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Moderne Methoden zur Messung von Luft- und Rollwiderstand können sehr genaue Ergebnisse liefern. Bei richtiger Ausführung der Messung kann man Windkanal-Niveau erreichen. Hier berichte ich von einem ersten Versuch, diese Methoden anzuwenden.
In den letzten Jahren wurden zwei ähnliche Methoden vorgeschlagen, die aus Messungen auf freiem Feld (bei möglichst wenig Wind) sehr genaue Werte für Luft- und Rollwiderstandsbeiwert liefern können. Die Methoden nutzen beide den Fakt, dass beim mehrmaligen Befahren einer Testrunde die Höhe und damit die potentielle Energie am Ausgangspunkt der Runde gleich ist.
Die Methoden, die ich verwendet habe sind
Details zur Messung:
Ergebnisse:
Viele Grüße und gutes Verdauen!
David
In den letzten Jahren wurden zwei ähnliche Methoden vorgeschlagen, die aus Messungen auf freiem Feld (bei möglichst wenig Wind) sehr genaue Werte für Luft- und Rollwiderstandsbeiwert liefern können. Die Methoden nutzen beide den Fakt, dass beim mehrmaligen Befahren einer Testrunde die Höhe und damit die potentielle Energie am Ausgangspunkt der Runde gleich ist.
Die Methoden, die ich verwendet habe sind
- Die virtuelle-Höhen(Virtual Elevation=VE)-Methode die von Robert Chung vorgeschlagen wurde. Beschreibung der Methode. Weitere Dateien: http://anonymous.coward.free.fr/wattage/cda/
- Den Short-Track-Aero-Test (STAT) von Adam Haile.
Details zur Messung:
- Ich bin auf einer ca. 830m langen Asphaltbahn mit beiden Rädern mehrere Runden gefahren, wobei ich die Geschwindigkeit von ca. 10 bis 50 km/h variiert habe. Die Variation ist wichtig, um gleichzeitig Roll- und Luftwiderstandsbeiwert zu bestimmen. Bei niedriger Geschwindigkeit dominiert der Rollwiderstand, bei hoher der Luftwiderstand.
- Die Daten wurden mit Garmin Edge705, GSC-10 und kalibrierter SRM-Messkurbel aufgenommen (Datenrate 1/sec). Zusätzlich habe ich die Geschwindigkeit und Höhe noch mit einem Unilog-Datenlogger aufgenommen, da ich der Geschwindigkeitsmessung der Edge705/GSC-10-Kombi nicht so vertraute (die stimmte aber!).
- Beide Räder wurden am selben Tag auf derselben Strecke und mit derselben SRM-Kurbel getestet. Die Kleidung war ebenfalls gleich (und so wie auf den Bildern).
- Wetter: 16°C, 1011 hPa, Wind unter 0.5m/s, trocken
# Effendi RLR26: 27.5° - Razz-Fazz Race: Reifen Stelvio 451x28 (6.8 bar), Conti GP4000 (6.1 bar), Gewicht inkl. Fahrer 91 kg, Sitzwinkel 25°, Tretlagerüberhöhung 29 cm, Lenkerbreite 39.5 cm (mitte-mitte)
- Effendi: Reifen Stelvio 406x28 (8 bar), Stelvio 559x28 (8 bar), Gewicht inkl. Fahrer 95.1 kg, Sitzwinkel 27.5°, Tretlagerüberhöhung 24.5 cm, Lenkerbreite 50.5 cm (mitte-mitte)
Ergebnisse:
- Für den Razz-Fazz Test habe ich einen Plot mit den wesentlichen Meßdaten angehängt. Die Kurve der virtuellen Höhe in den 11 gefahrenen Runden ist darunter gezeigt. Man erkennt, wie gut aus den scheinbar stark streuenden Daten Informationen extrahiert werden können: Die virtuellen Höhenprofile der Runden stimmen gut überein. Die maximale Höhendifferenz von ca. 1 m über die ganze Runde erscheint realistisch. Auch die Position des "Hügels" stimmt mit der Wirklichkeit überein. Die VE-Methode liefert ein deutlich besseres Höhenprofil als der auf 0.1m genau messende barometrische Höhenmesser des Datenloggers.
- Die aus den Fahrten mit den beiden Methoden bestimmten CwA und Crr-Werte sind in der angehängten Tabelle aufgefüht. Beide Auswertungsmethoden liefern vergleichbare Ergebnisse. Insbesondere die Messungen mit dem RazzFazz zeigen, welche Genauigkeit erreichbar ist. Run2 mit Effendi sollte nicht beachtet werden (Geschwindigkeit nicht ausreichend variiert). Die Auswertung beim RFR habe ich zum Vergleich auch einmal mit den ungenauen Geschwindigkeitsdaten aus der GPS-Messung gemacht. Bei Nutzung eines robusten Differenzen-Quotienten sind die Ergebnisse überraschenderweise nicht anders als für die genauen Geschwindigkeitsdaten.
- Das Effendi ist deutlich langsamer als das RFR. Es gibt drei Gründe:
- Die Reifen rollen schlechter. Dies ist etwas überraschend, da der Luftdruck beim RFR etwas zu niedrig war. Der Hauptunterschied dürfte durchs Hinterrad kommen (Stelvio vs. Conti GP4000).
- Die Stirnfläche ist größer (0.305 m² vs. 0.274 m²). Zur Bestimmung der Stirnfläche habe ich die Photos mit Fiji ausgemessen. Trotz Korrektur der Verzerrung könnte der Fehler noch gut 5% betragen, d.h. die CwA-Werte in der Tabelle sind genau, aber in die Cd-Werte geht der Fehler der Stirnflächenmessung ein.
- Der Luftwiderstandsbeiwert Cw (Cd) ist höher (0.764 vs. 0.687). Hier dürften sich viele kleine Details wie unterschiedliche Tretlagerüberhöhung, Aeroprofil- vs. Rundrohrgabel, Messerspeichen vs. Normalspeichen bemerkbar machen.
Viele Grüße und gutes Verdauen!
David
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