Wirkungsgrad Kettenantrieb mit Zwischengetriebe

Jack-Lee

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Servus,

da ja im Nebenthread eine hitzige Diskussion entbrand ist, bezüglich des Wirkungsgrades eines Zwischengetriebes, wollte ich hier mal die Frage stellen ob jemand mehr weis.

Also:
-mit welchen Verlusten kann man bei einem Zwischengetriebe rechnen (im Vergleich zur Umlenkrolle und der Kombination Riesiges KB/11er Ritzel)

Stelle mir die Verluste am 11er Ritzel schon recht groß vor, da dürfte das Getriebe mit 28Z und 18Z doch besser verhalten, hinten kann man dann auch 16Z fahren


Gruß,
Patrick
 
AW: Wirkungsgrad Kettenantrieb mit Zwischengetriebe

Jack-Lee schrieb:
Also:
-mit welchen Verlusten kann man bei einem Zwischengetriebe rechnen (im Vergleich zur Umlenkrolle und der Kombination Riesiges KB/11er Ritzel)
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Na, Du stellst vielleicht Fragen ... Du hast doch das Messequipment, um das rauszukriegen ... Also ans Werk bitte.

Ich tipp übrigens auch auf 5%, dass war damals das mehr an Geschwindigkeit als ich das ZG bei der Leitra entfernt habe.
 
AW: Wirkungsgrad Kettenantrieb mit Zwischengetriebe

Servus,

naja, ich hab ne Messkurbel... Mit ner Powertap dazu könnte man die Differenz messen, aber da sind die Messfehler größer als die Messwerte.

Wüsste grade nicht wie man direkt am Kettenstrang die Verluste messen sollte. Ein Umbau von ZG auf "normal" dauert recht lang und ich hab hier leider keine brauchbare ebene und windstille Ebene zum Vergleichsmessen wenn da Stunden zwischenliegen.

Gruß,
Patrick
 
AW: Wirkungsgrad Kettenantrieb mit Zwischengetriebe

Reinhard schrieb:
Ich tipp übrigens auch auf 5%, dass war damals das mehr an Geschwindigkeit als ich das ZG bei der Leitra entfernt habe.
Zum Vergrößern anklicken....
Wenn das hier so ne Art Lotterie wird: Ich tippe auf 3% wenns sinnvoll gemacht ist. Aber was gibt's zu gewinnen? :D

Mac
 
AW: Wirkungsgrad Kettenantrieb mit Zwischengetriebe

Servus Patrick,

Maschinenelemente war ich 12-Bester (von über 100 Prüflingen). Gut, besser heist nicht gut.. war dennoch nur ne 3,0.
Aber was soll die Frage? Mit Messaperatur könnt ich das schon rausfinden, aber ich hoffe das das schonmal jemand gemacht hat. Hey, Daniel testet seine Tachohalter mit 4Tonnen Druck :D

Gruß,
Patrick
 
AW: Wirkungsgrad Kettenantrieb mit Zwischengetriebe

Hallo Patrick,

hattest Du nicht einen Ergometer auch? Wenn ja, anschliessen, bei konstanter Geschwindigkeit im Ergometer die Leistung mit der Messkurbel messen. Ich tippe auf 1-2%, das wird schwierig dann zu messen.

Viele Grüße,
Cumulus
 
AW: Wirkungsgrad Kettenantrieb mit Zwischengetriebe

Der Ergometer geht auf +-5% "genau". Das ist so viel wie die Verlustleistung im Antrieb, das wird nix...
Mit meinen Mitteln gehts derzeit nicht wirklich. Einzig halt das Rad umbauen und bei gleicher Leistung einen möglichst steilen Berg rauf. Über den Speed sieht mans ja. Aber zwischen 8,1 und 8,4km/h muss man auch erstmal unterscheiden können.

Gruß,
Patrick
 
AW: Wirkungsgrad Kettenantrieb mit Zwischengetriebe

ja, aber wenn Du an dem Ergometer nicht änderst, mit einem mechanischen Ergometer -keine selbständige Einstellung von Widerstand, sondern durch eine Schraube oder ähnliches arretiert-, dann kann es funktionieren bei wiederholten Messungen. Und die Drehzahl am Ergometer konstant hältst beim Treten. Du brauchst nicht zu wissen, wie viel Leistung genau Dein Ergometer verbrät, sondern wie viel trist Du um die gleiche Drehzahl bei gleichen Einstellungen zu erreichen. Da wird die Genauigkeit Deiner Messkurbel wichtig sein, aber bei mehreren Messungen rechnet sich raus.

