Ermittlung von Luft- und Rollwiderstand

[Gear7Lover]

AW: Ermittlung von Luft- und Rollwiderstand

Da streiten sich die Experten, ob der geschwindigkeitsabhänge Teil des Rollreibungsbeiwerts nicht vieleicht einfach nur vom Luftwiderstand des rotierenden Rades herrührt. Kein Versuch, sei er noch so labormässig, kann das ausschliessen. Bin halt eine einfache Natur und würde lieber den Spatz in der Hand nachmessen, als über die Taube auf dem Dach zu philosophieren. Mit wiephiel ph schreibt man das eigentlich...
Gruss Wolfgang

 

[Leonardi]

AW: Ermittlung von Luft- und Rollwiderstand

Geschwindigkeitsabhängigkeit, das geht meiner Ansicht nach nur mit einem Rollwiderstandsprüfstand, wo kalibrierter E-Motor das Laufrad antreibt.

Beispiel von Autoreifen:

Verlauf Rollwiderstandbeiwerte über der Geschwindigkeit zweier Reifen gleichen Herstellers
Die aerodynamischen Verlußte (Felge/Speichen) und der anderen Reibungskräfte (Lagerreibung) wurden für jeden Meßwert schon korrekt ermittelt und abgezogen.

Vermutlich ist aber in dem Bereich der VM-Geschwindigkeit bei Fahrradreifen die Geschwindigkeitsabhängigkeit unwesentlich.

Gruß Leonardi

 

[lida]

AW: Ermittlung von Luft- und Rollwiderstand

Warum macht man eigentlich so ein Rumbores ,wenn man Rollversuche wie meine nahezu Fehlerfrei sind. Mit keinen anderen Test kommt man dahin. Das interressante hier muss man nicht rechnen bzw. verrechnen . Bei mir passt Sturz und Untergrund,
Ich Messe also in der Praxis.

Meint der Praktiker mit dem intuitiven Verständnis für die Theorie dahinter vielleicht, dass sein Vorgehen - eben weil es die integrale und genau messbare Größe "Ausrollstrecke" betrachtet - aus theoretischer Sicht besser geeignet ist, den Rollwiderstand vergleichend hochgenau zu messen, als die anderen diskutierten Methoden, die den Rollwiderstand differentiell aus der zweifache Ableitung des Weges nach der Zeit, d.h. der Änderung der Geschwindigkeit, bestimmen?

David

 

[derMac]

AW: Ermittlung von Luft- und Rollwiderstand

Beispiel von Autoreifen:
Anhang anzeigen 38493
Verlauf Rollwiderstandbeiwerte über der Geschwindigkeit zweier Reifen gleichen Herstellers

Da wird der Rollwiderstandsbeiwert in Promille von was angegeben?

Mac

 

[labella-baron]

AW: Ermittlung von Luft- und Rollwiderstand

Da wird der Rollwiderstandsbeiwert in Promille von was angegeben?

Von nix. Das ist eine dimensionslose Zahl. Rollwiderstandszahl wäre sowieso der bessere Begriff.
Du kannst es aber auch auf die Kraft beziehen die benötigt wird um das Fahrzeug senkrecht nach oben zu befördern

 

[derMac]

AW: Ermittlung von Luft- und Rollwiderstand

Von nix. Das ist eine dimensionslose Zahl. Rollwiderstandszahl wäre sowieso der bessere Begriff.
Du kannst es aber auch auf die Kraft beziehen die benötigt wird um das Fahrzeug senkrecht nach oben zu befördern

Das weiß ich. Es geht mir auch nicht darum, den Wert auf irgendwas zu beziehen sondern darum, dass in dem Diagramm nur mal Promille stehen. Ich dachte, da hätte sich jemand was bei gedacht, leider gibt es keine Quellenangabe.

Mac

 

[labella-baron]

AW: Ermittlung von Luft- und Rollwiderstand

Es geht mir auch nicht darum, den Wert auf irgendwas zu beziehen

Du sollst es ja auch nicht auf irgendetwas beziehen, sondern genau auf das, was ich angegeben habe!

