Suche Ideen zum Bau einer Vorrichtung zur Trennung Luft- und Rollwiderstand

Hallo,
wenn Du Dir einen leichten Fahrer suchst und einmal ausrollen lässt und das ganze dann nochmal mit einigen Kilo Zusatzgewichten machst dann kannst Du doch nachher in Roll- und Luftwiderstand trennen?
Da der Luftwiderstand konstant bleibt aber der Rollwiderstand mit den zusätzlichen Kilos wächst.

Mit weiteren Zusatzgewichten und einer dritten oder gar vierten Messung wird es dann noch genauer.

Gruß,
Christian
 
wenn Du Dir einen leichten Fahrer suchst und einmal ausrollen lässt und das ganze dann nochmal mit einigen Kilo Zusatzgewichten machst dann kannst Du doch nachher in Roll- und Luftwiderstand trennen?
Das geht auch mit einem einzigen Auslaufversuch, da ja mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten die Fahrwiderstände sich ständig anders zusammensetzen.

Über diese Phase ist er längst hinaus. Es geht z.B. darum zu ermitteln, ob es einen geschwindigkeitsabhängigen Anteil der Rollwiderstandskraft gibt - das ist schon fast bewiesen. Ob die optimale Spureinstellung geschwindigkeitsabhängig ist. Ob die Luftwiderstandskraft wirklich ausschließlich quadratisch von der Geschwindigkeit abhängt usw.

Erst wenn man diese Zusammenhänge erkennt kann man die Fahrwiderstände von VMs weiter gezielt reduzieren.
 
...wenn Du Dir einen leichten Fahrer suchst und einmal ausrollen lässt und das ganze dann nochmal mit einigen Kilo Zusatzgewichten machst dann kannst Du doch nachher in Roll- und Luftwiderstand trennen?...
Ich habe es schon einmal gemacht, erst 3x mit ca. 115Kg gesamt ausgerollt, dann 3x mit35 Kg mehr ausgerollt. Da hat der Gesamtwiderstand nicht in dem Maß zugenommen wie vermutet. Vermutlich haben schwerere Leute (größere Masse m) beim Rollwiderstand einen Vorteil, dass sie den Reifen sozusagen besser ausnutzen. Der Zusammenhang Froll=Cr*m*g stimmt also meiner Ansicht nach auch überhaupt nicht, unabhängig davon das Cr (zumindest der Walkwiderstand) stark Geschwindigkeitsabhängig ist. Also doppeltes Gesamtgewicht, doppelter Rollwiderstand scheint auch überhaupt nicht zu stimmen. Ein paar Dinge lassen sich auf meiner Vorrichtung zum Messen des Walkwiderstandes in vitro herausbekommen, der Rollwiderstand hat aber noch andere Anteile als den Walkwiderstand, die Texturverluste. Wenn ich mehr Zeit habe, werde ich mich aber wieder der Vorrichtung zuwenden.

Gruß Leonardi
 
Zuletzt bearbeitet:
Gewichtsabhängigkeit Rollwiderstand: habe ich 2012? mit Daniel schonmal getestet: zwei Personen im K rollen auf der langsamrolltstrecke recht genau wie eine Person.
Bzw die kinetische Energie hebt den erhöhten RoWi auf (bei ca 16 kmh Anfangsschwung)
 
DSCN7039.JPG



Mit 35Kg Sand bin ich immer etwas weiter ausgerollt, die rote Kurve liegt nur deshalb ähnlich weit, weil ich da mit höherer Geschwindigkeit durch die Startlinie bin:
v(s).jpg
Wenn der Rollwiderstand proportional mit dem Gewicht zunehmen würde, so wäre bei 50Km/h der Rollwiderstand (+Luftwiderstand) mit 127Kg und mit 162Kg nicht fast gleich.
P(v).jpg

Gruß Leonardi
 
Luftdruck angepasst ans Gewicht?
Nein, der ist immer auf zulässigen max. Druck geblieben.

Die höhere Kinetische Energie beim Überfahren der Startlinie wurde aber natürlich der Berechnung mit berücksichtigt, deshalb ist zwar die Rollweite etwas größer bei 162Kg - die benötigte Leistung jedoch ein klein wenig wehr als bei 127Kg.