Viele Grüße,
Cumulus
 
AW: Wirkungsgrad Kettenantrieb mit Zwischengetriebe

Das dürfte möglich sein, die Kiste verstellt sich aber beim Anschalten automatisch und so fix umbauen das sie sich nicht abschaltet wird schwer.
Höchsten zwischendrin immer mal bewegen.

Das muss man aber doch auch anders lösen können...

Gruß,
Patrick
 
AW: Wirkungsgrad Kettenantrieb mit Zwischengetriebe

OK, das wird etwas umständlicher, aber ganz ohne Strom betreiben und manuell einstellen, zur Not mit etwas der Abstand (Magnet-Schwungrad) fix halten. Und einen Fahrradtacho (am Schwungrad) irgendwie befestigen um die Drehzahl zu messen.
(Beobachten wie der Abstand ist bei ungefähren gewünschten Wiederstand, abschalten einstellen und fixieren, eventuell einfach den Strom abstellen, fixieren)

Viele Grüße,
Cumulus
 
AW: Wirkungsgrad Kettenantrieb mit Zwischengetriebe

Hi Patrick!

Du könntest das Fahrrad ja in einen Rahmen spannen und einen Ventilator als reproduzierbare Bremse nehmen, z.B. ein Laufrad mit ein paar Luftschaufeln versehen. Bei gleicher Drehzahl hängt die Leistung dann nur von Luftdruck und Feuchte ab. Wenn die Tests kurz sind, ändert sich Luftdruck und Feuchte nicht. Mit der Messkurbel kannst Du dann bei gleicher HR-Drehzahl sehen, welche der zu testenden Konfigurationen die geringste Leistung erfordert.

David
 
AW: Wirkungsgrad Kettenantrieb mit Zwischengetriebe

Servus Lida,

super Idee :)
Besser als z.B. über ne Rolle die ich mir erst besorgen müsste.
Aber ob ich mit nem Ventilator die 200W verbraten bekomme?... Notfalls von Harald Winkler mal das Propellerrad anfordern :D

Gruß,
Patrick
 
AW: Wirkungsgrad Kettenantrieb mit Zwischengetriebe

Hallo Patrick,
Jack-Lee schrieb:
da ja im Nebenthread eine hitzige Diskussion entbrand ist, bezüglich des Wirkungsgrades eines Zwischengetriebes, wollte ich hier mal die Frage stellen ob jemand mehr weis.

Also:
-mit welchen Verlusten kann man bei einem Zwischengetriebe rechnen (im Vergleich zur Umlenkrolle und der Kombination Riesiges KB/11er Ritzel)
Zum Vergrößern anklicken....
Du kannst Dich dem ja durchaus im Gedankenexperiment annaehern.
Der ueberwiegende teil der Verluste entsteht in der Kette selbst.
Beim Knicken der Kettenglieder.


In der ersten Annaeherung kann man ja davon ausgehen das die Kette sehr lang im Verhaeltniss zu den Zahnraedern ist, und also paralell an und abgelaufen wird.

1.
Da ist ein Winkel von 180° durch die haelfte der Zaehne zu teilen.
Man kann davon ausgehen dass der doppelte Knickwinkel die doppelte Reibarbeit verursacht.

2. Je kleiner das Antriebsrad wird, um so mehr Zug kommt auf die Kette.
also kann man annehemen das sich bei einem nur halb so grossen Kettenblatt auch die doppelten Verluste auftreten.

Daraus folgt dreierlei:
1. die Annahme das GrossesBlatt-KleinesRitzel besonders schlecht, und KleinesBlatt-Grosses Ritzel besonders gute Werte liefern koennte ist so auch nicht zu erwarten.

2. besonders schlecht schneiden hier die "Uebelen Gaenge" Klein-Klein und Gross-Gross ab.

3. 2 Umlenkrollen die zusammen weniger als 180° Umlenkung bringen muessen, werden voraussichtlich immer weniger als die Haelfte der zuaetzlichen Reibung erzeugen, die ein Zwischengetriebe erzeugen wuerde

Um mal die Ritzel 14 und 12 zu vergleichen.

Das 14ner Ritzel wird jedes kettenglied um 25,7° knicken
Das 12er Ritzel wird Jedes Kettenglied um 30° Knicken
Also wuerde der Verlust von 100% auf 117% anwachsen ...

Bei angenommenen 5% Verlust wuerde sich der Verlust auf 5,8% erhoehen.
Also kannst Du damit rechnen das Du mit dem Kleinem Ritzel am grossen Blatt sehr wenige Probleme einfahren wirst.

Wenn Du vom 52ger Blatt auf das 36ger schalten wuerdest waehre das Ergebniss sicherlich erheblich schlechter.