... sondern darum, dass in dem Diagramm nur mal Promille stehen. Ich dachte, da hätte sich jemand was bei gedacht, ...

Und das ist auch korrekt, da an der Ordinate als Beschriftung nicht Rollwiderstandsbeiwert, sondern Rollwiderstand steht

 

[derMac]

AW: Ermittlung von Luft- und Rollwiderstand

Und das ist auch korrekt, da an der Ordinate als Beschriftung nicht Rollwiderstandsbeiwert, sondern Rollwiderstand steht

Argh, schlecht gelesen, unter dem Diagramm steht Rollwiderstandsbeiwert. Also noch mal korrekt gefragt: Was stellt das Diagramm da und Promille von was? Der Rollwiderstand sollte ja eher in Newton angegeben werden.

Mac

 

[labella-baron]

AW: Ermittlung von Luft- und Rollwiderstand

Argh, schlecht gelesen, unter dem Diagramm steht Rollwiderstandsbeiwert. Also noch mal korrekt gefragt: Was stellt das Diagramm da und Promille von was? Der Rollwiderstand sollte ja eher in Newton angegeben werden.

Nein, das wäre dann die Rollwiderstandskraft
Du meine Güte. Das ist doch nicht der Diagrammuntertitel desjenigen, der das ursprünglich veröffentlicht hat, sondern das was Leonardi (nicht ganz korrekt) sowohl als Dateinamen als auch im Text verwendet hat.

Die Promille beziehen sich also auf die Gewichtskraft - obwohl "Gewichtskraft" darf man glaube ich auch nicht sagen. Es ist schon eine Schwere mit der Schwerkraft

 

[derMac]

AW: Ermittlung von Luft- und Rollwiderstand

Nein, das wäre dann die Rollwiderstandskraft

Üblicherweise werden die Begriffe so verwendet, dass Rollwiderstand = Rollwiderstandskraft und Rollwiderstandszahl = Rollwiderstandsbeiwert = Rollwiderstandskoeffizient.

Du meine Güte. Das ist doch nicht der Diagrammuntertitel desjenigen, der das ursprünglich veröffentlicht hat, sondern das was Leonardi (nicht ganz korrekt) sowohl als Dateinamen als auch im Text verwendet hat.

Das ist mir schon klar. Wenn das aber das ist, was du vermutest, nämlich das Verhältnis zur Gewichtskraft, dann ist es doch die Rollwiderstandszahl und nicht die Rollwiderstandskraft. Allerdings gibt man die Üblicherweise nicht in Promille an sonder einfach als Verhältnis von Rollwiderstandskraf zu Normalkraft. Und wenn es tatsächlich die Rollwiderstandszahl darstellen soll hat Leonardi mit seiner Bildunterschrift ja recht. Mann muss die Zahlen dann nur durch 1000 teilen und hat die Rollwiderstandszahl.

Die Promille beziehen sich also auf die Gewichtskraft - obwohl "Gewichtskraft" darf man glaube ich auch nicht sagen. Es ist schon eine Schwere mit der Schwerkraft

Das hab ich schon verstanden. Aber das Diagramm ist so verwirrend beschriftet, dass ich mal nachfragen wollte, ob das wirklich so gemeint ist. Und ich halte es noch immer für sinnvoller einfach in die Quelle zu schauen als rumzuraten. Es ging mir nicht darum pingelig zu sein sondern ich sehe da einfach mehrere Interpretationsmöglichkeiten.

Mac

 

[labella-baron]

AW: Ermittlung von Luft- und Rollwiderstand

Was ist die physikalische Bedeutung der gewählten Regression? Warum verwendest Du einen linearen Anteil "b*x" beim Fitten der F-v-Kurve - zur Berücksichtigung eines Geschwindigkeitsabhängigen Rollwiderstandsanteils?

Empfehlenswert ist die Messung über wesentlich breitere Geschwindigkeitsbereiche zu machen (z.B. 50 -> 5 km/h), da Daten bei hoher Geschwindigkeit zur Bestimmung des Luftwiderstandes gebraucht werden und Daten bei niedriger Geschwindigkeit für den Rollwiderstand. Man sollte auch in beide Richtungen messen und jede Messung mehrfach machen.