Das Ergebnis deckt sich auch mit meinen Erfahrungen, vollbeladen fährt es sich deutlich schwerer an - hat man aber erst mal eine bestimmte Geschwindigkeit erreicht, so merkt man kaum einen Unterschied, eine wesentliche Mehrleistung um diese Geschwindigkeit zu halten.
Vielleicht liegt das auch daran das der Luftwiderstandsanteil am Gesamtwiderstand wesentlich größer ist als bisher angenommen, man sagt ja zB. bei 50 Km/h die Hälfte - keine Ahnung.
Andererseits sollten sich dann Reifenänderungen stärker auswirken als man so bisher erfühlt.

Gruß Leonardi
 
Zuletzt bearbeitet:
Es gab bei Mythbuster dazu mal einen Beitrag woraus hervorging das nur die Beschleunigung etwas mehr Leistung benötigt das halten vom Tempo aber keine Mehrleistung braucht und dabei wurde auch gleich der Golfballeffekt mit getestet.
 
Wenn der Rollwiderstand proportional mit dem Gewicht zunehmen würde, so wäre bei 50Km/h der Rollwiderstand (+Luftwiderstand) mit 127Kg und mit 162Kg nicht fast gleich.

Das Ergebnis deckt sich auch mit meinen Erfahrungen, vollbeladen fährt es sich deutlich schwerer an - hat man aber erst mal eine bestimmte Geschwindigkeit erreicht, so merkt man kaum einen Unterschied, eine wesentliche Mehrleistung um diese Geschwindigkeit zu halten.
Mir scheint, dass die grünen und roten Kurven sich nicht weiter annähern, sondern parallel bleiben. Also weiterhin eine konstante Mehrleistung notwendig ist, allerdings würde man eine höhere Rollleistung bei höherer Geschwindigkeit erwarten.
Jetzt könnte das der Luftwiderstand durchs Einfedern bei höherem Gewicht noch zum Teil kompensiert haben, aber wie ich dich kenne, hast du bei der Zusatzgewichtsverteilung darauf geachtet, das das Fahrzeug vorne und hinten einigermaßen gleich viel einfederte.
 
..Jetzt könnte das der Luftwiderstand durchs Einfedern bei höherem Gewicht noch zum Teil kompensiert haben, aber wie ich dich kenne, hast du bei der Zusatzgewichtsverteilung darauf geachtet, das das Fahrzeug vorne und hinten einigermaßen gleich viel einfederte.
Habe es natürlich gleichmäßig verteilt, kann insgesamt aber 1-2cm tiefer gelegen haben. Alle Spekulationen helfen nicht weiter, um ein getrenntes Messen von Luft und Rollwiderstand kommt man nicht herum. Habe gestern bei der Fahrt durch die Fußschlitze beim Quest geschaut. Die Straße ist cm genau im gleichen Abstand zu sehen, kommt eigentlich kein spürbarer Wind rein, nur ein kleines schrägesWindabweiser-Blech davor. Die als Karre gezogene Haube bleibt mein Favorit.

Gruß Leonardi
 
... Die als Karre gezogene Haube bleibt mein Favorit.

Gruß Leonardi
Hallo Leonardi,

hast Du mal einen weitestgehend geschlossenen Boden in Erwägung gezogen? Diesen so das er auf der Straße schleift. und dort wo die Räder vom Velomobil sind entsprechende Löcher. Der wäre dann vermutlich ein Verschleißteil oder bräuchte Verschleißelemente z.B. Kufen aus Holz. Die Lenkung vom Velomobil würde ich durch die Hülle anlenken lassen; seitliche Lenkstange an die Haube. Das hält die Löcher in seitlicher Richtung klein. Damit die Löcher auch in Längsrichtung klein bleiben können würde ich die Gaspedalbetätigung dem Velomobil überlassen. Bowdenzug am Velomobil befestigt, evtl. untersetzt damit die Geschwindigkeitszunahme des Autos zur Beschleunigung des Velomobils paßt. Ein Mensch bräuchte dann nicht mehr im Velomobil sitzen; das können auch Sandsäcke. Wer Angst um sein Velomobil hat kann das ganze ja erst mal mit einer alten Seifenkiste üben...

Dadurch könnte festgestellt werden wie groß die Haube überhaupt sein muß.

Die Betätigung von der Lenkung durch die Haube und der Beschleinigung des Autos durch das Velomobil könnte natürlich auch ohne Boden sinnvoll sein. Möglicherweise kann dadurch die Haube sehr klein (gringfügig größer als das Velomobil) gehalten werden.