Beim 52ger Blatt wird jedes Kettenglied 7° geknickt ...
Beim 36 Blatt wird jedes Kettenglied um 10° geknickt

Das Wachstum der Verluste am selben Ritzel waehre bei 142% zu erwarten.

und die Verluste Wuechsen mal 5% fuer 52/14 angenommen auf 7,1% durch das Herunterschalten.

Aber selbst das waehre noch das kleinere Uebel im Vergleich zur verdoppelung der Verluste durch 2 hintereinander geschaltete Getriebe mindestens zu erwarten waehre ...

Die 5% Verlust sind ein sehr konsevativer Schaetzwert aus einer alten Maschinenbautabelle.
Hersteller von Fahrradkomponenten schaetzen, man denke sich nix dabei, den geringstmoeglichen Verlust auf 3%.

Deshalb kann man die Kurve der Verluste wohl eher als ein breites Band, als eine klare Lienie zeichnen.

Hier mal so eine Kurve von einem Komponentenhersteller:

bild3_01.jpg


mfG
Matthias
 
AW: Wirkungsgrad Kettenantrieb mit Zwischengetriebe

Naja.. nun stehts bei meinem erstmal so fest, bis kommendes WE ist nicht wirklich zeit alles wieder umzumodeln:eek:
Wenn ihr meinen Hobel seht, werdet ihr eh wissen das ich eher aus Spaß antrete und nicht weil ich weit vorn landen will. Das kann mein Firmenkollege versuchen, der fährt auch mit.


Aber so wie es aussieht hat bisher keiner wirklich brauchbare Messungen gemacht? Das meiste sind halt Schätzwerte oder Herstellerangaben... letzteren traue ich bei Fahrradartikeln nicht über den Weg.

GRuß,
Patrick
 
AW: Wirkungsgrad Kettenantrieb mit Zwischengetriebe

Mal kurz überflogen, SEHR informativ.

Der Wirkungsgrad hängt stark von Ritzelgröße, Schräglauf und auch sehr von der Drehzahl ab.

Bei 100W und 50er Kadenz liegt der Wirkungsgrad bei 95,2%/92,5% (21er/11er Ritzel)

Bei gleicher Leistung und 70er Kadenz sinkt der Wirkungsgrad schon auf 92%/88,7% !
Also wenn ich statt 90er Kadenz 120 trete, sinkt (mal als lineares Verhältnis angesehn) der Wirkungsgrad auf knapp 85% wenn ich ein 11er Ritzel dabei fahren muss.
Bei 90er Kadenz, aber 21er Ritzel bin ich noch bei knapp 89%. Wenn man dann noch beachtet das mit Zwischengetriebe die Kettenlinie sehr genau abgestimmt werden kann, dürften sich die Wirkungsgrade doch recht stark annähern.

Dafür ist der Gesamtverlust in der Kette doch deutlich größer als erwartet.. Zumindest bei geringen Leistungen. Wenn man dann dann noch doppelte Zugtrum-Umlenkung und Kettenrohre reinrechnet..oh gott oh gott...
 
AW: Wirkungsgrad Kettenantrieb mit Zwischengetriebe

Ja, es scheint auch etwas komplizierter zu sein als gedacht, so wäre besser kleinere Ritzel zu fahren ?! (im zweiten Heft). Ich lese noch...
 
AW: Wirkungsgrad Kettenantrieb mit Zwischengetriebe

Hallo,

ich hab nun auch nie Maschinenelemente gehört ... bin ja nicht vom Fach, daher gestattet mir die Frage. Wenn ich eine Kette auf ein Zahnrad auflege und sie auf Zug beanspruche, wie verteilt sich dann die Kraft auf die einzelnen Zähne? Ich stelle mir das so vor, dass die Kette weich gegenüber dem Zahnrad ist, und daher auf die ersten zwei, drei Zähne Druck ausübt. Auf den restlichen Zähnen wäre die Kette schon nicht mehr gespannt.

Stimmt diese Vorstellung? In dem Fall wäre nämlich ein Zwischengetriebe nicht schlechter als Umlenkrollen, solange die Zähnezahl und damit der Knickwinkel in den wenigen gespannten Zahnrädern gleich bleibt.

Grüße, Heiko
 
AW: Wirkungsgrad Kettenantrieb mit Zwischengetriebe

Servus Heiko,

so ungefähr stimmt das. Der Wirkungsgradabfall bei kleineren Ritzeln liegt halt daran das das unter Last stehende Glied weiter gedreht wird als bei einem größeren Ritzel.
Eine Umlenkrolle die bei mir ca. 30° umgelenkt hätte, wäre beim Wirkungsgrad also ähnlich des 180° umlaufenden Ritzels.

Gruß,
Patrick
 
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