About Rollwiderstand relativ zu Radanzahl

[Opti]

Man liest immer wieder das drei Räder mehr Rollwiderstand machen als zwei. Klingt schlau, aber ist das so? Man bedenke die Aufstandsfäche eines Gefährts auf Luftreifen entspricht Gewicht/Bar in Quadradzentimetern. Heisst ich und mein Naczaeisenschweinchen brauchen 7,1 Quadradzentimeter pro Rad bei 7 bar. Ganz schön viel (Walkarbeit) wenn man bedenkt das ein Reifen rund ist. Hätte ich ein Trike wären es nur 4,76 Quadaetzentimeter pro Rad - also weniger Walkarbeit. Vor allem wenn man bedenkt das die Walkarbeit pro Rad nicht linear mit der Aufstandfläche ansteigen dürfte (Spätestens dann wenn die Felge mitwalken muss, ich denke ihr wisst was ich meine)

Kurz: Frage an die Experten: Ist es wirklich korrekt das Trikes mehr Rollwiderstand haben?

PS: Oh ich Vollidiot, kann das wer ins Trikeunterforum verschieben? Danke!

 

[Robinhood97]

Hab mich schon gefreut es gäbe ein Trike zu holen

 

[Steinwiesel]

Ich denke du hast weniger Gewicht auf den drei Reifen und deshalb wird sich das ausgleichen zum Zweirad.

 

[frankw]

Servus,

Man liest immer wieder das drei Räder mehr Rollwiderstand machen als zwei.

also ich lese meistens, dass es keinen Unterschied gibt.

Kurz: Frage an die Experten: Ist es wirklich korrekt das Trikes mehr Rollwiderstand haben?

Bin zwar kein Experte, aber prinzipiell ist das korrekt. Der Rollwiderstand beinhalte u.a. den Lagerwiderstand. Dieser hat neben einem lastabhängigen Anteil. 3 Räder => 3Lager, bei gleichen Lagern ist also der lastunabhängige Rollwiderstand am Trike größer (wenn auch marginal). Das kann man in Maschinenbaubüchern oder Prospekten von Lagerherstellern nachlesen.

Relevanter ist die Tatsache, dass Trikes schwerer sind als Zweiräder. Man könnte jetzt natürlich eine z.B. eine Streetmachine mit einem Velomotrike vergleichen, wo das nicht zutrifft. Aber bei gleichem Einsatzgebiet und gleichguter Konstruktion und Ausführung (u.a. Reifen) ist es halt so. das Dreirad ist schwerer => Rollwiderstand ist höher.

Darüber hinaus wird bei Vor- oder Nachspur der Rollwiderstand beim Mehrspurer größer.

Viele Grüße,
Frank

 

[Marc]

Bin zwar kein Experte, aber prinzipiell ist das korrekt. Der Rollwiderstand beinhalte u.a. den Lagerwiderstand. Dieser hat neben einem lastabhängigen Anteil. 3 Räder => 3Lager, bei gleichen Lagern ist also der lastunabhängige Rollwiderstand am Trike größer (wenn auch marginal). Das kann man in Maschinenbaubüchern oder Prospekten von Lagerherstellern nachlesen.

Erstens:
3 Räder = 6 Lager (also zwei Lager mehr als beim Einspurer)

Zweitens:
Hast du eine ungefähre Ahnung wie hoch der Rollwiderstand eines typischen abgedeckten Rillenkugellagers ist? SKF schreibt was von 99,5% Effizienz. SKF "E2 Explorer" Lager sind nach deren Angaben noch etwa 20-40% effizienter. "Marginal" beschreibt den Anteil des Lagerwiderstands am Gesamtwiderstand also nur unwesentlich...

Relevanter ist die Tatsache, dass Trikes schwerer sind als Zweiräder. Man könnte jetzt natürlich eine z.B. eine Streetmachine mit einem Velomotrike vergleichen, wo das nicht zutrifft. Aber bei gleichem Einsatzgebiet und gleichguter Konstruktion und Ausführung (u.a. Reifen) ist es halt so. das Dreirad ist schwerer => Rollwiderstand ist höher.

