Zahlen zum Rolltest Elfershausen 2014

[labella-baron]

Noch ein Wort zur Genauigkeit der Aufzeichnung:

Sek   km/h    Strecke
53    70,4    501,083
54    70,4    520,639

Hier sei die Geschwindigkeit gleichgeblieben, obwohl das Gelände auf diesen ca. 20 Metern schon wieder leicht ansteigt.
Aber vor allem bremsen bei 70 km/h zusammen mit dem Wind- und Rollwiderstand ca. 2 Kilo das Fahrzeug ab.
Zu erwarten wäre deshalb eine Abnahme der Geschwindigkeit um 0,68 km/h.
Da aus diesen aufgezeichneten Geschwindigkeiten offenbar auch die Wegstrecke ermittelt wird, ist diese allein nur wegen der Ungenauigkeit an dieser Stelle bereits um zu 19cm zu lang.
Dadurch kann man natürlich keine große Genauigkeit an die Auswertung bei solch hohen Geschwindigkeiten erwarten.

Damit ich nicht falsch verstanden werde:
Diese Aufzeichnungen mittels Polar-Rad-Computer stellen das Beste dar, was wir bislang zur Verfügung hatten.
Dank Leonardis riesigem Engagements !

 

[labella-baron]

Hier alle möglichen Anzeigewerte ab ca. 40 km/h nimmt die Ungenauigkeit der Anzeige wegen der fehlenden Zwischenwerte zu, geht insgesamt aber noch:

Diese Aufzeichnungen mittels Polar-Rad-Computer stellen das Beste dar, was wir bislang zur Verfügung hatten.

Wenn man genau hinschaut, dann gibt es auch unter 40 km/h Seltsames.
Deswegen habe ich die aufgezeichneten Daten des letzten Ausrollens nochmal besser aufbereitet:
Von 129 auf 130 Sekunden gehe die Geschwindigkeit von 34,2 auf 33,1 km/h zurück - und noch extremer bei 140 Sek. von 27,3 auf 25,9 um 1,4 km/h zurück.
Wenn dies wirklich der Fall wäre, ist bei der Masse von 117kg diese ganze Sekunde eine Kraft gegen die Fahrtrichtung von 4,5 Kilo notwendig. Woher soll diese so plötzlich kommen und wieder verschwinden? Der Wind kam ja eher von hinten und bei der Geschwindigkeit von 27 km/h rollt das VM 7,5m weit. Da müsste dann schon ein dicker Teppich auf der Fahrbahn gelegen haben Bei den acht anderen Ausrollaufzeichnungen taucht diese Unstetigkeiten bei ähnlichen Geschwindigkeiten auf.

Fazit: Auch für Geschwindigkeiten bereits unter 40 km/h haben wir keine zuverlässigen Werte, weshalb ich mich Frage in welcher Form wir diese bei der Auswertung berücksichtigen sollten.

 

[dooxie]

es gibt auf der Strecke zwei Unebenheiten, einmal ein unebenes Loch und einmal eine leichte Kante über die ganze Straßenbreite. Dürfte aber nicht mehr als ein cm Höhe im Belag sein.
Kleinere Wellen von einigen 10 cm Höhe würden im vermessenen Höhenprofil aber auftauchen, weil mit 1 Meter Genauigkeit vermessen, oder?

 

[labella-baron]

es gibt auf der Strecke zwei Unebenheiten, einmal ein unebenes Loch und einmal eine leichte Kante über die ganze Straßenbreite.

Es gibt tatsächlich an bestimmten Stellen eine Häufung - dies ist jedoch nicht eindeutig - muss ich mir nochmal genau anschauen.

Kleinere Wellen von einigen 10 cm Höhe würden im vermessenen Höhenprofil aber auftauchen, weil mit 1 Meter Genauigkeit vermessen, oder?

Denke schon, weiß nicht genau was du wissen willst.
Zur Genauigkeit der Messung und dort ist auch das Profil mit den Zahlen anklickbar.

 

[ThomasT]

Auch für Geschwindigkeiten bereits unter 40 km/h haben wir keine zuverlässigen Werte

Ein Teil der Messfehler wird wohl an der Ungenauigkeit bei der Bestimmung Schließzeitpunktes des Reedkontakts liegen. Damit wird die Radumdrehungsdauer mal länger und mal kürzer. Wenn man die Geschwindigkeiten mittelt oder filtert heben sich diese Ungenauigkeiten wieder auf. Auch beim v(t) Fitting heben sich diese Ungenauigkeiten auf.

