20 Grad) ist.
gelenkschonender ist es ohnehin: die gebeugte Haltung gibt einem ein enorm starkes Wiederlager im Sitz und verführt zum Treten mit viel Kraft, was die Knie gar nicht mögen.
Laufrad-Verkleidungen verbessern die Aerodynamik messbar: Mit einer Hinterradverkleidung sinkt der Cw-Wert um 5-7%; wenn beide Laufräder verkleidet sind um 7-8%. Der Effekt der Hinterradverkleidung ist größer als der der Vorderradverkleidung.
Wenn man bedenkt, wie einfach Laufradverkleidungen zu bauen sind, verglichen mit dem anderen Aerodynamischen Zeugs ein sehr starkes Argument für Laufrad-Verkleidungen
Die für mich interessanteste Zahl sind die CW-Werte in deiner Tabelle.
CW-Werte von 0,74 bis 0,85 sind einfach grottenschlecht, auch schlechter als ein Aufrechtradfahrer hat, der in Triathlonhaltung buckelt.
Das ist das Argument für aerodynamische Verkleidungen jeder Art am LR.
Sonst wäre ja auch ein Rekord wie ca. 130 km/h von Sam Whittingham kaum möglich...
Danke und viel Grüße
Michael
Diese Tatsachen mit schlechterer Ergonomie gleichzusetzen halte ich für etwas zu weit geschossen. Unzweifelhaft ist, daß man in etwas gebeugterer Haltung mehr Maximalkraft entwickeln kann, deshalb die höhere Geschwindigkeit. Da aber meist die Ausdauerleistung der begrenzende Faktor ist, kommt man trotzdem weiter (Langstrecke) mit niedrigerer Sitzstellung, für Sprints ist natürlich die gebeugte Haltung zweckmäßiger.
Der sogenannte "Körperöffnungswinkel" wurde schon oft diskutiert. Letztendlich muß das wohl jeder für sich selbst und dem geologischen Umfeld (Berge und Steigungen oder Ebene) entsprechend entscheiden.
Ich kann bestätigen, daß ich mit steilerer Lehne besser die Berge hochkomme als mit flacher Lehne.
M.f.G. Andreas
Hallo Michael!
Phantastische Messungen, vielen Dank dafür, das läßt doch schon viel klarer sehen.
Danke für das Lob.
Diese Tatsachen mit schlechterer Ergonomie gleichzusetzen halte ich für etwas zu weit geschossen. Unzweifelhaft ist, daß man in etwas gebeugterer Haltung mehr Maximalkraft entwickeln kann, deshalb die höhere Geschwindigkeit. Da aber meist die Ausdauerleistung der begrenzende Faktor ist, kommt man trotzdem weiter (Langstrecke) mit niedrigerer Sitzstellung, für Sprints ist natürlich die gebeugte Haltung zweckmäßiger.
Als ich es ausprobiert habe, bin ich bei tiefer Sitzstellung auch auf der Langstrecke schneller ermüdet (bei gleicher Belastung/Puls). Vielleicht kann sich die Muskulatur ja mit der Zeit an die tiefere Sitzstellung gewöhnen. - Für mich fühlt es sich aber einfach (noch?) nicht gut an, da ich von MTB oder Rennrad eine deutlich stärker gebeugte Haltung gewöhnt bin.
Ich habe die Erfahrung gemacht, daß Fahren mit hoher Trittfrequenz angenehmer in stark gestreckter Haltung (Sitz ganz tief, ca. 20 Grad) ist.
gelenkschonender ist es ohnehin: die gebeugte Haltung gibt einem ein enorm starkes Wiederlager im Sitz und verführt zum Treten mit viel Kraft, was die Knie gar nicht mögen.
Es ist sehr interessant, wie unterschiedlich die Erfahrungen sind. Ich fahre mit allen Rädern mit hoher Trittfrequenz und die Haltung auf dem RLR ist bei hoher Sitzstellung schon sehr gestreckt gegenüber MTB/Rennrad. Knieprobleme beim Umstieg aufs LR hatte ich nicht, obwohl man da ja immer von liest. Das Treten mit zu viel Kraft ist vielleicht eher ein Problem für Einsteiger.