Dafür verteilt sich das Gesamtgewicht des Trikes auf drei Räder. Selbst wenn das Trike 5-10kg schwerer ist, ist die Last pro Rad geringer, also auch der Rollwiderstand pro Rad.

Einspurer mit 100kg Gesamtgewicht = ca 50kg Last pro Rad
Trike mit 110kg Gesamtgewicht = 36,7kg Last pro Rad

Darüber hinaus wird bei Vor- oder Nachspur der Rollwiderstand beim Mehrspurer größer.

Das ist der entscheidende Punkt, der ein Trike mit nicht ideal eingestellter Spur langsamer rollen lässt als einen Einspurer.

Mal ganz abgesehen von der schlechteren Aerodynamik des Trikes, die einen weitaus höheren Einfluß als erhöhte Lager- oder Rollwiderstände durch das dritte Rad ausmachen. Trotzdem kommt es vor, das mein Trike (selbst mit eher mittelprächtig rollenden Kojaks an den Vorderrädern) um die 15-20km/h, bei geringem Gefälle, einem einspurigem Liegerad bei etwa gleichem Gesamtgewicht langsam davon rollt.

 

[anotherkiwi]

Some numbers?

Trike - 37 kg/wheel
Pedelec - 48.5 kg/wheel (I was lighter then...)
Tires:
- trike with Big Ben Plus 20" and Maxxis DTH 26"
- pedelec with Michelin City Protek 26" slick tire

Same hill, same rear wheel, trike terminal velocity more or less 69.7 km/h, pedelec 67.8 km/h. Similar temperature and no wind both times. The trike has more aerodynamic drag (I was in egg shape on the pedelec) but is much more comfortable and less scary at those speeds. It might have about 0.5 mm toe in, it has a very slight tendency to follow the slope of the road when you let go, but no pedal steer and it is quite easy to brake with one hand (and some counter steer) so I would guess running about as true as I can set it up with a tape measure. Next step build a wheel alignment tool! I am sure that with some faster front tires I can get into the low 70s with the trike but please don't ask me to wear lycra

 

[Marc]

I am sure that with some faster front tires I can get into the low 70s with the trike but please don't ask me to wear lycra

High speed tests are only allowed when wearing Lycra, mate! You have the choice between a light pink or a light blue. Plain white only if its see-through.

 

[anotherkiwi]

I get lots of flack from my GF because of my canary yellow running t-shirt She calls me her little canary or her yellow robocop (casco helmet with Vautron visor...)

 

[frankw]

Hi Marc,

3 Räder = 6 Lager (also zwei Lager mehr als beim Einspurer)

eine aus meiner Sicht zulässige Vereinfachung, genauer wäre Lagestelle (mit i.d.R. mindesten 2 Lagern) gewesen. Hinteradnaben enthalten oft auch mehr als 2 Lager.

Hast du eine ungefähre Ahnung wie hoch der Rollwiderstand eines typischen abgedeckten Rillenkugellagers ist?

Das schrieb ich schon:

marginal

Synonyme für marginal: belanglos, geringfügig, nebensächlich, unbedeutend, unerheblich, unwichtig, wertlos, zweitrangig

Genau das meinte ich: theoretisch vorhanden, praktisch belanglos.

Einspurer mit 100kg Gesamtgewicht = ca 50kg Last pro Rad
Trike mit 110kg Gesamtgewicht = 36,7kg Last pro Rad

Die Frage war aber nicht nach dem Rollwiderstand pro Laufrad sondern nach dem Rollwiderstand vom Trike. Und da gilt einfach: Je schwerer, desto mehr Rollwiderstand. Für die lastabhängigen Teile des Rollwiderstands unabhänging von der Anzahl der Laufräder.

Mal ganz abgesehen von der schlechteren Aerodynamik des Trikes...

Es ging aber nicht um die Aerodynamik. Es ging um den Rollwiderstand. Es ist eigentlich ganz simpel, Trikes sind meist schwerer, daher haben sie einen höheren Rollwiderstand. Fahrspaß und Aerodynamik, auch Velomobile sind Trikes (oder Vierräder), sind einfach andere Aspekte.

Aber letztlich zählt auch nicht der Rollwiderstand allein, sondern die Summe aller Fahrwiderstände.

