Wieviel Watt verlust im Antrieb?

Bei 61/40 ist vermutlich der Kettenschräglauf grösser als bei 39/28?
Oder anders herum? Keine Ahnung bei welchen Zahnrädern die Kettenlinie optimal ist; vorne vermutlich auf dem großen Kettenblatt, und hinten vermutlich nicht auf dem größten Ritzel. Aber mit zwei Umlenkrollen dazwischen gibt es nicht den Schräglauf, sondern es ist komplizierter.
 
oder sogar einfacher..

ich hab nur eine Rolle..
bei mir ist der WEg vom großen Kettenblatt zur Rolle oder von der Rolle zum Ritzelpaket hinten jeweils länger als bei z.b. einem MTB mit 3fach

vondaher wirkt sich schräglauf weniger aus, bzw.: er kann gar nie so schräg sein wie beim MTB
über Schräglauf muss man sich also eigentlich keine Gedanken machen
beim MTB mit 3-fach schon eher
da gibts ja die Fälle, wenn Leute mit dem Bike fahren und das nicht beachten, dass der Umwerfer dann an der Kette schleift weil z.b. klein-klein extrem schräg ist.. oder groß groß
 
Habe in meinen Aufzeichnungen nachgeschaut:
  • diese Strecke
  • Entfernung: laut Tacho 0.66 bzw. 0.65 km; mit BRouter Satellitenbild ausgemessen 0.67 km; mit Geoportal Bayern grob ausgemessen 661 m
  • Höhenunterschied: laut Tacho 46 m bzw. 48 m; laut Geoportal Bayern 47.7 m
  • Gewicht: Velomobil 8.85+10.6+10.05 = 29.5 kg mit Beladung; ich 83.1 kg; => Systemgewicht 112.6 kg
  • Bereifung: Conti Contact Speed auf allen Rädern
  • erste Fahrt:
    • mit großem Kettenblatt (61/40)
    • Zeit: 2:55 min = 175 Sekunden
    • Durchschnitt: 340 W
    • Durchschnittsgeschwindigkeit: laut Tacho 13.5 km/h (berechnet 13.6 km/h)
  • zweite Fahrt:
    • mit kleinem Kettenblatt (39/28)
    • Zeit: 3:02 min = 182 Sekunden
    • Durchschnitt: 326 W
    • Durchschnittsgeschwindigkeit: laut Tacho 12.0 km/h (berechnet 13.0 km/h)

Naja, wenn wir mal die erste Fahrt anschauen:
  • Durchschnittsleistung laut Leistungsmesser: 340 W
  • Durchschnittsleistung aus Gewicht und Höhenunterschied: 301 W
  • => Differenz: 39 W; wie setzt sich das aus Rollwiderstand und Antriebsverlusten zusammen?
  • Der Rollwiderstand ist gut 20 W, aber realistisch wären auch 15 oder 30 W.
  • Sind die Antriebsverluste dann 9 W oder 24 W?
Ja, Dein Beispiel zeigt in der Tat das Dilemma : Rollreibung und Verluste sind in einem ähnlichem Bereich und da wir beide nicht genau kennen, ist es natürlich schwierig genauere Aussagen zu machen. Meine Überschlagsrechnung war zwar im Prinzip richtig, berücksichtigte aber nicht dass beide gesuchten Anteile im Bereich von 5% rumdümpeln...

Zur Messung und Bestimmung vielleicht nochmal kurz :

Es geht ja im Prinzip um die Energien bei dem Beispiel, d.h. man sollte die Energie beim Aufstieg durch zeitliche Integrieren über die Leistung ermitteln, das hat man aber im Prinzip, da die Leistung wohl so gemittelt wird, dass jeder Leistungwert pro Sekunde gleich stark gewichtet wird, man erhält somit die Energie, in dem man die Durchschnittleistung mit der Zeitdauer des Aufstiegs multipliziert : 340*175 Joule = 59500 Joule Die Rollreibungsenergie "Summe über alle Strecken i ( F_r_i * Strecke_i ) " ist unabhängig vom Geschwindigkeitsprofil und kann ja mit F_r = c_r*m*g*cos alpha abgeschätzt werden. Auch hier sollte man natürlich das genaue Profil berücksichtigen, da ja von den aktuellen Steigungswerten die Reibungskraft abhängt, aber da die Steigung vergleichsweise klein und wohl annähernd konstant ist, passt die Näherung auch gut.