David
Schlafradler
28.04.2008, 22:03
Ich denke, dass der optimale Sitzwinkel viel vom Training und der Gewöhnung abhängt. Ich fahre im Pfälzer Wald inzwischen immer mit 19° Sitzwinkel rum, und nach kurzer Eingewöhnungsphase hab ich nicht das Gefühl, bergauf wirklich langsamer zu sein. Das Rad wird bei langsamen Geschwindigkeiten halt wackeliger. Rein biologisch gesehen ist die Muskulatur des Menschen zum Gehen ausgelegt, dementsprechend müsste nach einer Eingewöhnungsphase ein ganz flacher Sitzwinkel von Vorteil sein. Dann müsste man halt den Sitz so gestalten, dass er hinter der Schulter noch sngreift und ein Widerlager bildet.
Rein biologisch gesehen ist die Muskulatur des Menschen zum Gehen ausgelegt, dementsprechend müsste nach einer Eingewöhnungsphase ein ganz flacher Sitzwinkel von Vorteil sein.
Das ist eine sehr interessante Theorie!
Unabhängig davon denke ich aber, daß man bei sehr flachen Winkeln zum Bergauffahren Übersetzungen haben sollte, die einem ermöglichen, immer mit halbwegs hoher Trittfrequenz zu fahren, denn die meisten sagen ja, daß zum "Drücken" mit viel Kraft und niedriger Frequenz aufrechte Winkel definitiv besser sein sollen. Das finde ich im übrigen auch, denke aber, daß man da mit Ziehen am Lenker auch noch einiges erreichen kann.
Da ja aber hohe Trittfrequenzen mit weniger Druck sowieso besser für die Gesundheit sind, macht es für die, die darauf gerne achten, dann ja schon wieder Sinn, sehr flache Sitzwinkel zu fahren und sich einfach dran zu gewöhnen.
Wie machst Du das mit deinem 19-Grad-Sitz bei extremen Anstiegen, kurbelst Du dich mit hohen Frequenzen hoch, oder drückst Du eher?
Gruß,
Niko.
Sehr interessante Messungen und Berechnungen!
Bringt aber nicht die VR-Verkleidung genausoviel wie die HR-Verkleidung? Nach deiner Messung kommt man von 42,9 km/h auf 43,4 km/h durch die HR-Verkleidung und durch die zusätzliche VR-Verkleidung wird man nochmal um 0,5 km/h schneller.
So als einfacher Merker: Im Bereich um 45 km/h bringen Laufradverkleidungen 1 km/h Gewinn. Ein Heck bringt (aus der Erfahrung heraus) ca. 2,5-3 km/h, ist aber wesentlich aufwändiger und unangenehmer im Alltag zu handhaben. Beim Triarad bringen nach Tour-Messungen Radscheiben an VR + HR 2 km/h Gewinn im Bereich um 45 km/h. (Das Heft müsste ich auch noch irgendwo im Keller haben, ist schon länger her). Das sind aber keine Laufradverkleidungen, sondern harte Scheiben, die vermutlich noch optimaler sind als Stoff. 12 Speichen-Shamal-Laufräder brachten 1,5 km/h ggü. 36 Speichen Kastenfelgen-Laufrädern.
3° flacherer Sitz bringt nach deiner Messung ca. 0,5 km/h. Ich finde, das ist schon was und man merkt, dass die Summe der Details doch schon Entscheidendes ausmachen kann, wenn es um den Sieg geht. Aber es kommt natürlich auf das Rennen an. Bei Langstrecke dürfte der flache Sitz mehr Vorteile bringen, bei Kriterien mit Windschattenfahren und Sprints vielleicht der steile.
Jetzt wäre noch ein schmaler Lenker (UDK oder auch Tiller) im Vergleich interessant :-).