Wie wäre es, wenn man die Virtual Elevation Method um einen Linearen-abhängigen-Geschwindigkeitsanteil der verzögernden Kraft erweitern würde.

Könnte das einen Hinweis auf einen geschwindigkeitsabhängigen Rollwiderstandskoeffizienten liefern oder ist das vergebene Mühe, da es im "Rauschen" untergeht?

 

[Leonardi]

AW: Ermittlung von Luft- und Rollwiderstand

... Das ist doch nicht der Diagrammuntertitel desjenigen, der das ursprünglich veröffentlicht hat, sondern das was Leonardi (nicht ganz korrekt) sowohl als Dateinamen als auch im Text verwendet hat.

Ich versuche schon korrekt wiederzugeben, hier hat der Prof.Heißing zu schnell rübergelesen:


Ich hatte allerding keine Verständnisschwierigkeiten. Man multipliziert den jeweiligen Zahlenwert nicht mit 1/100 = Prozent, sondern mit 1/1000=Promille.

Gruß Leonardi

 

[labella-baron]

AW: Ermittlung des Rollwiderstands durch Mini-Rampe

Wurde eigentlich schon folgende Methode diskutiert - zumindest hab ich nix gefunden:

Man sucht sich eine ebene Stelle in einem Gebäude - also einen Estrich-Boden.
Mit einer 1m-Wasserwaage stelle man fest wieviel mm er in welcher Richtung hängt - idealerweise null mm.
Dann nehme man drei Holzlatten gleicher Stärke und lege eine unter jedes Laufrad - ok, geht nur bei Trikes.
Dann hebe man die Latte des hinteren Laufrad (bei Tadpole-Trikes) mit einem Unterlegkeil leicht an, bis das Trike anfängt zu rollen.
Damit wird die Erhöhung des Hinterrades immer weniger und idealerweise bleibt das Trike nach ein paar cm stehen.

Dann misst man am Auflagepunkt des Hinterrades den Abstand der Latte zum Boden in mm.
Dies teilt man durch Achsabstand und das Ergebnis ist die Rollwiderstandszahl !

 

[Fanfan]

AW: Ermittlung des Rollwiderstands durch Mini-Rampe

Wurde eigentlich schon folgende Methode diskutiert - zumindest hab ich nix gefunden:

Man sucht sich eine ebene Stelle in einem Gebäude - also einen Estrich-Boden.
Mit einer 1m-Wasserwaage stelle man fest wieviel mm er in welcher Richtung hängt - idealerweise null mm.
Dann nehme man drei Holzlatten gleicher Stärke und lege eine unter jedes Laufrad - ok, geht nur bei Trikes.
Dann hebe man die Latte des hinteren Laufrad (bei Tadpole-Trikes) mit einem Unterlegkeil leicht an, bis das Trike anfängt zu rollen.
Damit wird die Erhöhung des Hinterrades immer weniger und idealerweise bleibt das Trike nach ein paar cm stehen.

Dann misst man am Auflagepunkt des Hinterrades den Abstand der Latte zum Boden in mm.
Dies teilt man durch Achsabstand und das Ergebnis ist die Rollwiderstandszahl !

Hmm. Es gibt eine Vortriebskraft, die von der Auflast am Hinterrad und der Neigung der Latte abhängt. Die ist von der Stellung des Trikes darauf nahezu unabhängig und wird beim Weiterrollen eher größer, weil durch die sich ändernde Neigung ein wenig Last nach hinten umverteilt wird. Vielleicht sollte man eher die Neigung suchen, bei der das Trike bei ganz leichtem Anschubsen gerade nicht mehr stehenbleibt. Dann kann man aus Neigung und Hinterradlast etwas ausrechnen (was genau, müsste ich mir im Detail erst noch überlegen). Aber das kann man auch mit einer großen Platte machen und muss dann weniger rechnen.


Viele Grüße,
Stefan

 

[Leonardi]

AW: Ermittlung des Rollwiderstands durch Mini-Rampe

Variante 2 mit der großen Platte hört sich besser an, aber auch Variante 1 mit den Latten müßte gehen, aber nur theoretisch.