Wenn man nun in einem zweiten Versuch 326 Watt benötigt hat und 182s für den Austieg benötigt hat, also 326*182 Joule = 59332 Joule So ist
der relative Unterschied gar nicht soooo groß : (59500-59332)/59500 * 100% = 0,2%.

Manhat also recht genau die Energie bestimmt. Ebenso die potentielle Energie, vermutlich so etwa auf einem Prozent genau:

E_pot = 112,6kg*9.81*47,7 Joule = 52690 Joule. D.h. Der gesamte Verlust ist bezogen auf Fahrt 1 : ( 59500-52690 ) / 52690 *100 ) % = 11,45%

Die Rollreibungsenergie : Die Steigung ist circa inp = 47,7m / 655m = 0,0728 = tan ( alpha ) ==> alpha = atan 0,0728 = 4,165 rad

cos 4,165 = 0,997

E_r = F_r * Strecke = c_r * 112,6kg * 9,81kg/N * 655m * 0,997 = c_r * 721346,4 Joule

Bei c_r = 0.005 erhält man E_r = 3606 Joule, also etwa (3606 / 59500)*100% = 6,1%

Wenn c_r um 20% schwankt ( also etwa zwischen 0,004 und 0,006) , heisst das, dass der Rollreibungsverlust zwischen 5,5% und 6,7% ist und somit der Wirkungsgrad

zwischen 100% - 5,5% = 94,5% und 100% - 6,7% = 93,3% beträgt.

Das ist natürlich alles stark vereinfacht und zeigt in etwa die Richtung an... Meine Idee dazu ist die folgende :

Man weiss den absoluten Wert von c_r nicht, sondern nur den ungefähren Wert ( beispielweise zwischen 0.002 und 0.007 ).

Nun könnte man aber bewusst den unbekannten Wert von c_r z.B. um einen bestimmten Prozentanteil verändern ( z.B. zu verschlechtern ) : z.B. um 50% - z.B. durch eine andere Reifenwahl, Luftdruck, ..

Dies könnte man durch Rollversuche z.B. für einen bestimmten Strassenbelag und einem bestimmten Reifentyp verifzieren bzw. erreichen..

Dann misst man erneut die benötige Energie / ( Leistung ) für den Aufstieg und kann dann über den Dreisatz die Rollreibungsenergie

absondern, da man ja bei dem zweiten Versuch weiss (!), dass diese um 50% gestiegen ist..

Beste Grüße,

Schaltnix
 
Entscheidend ist die Steigung des Gravitationsvektors und nicht die Höhensteigung. Meistens passt es einigermassen grob, aber es gibt leider zuviele Ausnahmen, insbesondere in meiner Gegend. Ich habe mich in meinem VM kurz vor Heidelberg eine Gefällstrecke hinunter mit 15km/h abgeqält, umgekehrt bin ich den Berg hinauf fast ohne Treten mit 65km/h gefahren. Deshalb immer nur die gleiche Strecke - am Besten hin-und zurück- vergleichen und niemals durch Berechnen auf die Ebene zurückrechnen, ansonsten könnten falsche Schlüsse daraus gezogen werden.
 
Da war kein Wind und selbst wenn der Wind stark genug gewesen wäre, könnte er nicht mein VM mit mir+Gepäck=130kg einen Berg mit fast 10% Steigung mit 65km/h hochziehen.
 
Und ansonsten geht es in meinem VM spürbar leichter mit Wind, egal aus welcher Richtung der kommt.
 