Das aerodynamisch beste wäre, wenn man mit nur einem Bein fahren könnte, also ein Pedal abschrauben und Bein gestreckt halten. Aber muskulär wäre das sicher nicht von Vorteil :D.
j.
"Das aerodynamisch beste wäre, wenn man mit nur einem Bein fahren könnte, also ein Pedal abschrauben und Bein gestreckt halten. Aber muskulär wäre das sicher nicht von Vorteil ."
Die Amputation des Kopfes bietet sich aus aerodynamischer Sicht ebenfalls an. Der steht doch sowieso bloß im Wind rum und muß auch noch durch einen Helm vergrößert werden...
Köpfe rollen für den Sieg!
Theodor
Schlafradler
30.04.2008, 07:15
Hallo Niko,
ich fahre prinzipiell mit eher hohen Trittfrequenzen und hab auf meinem LowRacer auch Dreifachkettenblatt. Im Training fahre ich manchmal auch dickere Gänge, um die Muskulatur an ein großes Drehzahlband zu gewöhnen.
Die Amputation des Kopfes bietet sich aus aerodynamischer Sicht ebenfalls an. Der steht doch sowieso bloß im Wind rum und muß auch noch durch einen Helm vergrößert werden...
:)
Eigentlich braucht man doch zum Lenken auch nur einen Arm, oder? Wenn man dann noch auf Knicklenkung umstellt, könnte man sogar beide amputieren....
N.
Eigentlich braucht man doch zum Lenken auch nur einen Arm, oder? Wenn man dann noch auf Knicklenkung umstellt, könnte man sogar beide amputieren....
Tatsächlich könnte Knicklenkung ein Weg zu besserer Arm-Aerodynamik sein. Vielleicht geeignet für eine Rekordfahrt?
j.
Ich glaube nicht, dass es etwas bringt, nur mit einem Arm zu lenken. Wo soll der Arm den hin? Legt man ihn vor dem Körper wird die Strömung über den Körper massiv gestört. Bei gerade nach vorn gestrecktem Arm wird dagegen die Strömung geteilt, seitlich um den Körper herum und über die Schulter. - Dies sollte zu weniger starken Verwirbelungen führen. Bei Gelegenheit könnte ich nochmal ein-armig Lenken gegen zweiarmig messen. Bzgl. Lenkerbreite sehe ich keine Einsparmöglichkeit, solange die Schultern so breit sind, wie die Hände am Lenker auseinander sind. Erst wenn der Lenker breiter als die Schultern ist, vergößert sich die Frontfläche.
Kennt jemand ein 3D-CAD-Volumenmodell vom Mensch, dass man für CFD-(Strömungs)-Rechnungen benutzen könnte?
David
Bei Gelegenheit könnte ich nochmal ein-armig Lenken gegen zweiarmig messen.
Das wäre interessant. Thomas Sch. fährt bei Stundenrennen ja oft einarmig. Interessant wäre auch der Vergleich zu einem Tiller :).
j.
Thomas einarmig in Zandvoort (http://www.effendibikes.de/cv2006/cv2006_impressionen.html):
http://www.velomobilforum.de/forum/imgcache/620.png
Sehr interessante Messungen und Berechnungen!
Bringt aber nicht die VR-Verkleidung genausoviel wie die HR-Verkleidung? Nach deiner Messung kommt man von 42,9 km/h auf 43,4 km/h durch die HR-Verkleidung und durch die zusätzliche VR-Verkleidung wird man nochmal um 0,5 km/h schneller.
Die Messungen sind zu ungenau, um sagen zu können, ob die Vorderradverkleidung mehr als die Hinterradverkleidung bringt. Ich hatte bei allen Messungen übrigens auch die Radicaldesign Solo-Low-Racer Tasche (http://www.radicaldesign.nl/de/produkten/liegeradtaschen/allfa_toptaschen.php) am Sitz. Der Effekt der Hinterradverkleidung ist ohne Tasche vielleicht sogar noch etwas höher. Ich könnte mir auch vorstellen, dass die Tasche die Luft stört, die unter dem Sitz durchstömt, so dass der Cw-Wert ohne Tasche vermutlich etwas besser wäre.