Meiner Ansicht nach wird man etwas messen, was jedoch nicht genau genug reproduzierbar sein wird, das heißt es wird sehr große Schwankungen von Messung zu Messung geben. Als Grund sehe ist folgendes:
Wenn man einen Reifen eine Umdrehung ganz langsam (10min) abrollt und dabei mit einem Kraftmesser die Kraft für den Vortrieb misst, kommt man auf sehr unterschiedliche Werte. Es gibt zB. 10 Stellen bei einem Umlauf, wo die Kraft sogar positiv (er allein losrollen würde) ist und andere Stellen wo die Kraft negativ und zwar um ein Vielfaches ist. Ich sehe es an meiner Vorrichtung, wo ich bisher nichts weitergemacht habe, muß mal ein Video aufnehmen, das man es sehen kann.

Obwohl die Reifen und Schläuche ganz neu sind und man so Unrundlauf nicht vermuten würde fühlt sich ein Laufrad beim Abrollen mit dem Kraftmesser so an, als würde es total eckig sein.

In der Praxis kann man das nicht wahrnehmen, weil die Trägheit der Masse des Fahrzeuges dieses ausgleicht.

Bei beiden Varianten würde das Laufrad aber immer bei unterschiedlicher Neigung losrollen, je nachdem wo die "Dellen" gerade sind, die man nicht sehen kann.

Man braucht ja nur eine große Platte (zB. zwei OSB-Platten dazwischen Holzleisten verleimt und verschraubt), schreib mal was es kostet ich beteilige mich zu 1/10. Es muß ja nur losrollen können, also max. 1m länger als der Radabstand sein. Wer macht es ? Zumindest wird man den Bereich angeben können, zB. 0,005 bis 0,007. Das einzige Risiko wäre, das der Bereich durch die "Dellen" in den Laufrädern noch größer wäre.

Also wer hat einen Kamin und braucht danach das kostenlose Feuerholz ?

Gruß Leonardi

 

[Dieter Lutz]

AW: Ermittlung des Rollwiderstands durch Mini-Rampe

Hallo Leonardi,

soeben habe ich Deine Bitte gelesen, stehe aber gerade "aufem Schlauch" und muss weiter oben anfangen zu lesen, damit ich was Aufzeichnen kann, um danach ein Bildchen davon zu machen. Ob ich deine Fragestellung richtig verstehe, wie Du das dann rausmessen willst.

Viele Grüße
Dieter

 

[Leonardi]

AW: Ermittlung des Rollwiderstands durch Mini-Rampe

Du brauchst nur ab #233 lesen. Weil Du vom Fach bist, hatte ich Dich gebeten eine Größenordnung in Euro zu nennen, was folgende Holzkonstruktion kosten würde:

2m lang (Größter Radabstand vorn hinten ist doch 1,50m oder ? ) und ca. 1m breit (75cm ist die Breite beim Quest). Darf sich nicht mehr als ca. 1mm durchbiegen bei Belastung VM mit Fahrer zB. 120Kg). Damit es Stabil ist dachte ich an zwei OSB-Platten zB. je 15mm stark (Gibts welche wo zumindest eine Seite ganz glatt ?) und dazwischen einen Rahmen 1+2+1+2m etwa 10x5cm breiten Hölzern und noch ca. 4 Stück 1,80m längs liegenden, damit ausreichend versteift-vermutlich verleimt und verschraubt. Und man muß mittig zB.einen Wagenheber ansetzen können damit man von 0 an den Winkel ganz langsam erhöhen kann.

Also man braucht nur eine stabile Ebene, welche man schief stellen kann ohne das sich die Ebene durchbiegt. Nur so weit, das es ausreicht um loszurollen. Geht mit einem Trike noch besser für´s Reifen wechseln, evtl. kleinere Fläche ausreichend.

Vielleicht kann vorher noch labella-baron oder Stefan ausrechnen, in welchem Bereich der Winkel bei gängigen Reifen liegen sollte. Das heißt, ob man einen Wagenheber oder was feineres für die Anstellung benötigen würde.