Da war kein Wind und selbst wenn der Wind stark genug gewesen wäre, könnte er nicht mein VM mit mir+Gepäck=130kg einen Berg mit fast 10% Steigung mit 65km/h hochziehen.
Krass... und im Rückspiegel war vermutlich auch kein ungeduldiger Autofahrer, der Dich von hinten geschoben hat?! Nein, im Ernst, das ist schon erstaunlich.... Woran liegt das? Ist der Rollwiderstand dermaßen unterschiedlich?! Ich habe ja kaum Erfahrung / Kilometer gesammelt
( so 40-50 insgesamt ), wunder mich aber auch schon, dass ich bei kleinsten Änderungen enorme Unterschiede in den Geschwindigkeiten registriere...

Beste Grüße,

Schaltnix
 
Diese Gravitationsverwerfungen können gerade beim Fahren an Flüssen in bergiger Gegend schon mal vorkommen. D.h. nur die Höhendifferenz zu nehmen, passt oft, richtigerweise ist aber die Gravitation einzubeziehen.
 
Rollwiderstand war genau gleich, weil ja gleiche Strasse, nur unterschiedliche Richtungen.
 
Diese Gravitationsverwerfungen können gerade beim Fahren an Flüssen in bergiger Gegend schon mal vorkommen. D.h. nur die Höhendifferenz zu nehmen, passt oft, richtigerweise ist aber die Gravitation einzubeziehen.
hihi... Die Gravitation mit einzubeziehen ist grundsätzlich eine gute Idee, insbesondere bei Vollmond! :) ;)

PS : "..Rollwiderstand war genau gleich, weil ja gleiche Strasse, nur unterschiedliche Richtungen... "

Hmmm. vielleicht ist der Belag asymmetrisch - also quasi in eine Richtung ist die Fahrbahn in eine bestimmte Richtung bevorzugt ausgerichtet ?!
Nein Scherz beiseite : ich denke, es wird eine natürliche Ursache haben... ich wundere mich auch immer, wenn ich ohne größere Mühe auf einer Strecke 60km/h fahren kann und dann nach der nächsten Kreuzung plötzlich mit 17km/h hochächze, obwohl die Steigung nur unmerklich größer ist... Aber bei mir scheint es die Kombi aus Wind + Steigungsverhältnissen zu sein, bei denen kleinste Änderungen große Auswirkungen haben...


Aber ich muss da noch viel fahren, um zu erfahren....:)

Beste Grüße,

Schaltnix
 
Zuletzt bearbeitet:
@Evo-TS , ob Du an der Strecke mal ein paar Demonstrationsfotos mit einem Lot machen kannst?
Das Lot müsste ja dann auch bergauf hängen.
 
Eine genaue Höhenmessung wird immer mit Schweremessung durchgeführt. Eigentlich reicht ja schon die Schweremessung, um die Höhe zu berechnen. Schaut mal im Internet, da gibt es unzählige Beispiele: Audi hat mal da so ein Werbevideo gemacht, bei welchem der Fahrer ausgestiegen ist und ein Audi Q7 den steilen Berg hochrollt.
Klar die Optik kann einem auch einen Streich spielen, aber diese Schwereverwerfungen gibt es öfters, der Untergrund ist in den 6Milliarden Jahren der Erdgeschichte an sehr vielen Stellen gelogisch verschoben worden.
 
Ich habe an der Stelle gehalten, weil ich dachte irgendetwas bremst an meinem VM. Alles untersucht, nichts gefunden. Ich habe dann meinen Termin abgesagt und bin umgedreht, weil ich dachte, ich schaffe es mit so einem schwergängigen VM nicht mehr nach Heidelberg. Als ich dann umdrehte und und ich bei 65km/h den Berg hochgefahren bin, hat es mich auch schwer verwundert. Ich werde es versuchen dort nochmals hinzufahren und dann mal Bilderchen machen.
 
Das hat aber nix mit "Gravitationsverwerfungen" zu tun, sondern mit "Sinnesverwerfungen" aka "optischer Täuschung"...
 
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