Gruß Heiko
 
Ohne Boden erscheint mir sinnvoller, Angst bei Ausrollen drin zu sitzen hätte ich überhaupt keine. Eine "Fern"lenkung also wenn man den Lenker verlängert bewirkt, das man Kräfte auf das Lenkrad ausübt, wie soll man das mit wenig Aufwand entkoppeln ? Es reichen schon 200g bei 50Km/h auf das Lenkrad in Fahrtrichtung und die gemessene Leistung wird um P=F*v=Kraft*Geschwindigkeit=0,2*10N*50/3,6m/s = 28 Watt verfälscht.

Wie groß die Haube sein muss könnte ich leicht feststellen, wenn mal jemand mit dem Auto bei Ausrollen neben her rollt und versucht wie genau er meine Höhe halten kann.

Gruß Leonardi
 
Hallo Leonardi
Ohne Boden erscheint mir sinnvoller, Angst bei Ausrollen drin zu sitzen hätte ich überhaupt keine. Eine "Fern"lenkung also wenn man den Lenker verlängert bewirkt, das man Kräfte auf das Lenkrad ausübt, wie soll man das mit wenig Aufwand entkoppeln ? Es reichen schon 200g bei 50Km/h auf das Lenkrad in Fahrtrichtung und die gemessene Leistung wird um P=F*v=Kraft*Geschwindigkeit=0,2*10N*50/3,6m/s = 28 Watt verfälscht.

Wie groß die Haube sein muss könnte ich leicht feststellen, wenn mal jemand mit dem Auto bei Ausrollen neben her rollt und versucht wie genau er meine Höhe halten kann.

Gruß Leonardi

Eine Lenkstange rechtwinklig zur Fahrtrichtung mit z.B. befestigt mit Winkelgelenken wäre nicht in der Lage nenneswerte Beschleunigungen auf das Velomobil auszuüben. Das Losbrechmoment und die Reibung der Gelenke dürfte deutlich unter 200g liegen.

Ich glaube kaum das jemand im Auto so genau die Höhe halten kann wie eine angepaßte Gasbetätigung durch das Velomobil. Auch Fehlbedienung ist bei der Bowdenzuglösung unwahrscheinlicher.

Gruß Heiko
 
Dann nimm aber ein Elektroauto, das auch wirklich spontan das Gas annimmt, im Gegensatz zum verbreiteten Turbodiesel...
 
Die 0,2 kg sind sehr nahe zum leeren VM, die 28 kg (je nach Fahrer) sehr nahe dem vollen VM.
Dann lass das VM doch einmal leer mit einer einfachen Fernsteuerung, das andere Mal mit Fahrer runterrollen. Die Fernsteuerung ist aus dem Modellbau billig verfügbar und schafft mit passenden Servos die Lenkkräfte sicher. Auch die Bremse ist sicher machbar. 2 Kanal könnte also schon reichen.
Ich vermute, das dieser Ansatz leichter umzusetzen ist und geringere Messfahler produziert als die vorgeschlagene "ichbineinkleinerrollkanal" Kabine?
Gruß, Harald
Ich komme zu dem Schluss, dass man zwar ein unterschiedliches Verhältnis von Luft- und Rollwiderstand hat, aber der Rollwiderstand auch durch das unterschiedliche Einfedern in Federung und Reifen beeinflusst wird. Genaugenommen müsste man den Rollwiderstand in Potenzreihen sowohl in der Geschwindigkeit als auch in der Auflast entwickeln, also
F = a + a'*m + a''*m^2 + (b + b'*m+b''*m^2 + ...)*v + (c + c'*m + c''*m^2 + ...)*v^2 + ...
Mit einer entsprechenden Messreihe kann man wahrscheinlich das a', b', c', a'', b'', c'' ermitteln, aber ob das genau genug geht? Man müsste einen recht weiten Bereich der Massen abdecken, Einflüsse der Federung durch unterschiedlich harte Federn oder durch Distanzstücke kompensieren, Reifen entsprechend unterschiedlich stark aufpumpen.