@labella-baron, kannst Du bitte nochmal verständlicher erklären wie der Winkel mit der Rollwiderstandszahl verknüpft ist, so das es auch Dieter versteht.

Gruß Leonardi

 

[labella-baron]

AW: Ermittlung des Rollwiderstands durch Mini-Rampe

Also man braucht nur eine stabile Ebene, welche man schief stellen kann ohne das sich die Ebene durchbiegt. Nur so weit, das es ausreicht um loszurollen. Geht mit einem Trike noch besser für´s Reifen wechseln, evtl. kleinere Fläche ausreichend.

Vielleicht kann vorher noch labella-baron oder Stefan ausrechnen, in welchem Bereich der Winkel bei gängigen Reifen liegen sollte. Das heißt, ob man einen Wagenheber oder was feineres für die Anstellung benötigen würde.

@labella-baron, kannst Du bitte nochmal verständlicher erklären wie der Winkel mit der Rollwiderstandszahl verknüpft ist, so das es auch Dieter versteht.

Also ich verstehe diese ganzen Verkomplizierungen nicht.

Das Prinzip beruht darauf, dass durch die Neigung die "Hangabtriebskraft" gleich groß eingestellt wird wie die Reibungskraft.
Dann rollt es gerade noch nicht oder nach anschubsen rollt es gerade so.
Bei meinem Vorschlag veringert sich ja die Neigung fortwährend während des Rollens und damit nimmt die Hangabtriebskraft immer weiter ab, bis das Trike steht.
Eine stabile Ebene ist da völlig überflüssig - sogar kontraproduktiv.

Für die Holzlatte welche ich fürs Hinterrad vorgeschlagen habe, wäre es vorteilhaft, wenn sie so stark ist ist, dass sie sich so gut wie nicht biegt.
Dann braucht man nämlich nichteinmal den Abstand der Latte zur Horizontalen am Reifenberührpunkt messen, was nicht so gut geht, sondern misst einfach wo auf der Latte der Reifen zum stehen kommt. Wenn die Latte hinten 12mm hoch gestellt ist und der Reifen bleibt bei einem Drittel stehen, dann sind es ganz einfach 4mm!

Warum du ungleiche Kräfte misst, liegt m.E. daran, dass bei dir die Achsen einen fixen Abstand haben. Wenn nun an einer Stelle eine "Unrundheit" ist, erhöht sich die Gegenkraft gleich um sehr viel mehr.
Wenn jedoch die Erdanziehung für die Gegenkraft sorgt wie bei meinem Vorschlag, so erhöht sich diese nicht - es ist immer die durch das konstante Gewicht hervorgerufene Radlast !!

 

[labella-baron]

AW: Ermittlung des Rollwiderstands durch Mini-Rampe

Die ist von der Stellung des Trikes darauf nahezu unabhängig und wird beim Weiterrollen eher größer, weil durch die sich ändernde Neigung ein wenig Last nach hinten umverteilt wird.

Du darfst gerne ausrechnen um wieviel Promille sich die Last am Hinterrad erhöht, wenn das Hinterad nach dem es steht um 4mm höher ist als die Vorderräder, während es am Beginn des Rollens 12mm höher war. Achsabstand 1,2m.

 

[Dieter Lutz]

AW: Ermittlung des Rollwiderstands durch Mini-Rampe

Hallo Leonardi, Hallo an Euch,

Brauchst Dir doch keine Platten besorgen, bei mir stehen sie rum.

Komme gerade aus der Garage, Boden Topfeben (im Wasser), sauber gewischt. Zwei 19 mm Dreischichtplatten versetzt übereinander gelegt und hinten unterbaut mit einem 40 mm Kanntholz, mein Catrike Expedition rollt mit mir die Rampe runter, hoppel,hoppel, da ist eigentlich für mich nichts Messbares. Also nur das Hinterrad auf die Platten = "Rampe".
Werde es Morgen mit anderen Höhen versuchen, ich meine es so verstanden zu haben. Klar es sollte eine zweite Person die Platten nur so weit Anheben, dass es gerade losrollt. Mal sehen ob ich meinen Herr Nachbar dazu animieren kann, mir zu helfen.

Viele Grüße
Dieter