Trotzdem kommt es vor, das mein Trike (selbst mit eher mittelprächtig rollenden Kojaks an den Vorderrädern) um die 15-20km/h, bei geringem Gefälle, einem einspurigem Liegerad bei etwa gleichem Gesamtgewicht langsam davon rollt.

Dann solltest Du das Liegerad reparieren;-)

Viele Grüße,
Frank

 

[smallwheels]

Hab mich schon gefreut es gäbe ein Trike zu holen

Wer kauft den bitte ein Trike, das mit Modellnamen "Rollwiderstand" heisst?

 

[Dan]

Der reine Rollwiderstand der Räder ist (bei gleichem Reifen und -Querschnitt) von der Radgröße, Druck und Auflast abhängig. Bei gleichem Druck ist er beim Trike über die Summe der Räder gleich (Masse auf alle Räder verteilt, alle Rollwiderstände summiert), bei gleichem Komfort (Druck an Auflast angepasst) höher. Beim Mehrspurer, besonders ungefedert und schmal, führen einseitige Bodenunebenheiten zu einem zusätzlichen "Hinundher am Fahrer", während ein Einspurer nur ein "Aufundab" und ein kleineres "Vorundzurück" produziert. diese Bewegungen sind "unelastisch" (gedämpft durch den Fahrer) also verlustbehaftet.

 

[Opti]

@Marc also mich würde das jetzt schon interessieren wie hoch der Anteil der Lager ist, bzw. wie sich das Größenordnungsmäßig zum Rollwiderstand der Reifen verhält.

Bzw. ich versuche mal selbst zu rechnen also wenn die von SKF 99,5% Effizienz haben, dann heißt das bei 180 Watt Tretleistung (wir ignorieren hier die Kette und das Tretlager) das in jedes Rad 60 Watt gehen (?) und davon ca. 2*0,5% abgehen - heißt also ich würde pro Rad 0,6 Watt also in Gänze 1,8 Watt verlieren durch die Lager in den Rädern? (Interessiert mich halt, ich kann zwar rechnen aber mit Maschinenbau kenn ich mich nicht so aus)

 

[Robinhood97]

Es gibt Theorie und Praxis.
Auch wenn ihr hier bewundernswerte Einstein Arbei leistet.....

Trotzdem kommt es vor, das mein Trike (selbst mit eher mittelprächtig rollenden Kojaks an den Vorderrädern) um die 15-20km/h, bei geringem Gefälle, einem einspurigem Liegerad bei etwa gleichem Gesamtgewicht langsam davon rollt.

Iss in der Theorie nich so. Is aber in der Praxis so. Man kann jetzt rechnen bis die Köpfe rauchen, oder wir könnten es auch einfach ausprobieren.

 

[Krischan]

Der Hpv Höchstgeschwindigkeitsweltrekord wird einspurig gehalten, ebenso der Stundenrekord.
Die Langstreckenrekorde sind mir nicht präsent, da gibts zwar keine Trikes, aber Velomobile...

bewundernswerte Einstein Arbei

Naja...
Gruß Krischan

 

[rohstrugel]

Ein Trike ist ein 3spurer und hat dadurch 2 Nachteile gegenüber einem 1spurer.

1. Wirkt sich die Spur- und Sturzeinstellung zusätzlich (negativ) auf den RoWi aus

2. Wenn für die 3 Spuren die Wegbeschaffenheit ungleich wird ... z.B. ein Feld- oder Wirtschaftsweg ... ein Rad läuft dabei im groben Schotter.
Gilt natürlich nicht für Top Asphaltstraßen

Und ... größere Räder laufen besser als kleine.
Ein Trike hat meistens kleinere Räder als ein Einspurer.

Grüßle Harry

 

[rohstrugel]

Fast hab ich noch was wichtiges vergessen. Hier geht es ja ums Verkaufen.

Hätte da noch etwas RoWi günstig abzugeben ... ev. auch zu verschenken ;-)

 

[Yaso Kuhl]

Darfst du gerne behalten

 

[Marc]

@Marc also mich würde das jetzt schon interessieren wie hoch der Anteil der Lager ist, bzw. wie sich das Größenordnungsmäßig zum Rollwiderstand der Reifen verhält.