Ich habe nochmal nachgedacht.
Vielleicht ist es zielführender, statt dem Rollwiderstand den aerodynamischen Widerstand isoliert zu messen.
Dazu müsste das VM auf einer Plattform stehend bewegt werden. Am einfachsten wäre dies mit einer Lore auf Schienen zu erreichen. Der Rollwiderstand auf Schienen soll ja erheblich kleiner als bei unseren Reifen sein, dennoch müsste die Lore leicht sein, damit sie selbst nur eine geringe Widerstandskraft gegenüber der eigentlich zu messenden Kraft erzeugt. Man könnte dann den Geschwindigkeitsverlauf einmal mit und einmal ohne VM aufnehmen und daraus den CwA isolieren, bzw. könnte man sehen wie hoch ein Anteil proportional zur Geschwindigkeit wäre.
Man setzt sich in das auf der Lore stehende VM, lenkt von dort aus die Lore über die Ausrollstrecke und misst die Kraft, die zum Festhalten des VM auf der Lore nötig ist? Das klingt interessant. Das Messsignal wird sicher stark verrauscht sein, weil jeder Kieselstein die Lore zum Kippeln bringt und dadurch Kräfte erzeugt. Vielleicht hilft eine Dämpfung parallel zur Federwaage, das Rauschen bereits vor der Messung herauszufiltern. Mit einigem Zusatzaufwand könnte man die Räder durch kleine E-Motoren jeweils so schnell drehen lassen, wie es zur Fahrgeschwindigkeit der Lore passt. Damit hat man die dazu nötige Kraft noch nicht gemessen, aber die Strömung ist dann ggf. ähnlicher.

Wären Steigungen und Gefälle auf der Ausrollstrecke ein Problem, oder sind die bereits gut genug vermessen? Vielleicht hilft ein Gewicht, das auf Rollen läuft und in einen Kasten verpackt neben dem VM auf der Lore steht. Da kann man die Kraft messen, die es in Längsrichtung auf eine Federwaage ausübt, und mit den Geschwindigkeitsänderungen des Gesamtsystems verrechnen.


Viele Grüße,
Stefan
 
Man setzt sich in das auf der Lore stehende VM, lenkt von dort aus die Lore über die Ausrollstrecke und misst die Kraft, die zum Festhalten des VM auf der Lore nötig ist? Das klingt interessant. Das Messsignal wird sicher stark verrauscht sein, weil jeder Kieselstein die Lore zum Kippeln bringt und dadurch Kräfte erzeugt
:confused: Wieso lenken? Eine Lore ist ein Schienenfahrzeug. Und Schienen hat man gebaut, damit schwachbrüstige Dampfmaschinen möglichst wenig Rollwiderstand haben. (y)
 
Weil ich in Gedanken schon woanders war als beim Schreiben. :whistle:
Man könnte auch eine Plattform mit vier Speichenrädern ausstatten und eine für Ausrollversuche verwendete Strecke entlangfahren lassen.

Da kommt mir gerade noch eine andere Idee, ich stell sie einfach mal in den Raum ohne sie fertig durchdacht zu haben:
Was misst man eigentlich, wenn man im frei rollenden VM die Kräfte in den Längslenkern misst und die Finger von den Bremsen lässt?


Viele Grüße,
Stefan
 
wie schonmal geschrieben:
Vom Hochhaus fallen lassen, entfällt jegliche Form auszuschließender Bodenreibung - man kann ja ein Bremsseil hinten ran machen.
 
Was misst man eigentlich, wenn man im frei rollenden VM die Kräfte in den Längslenkern misst und die Finger von den Bremsen lässt?
Die einzelnen Rollwiderstandskräfte der beiden Räder einschließlich der "Fehlstellung" durch Spur und Sturz - gestört durch die Fahrbahn-Rauhigkeit.

Denke ich mal. Sinn für die hier angestrebten Auswertungen würde das nur machen, wenn die Messgenauigkeit unter einem Prozent wäre. Habe keine Erfahrung mit solchen Kraftsensoren. Außerdem bleibt das Problem des Mit-loggens, was bei diverser anderer Fahrrad-Elektronik für wenig Geld zu haben ist.
 
wie schonmal geschrieben:
Vom Hochhaus fallen lassen, entfällt jegliche Form auszuschließender Bodenreibung - man kann ja ein Bremsseil hinten ran machen.
Schon - aber nur, aber nur wenn du sicherstellen kannst, dass der Abstand von der Hochhausfassade immer gleich der Bodenfreiheit ist :LOL:
 
Zurück
Oben Unten