(Wie schon gesagt, schon wegen meiner Exel-Allergie habe Probleme mit Leonardis Exel Sheet.) Sehe ich das richtig? Leonardi fittet auf F(t) und nicht auf v(t)? Dann heben sich o.g. Geschwindigkeitsmessfehler im quadratischen und kubischen Term nicht mehr auf.

 

[labella-baron]

Nein, er passt die gerechnete Geschwindigkeit der gemessenen an.

 

[labella-baron]

Ein Teil der Messfehler wird wohl an der Ungenauigkeit bei der Bestimmung Schließzeitpunktes des Reedkontakts liegen. Damit wird die Radumdrehungsdauer mal länger und mal kürzer.

Sehe ich nicht so: In dieser Auswertung sieht das sehr regelmäßig aus!

 

[ThomasT]

Sehe ich nicht so: In dieser Auswertung sieht das sehr regelmäßig aus!

Das sind aber nicht die Daten vom Polar Tacho.
Ich schrieb:

Ungenauigkeit bei der Bestimmung Schließzeitpunktes des Reedkontakts

und nicht "Ungenauigkeit der Reedkontaktschließung".

Wir hatten doch mal einen Thread, wo über Microcontroller-Aufzeichnung und die damit verbunden Messfehler diskutiert wurde.

Aber, Du hast schon recht. Wenn es nur die von mir Ungenauigkeit der Schließzeitpunktsbestimmung ist, dann würde die Beschleunigungskurve besser aussehen. Im nachfolgenden Diagramm, scheint das lange Abtastinterval die lästigste Störquelle zu sein. Wenn das Intervall kürzer wäre, könnte man eher was aussagen.

Das ist aber immer noch viel besser, als die GPS-Daten. Hier von Dooxies WAW 2012 (man beachte, die andere Y-Skalierung):

 

[labella-baron]

Das sind aber nicht die Daten vom Polar Tacho.
Ich schrieb:
und nicht "Ungenauigkeit der Reedkontaktschließung".

So ganz klar ist es mir nicht, was du meinst.
An die Umdrehungszeiten des Polar-Sensors kommen wir eh nicht ran. Bei dem fraglichen Geschwindigkeitsbereich erfolgen ca. 7 Impulse pro Sekunde. Wie daraus die km/h gemacht werden und pro Sekunde abgespeichert werden bleibt deren Geheimnis.

Die von mir oben festgestellten Unstetigkeiten könnten auch genau mit dem Übergang von 7 auf 6 Umdrehungen pro Sekunde und dann von 6 auf 5, 5 auf 4 usf. zusammenhängen.

 

[Profibenutzer]

zu 6: Finde nirgendwo Info wie die Schwerkraft an einem bestimmten Ort in Deutschland ist[...]

Bei der großen Suchmaschine "ortsfaktor karte" eingegeben, oberstes Ergebnis: http://www.ptb.de/cartoweb3/SISproject.php

Dort ergibt sich für Elfershausen ein Wert von 9,810295 +-0,000041 m/s^2.
Damit habt ihr zufällig an einem Ort gemessen, für den der Literaturwert 9,81 außerordentlich exakt passt.

 

[ThomasT]

Damit habt ihr zufällig an einem Ort gemessen, für den der Literaturwert 9,81 außerordentlich exakt passt.

Da haben wir ja Glück gehabt. Anderfalls hätte das unsere Messungen bzw. Auswertungen total versaut.

Zu dem Windschattenthema im Parallelthread:
Hier ist eine Simulation des Ausrollvorgangs. cwA=0.055 cr=0.005, einmal mit konstantem Rückenwind von 3 km/h und das andere Mal 30 km/h Rückenwind von 1550m bis 1600m.

An der ersten Kuppe beträgt der Geschwindigkeitsunterschied ca. 0.6 km/h.

Am Ende ergibt sich ein Unterschied in der Rollweite von ca. 18 m (0 % Gefälle ab Ortschild Aura angenommen).

In Wirklichkeit war aber ab der Hügelkette alles durcheinander. Die langsamste der drei schnellen Fahrten am ersten Hügel war die schnellste beim zweiten Tal (grün). Die zweitschnellste beim ersten Tal war die langsamste beim zweiten Tal (hellblau). Die Ausrollweite ist unbrauchbar, denn offensichtlich versauen die Hügel das Ergebnis. Aber nicht wegen der hinzukommenden potentiellen Energie und der geringen kinetischen Energie, sondern wegen dem Kurvenfahren, Seitenwind oder sonst was.