Bzw. ich versuche mal selbst zu rechnen also wenn die von SKF 99,5% Effizienz haben, dann heißt das bei 180 Watt Tretleistung (wir ignorieren hier die Kette und das Tretlager) das in jedes Rad 60 Watt gehen (?) und davon ca. 2*0,5% abgehen - heißt also ich würde pro Rad 0,6 Watt also in Gänze 1,8 Watt verlieren durch die Lager in den Rädern? (Interessiert mich halt, ich kann zwar rechnen aber mit Maschinenbau kenn ich mich nicht so aus)

Du hast etwas vergessen... (zudem addieren sich die Lagerverluste!)

Da von deinen 180W selbst bei einem schnellen VM mindestens 50% der aufgebrachten Leistung zur Überwindung des Luftwiderstands "verloren" gehen (ein schnelles VM läuft bei 180W "etwa" 50km/h), vernachlässigst du den größten "Kostenfaktor" in deiner Rechnung. Die 5-10% Verluste im Kettenantrieb (bei unseren teilweise mehrfach umgelenkten Ketten im Liegerad) machen dann ebenfalls einen nicht zu vernachlässigen Anteil aus. Die etwa 99,5% Effizienz der Kugellager ist zudem bei Drehzahlen von deutlich über 1.000 Umdrehungen (eher 5.000-10.000 rpm). Selbst bei 50km/h und 20" Rädern liegt die Drehzahl der Räder aber nur bei ca 555 Umdrehungen und die Effizienz ist daher höher (weniger Lagerreibung).

Bleiben wir mal bei nem VM und 50km/h (14m/s). Ausgehend von dieser Grafik liegt der Rollwiderstand eines 20" Reifens bei 14m/s bei etwa 19-32W. Bei einem flinken 26" oder 28" Reifen ist er etwas geringer. Wenn ich jetzt 25W Rollwiderstandverlust pro Reifen wähle, bin ich irgendwo im Mittelfeld.

Luftwiderstand = 95W
Rollwiderstand = 75W
Kettenantrieb = 10W
Gesamtverluste = 180W

Oops!

Moral von der Geschichte:
Der Leitungsverlust in den Kugellagern ist so gering, das ich ihn mit angenäherten Leistungsverlusten der anderen "Leistungsfresser" nicht berechnen kann. Die vorderen Blinker an meinem VM fressen sehr wahrscheinlich mehr Leistung als alle Kugellager in den Rädern zusammengenommen.

Am Trike (bei halber Geschwindigkeit) frisst sehr wahrscheinlich der Luftwiderstand des hochgeklappte Schirms deiner Mütze mehr Leistung als alle Kugellager.

 

[Marc]

Nachtrag:
@Opti ich kann mein Posting von heute morgen nicht so unkommentiert rumstehen lassen.
Die oben genannten Werte sind IMO zwar sehr nah an der Realität, aber wurden von mir natürlich vorsätzlich so gewählt, das am Ende 0,0W Verlust bei den Kugellagern rauskommt.

Mit einer anderen Agenda und ein wenig verschobenen Werten (je 3W effizientere Reifen, 2-3W effizientere Kette, etc, pp) hätte ich auch eine ebenso stimmige Rechnung aufstellen können bei der die Kugellager mindestens 15-20W fressen und du dir am Ende Gedanken machst, ob es nicht wirklich sinnvoll wäre alle diese "ineffizienten" Kugellager im Fahrrad/Trike/VM durch hocheffiziente Keramik-Kugellager auszutauschen. Sind ja nur so 18-22 Kugellager im Fahrrad und Keramiklager kosten grad mal lächerliche €25-50/Stück.

 

[frankw]

Hallo zusammen,

nur zur Ergänzung: Die lastunabhängigen Lagerverluste enstehen u.U. nicht nur im Kugellager, sondern auch in den Dichtungen außerhalb der Kugellager (auch da hat ein Trike wieder mehr). Und da kann es ja nach Ausführung auch ein bißchen mehr Verlust als praktisch keiner sein. Wenn es um das letzte Quentchen Optimierung geht wird das u.a. im Profisport nicht vernachlässigt. Siehe bestimmte Shimanotretlager für die Bahn ohne Dichtungen. An den Naben analog.

Viele Grüße,
Frank