Das aerodynamisch beste wäre, wenn man mit nur einem Bein fahren könnte, also ein Pedal abschrauben und Bein gestreckt halten. Aber muskulär wäre das sicher nicht von Vorteil :D.
j.
Eine um 4-5 cm stärkere Tretlagerüberhöhung würde beim RLR die Frontfläche noch ein wenig reduzieren können. Kürzere Kurbeln wären auch hilfreich - wenn man damit denn klar kommt.
David
Die Messungen sind zu ungenau, um sagen zu können, ob die Vorderradverkleidung mehr als die Hinterradverkleidung bringt. Ich hatte bei allen Messungen übrigens auch die Radicaldesign Solo-Low-Racer Tasche (http://www.radicaldesign.nl/de/produkten/liegeradtaschen/allfa_toptaschen.php) am Sitz. Der Effekt der Hinterradverkleidung ist ohne Tasche vielleicht sogar noch etwas höher. Ich könnte mir auch vorstellen, dass die Tasche die Luft stört, die unter dem Sitz durchstömt, so dass der Cw-Wert ohne Tasche vermutlich etwas besser wäre.
Die verschlechtert sicherlich die Aerodynamik. Da stehen doch die Ecken nach unten, oder?
Eine um 4-5 cm stärkere Tretlagerüberhöhung würde beim RLR die Frontfläche noch ein wenig reduzieren können. Kürzere Kurbeln wären auch hilfreich - wenn man damit denn klar kommt.
Das kommt immer auf den Sitzwinkel an. Wenn du den Sitz auf flachste Position bringst (ich weiß jetzt nicht, was maximal geht. 20° wie am RLR oder TLR sind am RLR26 vermutlich nicht drin), dürften die ca. 26 cm Tretlagerüberhöhung schon fast zu hoch sein. Je steiler der Sitz, desto größer ist auch die aerodynamisch ideale Tretlagerüberhöhung.
j.
Tatsächlich könnte Knicklenkung ein Weg zu besserer Arm-Aerodynamik sein. Vielleicht geeignet für eine Rekordfahrt?
j.
Hm, über die Python-Lowracer habe ich mal gelesen, daß die für sehr hohe Geschwindigkeiten nicht geeignet sein sollen. Aber vielleicht ist das Konzept auch noch nicht völlig ausgereizt?
Um eine Kopfamputation wird man aber so oder so nicht herumkommen, ich werde gleich mal in Saudi-Arabien anrufen und fragen, ob die einen ihrer Spezialisten vorbeischicken können...
Gruß,
N.
christoph_d
01.05.2008, 17:00
Hm, über die Python-Lowracer habe ich mal gelesen, daß die für sehr hohe Geschwindigkeiten nicht geeignet sein sollen. Aber vielleicht ist das Konzept auch noch nicht völlig ausgereizt?
Ja, weil der Phyton einen negativen Nachlauf hat und durch das Fahrergewicht nicht die Geschwindigkeit stabilisiert wird. Interessant wäre sicherlich ein verbesserter Flevo Racer. Da kann man auch schön RR Aeroräder etc. verbauen. Lenker könnte man ja ganz weglassen und die Bremsen/Schalthebel an ein paar lose Griffe anbauen.
viele Grüße
Christoph
Die Tasche ist vollkommen hinter dem Sitz versteckt. Sie vergrößert also nicht die Frontfläche.
David
BentOnSuccess
03.06.2011, 19:26
ich weiss nicht ob das ein alter hut für euch ist, aber das hier ist ganz interessant, auch wenn es aus dem up-bereich kommt. (einfluss der laufräder...)
http://www.1a1b1r.com/files/www_1a1b1r_com-20080529161521-zeitfahren_material_0107.pdf
zu berücksichtigen ist die geringere leistung auf die liegerad. mich würden da messungen mit verkleidung mal interessieren... preismässig ist das untereste beispiel mehr als auf einem level mit einem gut ausgestatteten troytec.
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