 

[Leonardi]

@ThomasT gibt es von Dir ein zip-File von Deinem Programm so das man erkennen kann wie Du das Höhenprofil einrechnest und auf Cr und CwA kommst. Oder kannst Du es zumindest näher beschreiben. Kann mich leider nicht mehr erinnern bzw. finde auch nichts im Forum darüber. Welche Programmiersprache ? Kamen wir auf gleiches P-v Diagramm ?, ich meine es war im höheren Geschwindigkeitsbereich unterschiedlich die Ausroll 2014 Elfershausen meine ich. Hier mit Smartfone nicht so komfortabel zu vergleichen.

Gruß Leonardi

 

[labella-baron]

Dies ist noch keine automatische Anpassung mittels Solver, da ich dazu erst meine Software ertüchtigen muss.

Das habe ich jetzt endlich geschafft.
Außerdem habe ich die Anpassung so rechnen lassen, dass sich die Position auf der Wegstrecke zu jeder Sekunde möglichst wenig unterscheidet:

Ich habe lediglich die Messpunkte bis 140 Sekunden nach Start, ca. 1690m berücksichtigt, da mir die nachfolgenden zu fehlerbehaftet erscheinen.
Das Geschwindigkeits-über-Zeit-Diagramm sieht ähnlich gut aus.

Die einzelnen Koeffizienten sind stark windabhängig - hier hat der Solver -0,81m/s; also Schiebewind ermittelt.

Zur Erinnerung: Dies ist der Ausrollversuch 9 - der bessere der drei mit Nachspur.
Mit der gleichen Methode will ich mir dann die anderen acht Ausrollaufzeichnungen anschauen.

 

[labella-baron]

Mit der gleichen Methode will ich mir dann die anderen acht Ausrollaufzeichnungen anschauen.

So, zunächst die drei Ausrollversuche mit Neutralspur und deren Diskussion:

Auf den ersten Blick sind das drei gleiche Bilder - die violetten Linien sind durch Rechnung dem aufgezeichneten Verlauf der verbundenen schwarzen Punkte angepasst.
(Habe jetzt eine andere Textur-Farbe gewählt, damit sie sich von Auswertungen Dritter gleich unterscheiden.)
Die ermittelten Koeffizienten (mit der Maus draufzeigen, dann erscheinen unten jeweils drei signifikante Ziffern) sind jedoch höchst unterschiedlich.

So sei im ersten der CwA=0,0707 bei einem Wind von -2,80m/s (von hinten). 0,0707 hört sich für einen Milan sehr schlecht an. Kann es sein, dass hier der irreguläre Windschatten im ersten Versuch dies bewirkt?
Beim zweiten sei der CwA=0,0475 was plausibler wäre, aber hierbei habe praktisch Windstille geherrscht bzw. sogar ein Hauch von +0,56m/s von vorne. Kann das so gewesen sein?
Im dritten kommt ein ähnlicher Wert mit 0,0553 heraus, jetzt mit -1,33m/s von hinten.

Wenn man die einzelnen Diagramme anklickt und dann durchwechselt (Strg-Tab), dann sieht man die Unterschiede und Unregelmäßigkeiten, welche sich wohl schon auf die Genauigkeit der ermittelten Koeffizienten auswirkt.

 

[Leonardi]

beim zweiten Ausroll hat war etwa der gleiche Wind wie beim 1. und 3. Ausroll, keinesfalls Windstille oder gar Gegenwind.
***
Kann man bitte die drei zugehörigen P-v Diagramme in einem Bild gleichzeitig Darstellen mit dünnen Linien, ich käme erst morgen dazu.
Warum ? weil ich meine, das diese sehr eng zusammenliegen - die Methode auf jeden Fall für eine genaue Leistungsermittlung gut geeigent ist. Wenn Unterschiede dann muss es hauptsächlich an dem Wind liegen.

Wenn der errechnete Geschwindigkeitsverlauf mit dem gemessenen genau übereinander liegt, muss auch die P-v Kurve in jedem Fall exakt stimmen unter den gemessenen Bedingungen einschließlich Wind. Von systematischen Fehlern wie evtl. falsche Rollweite ungenauer Tachoweg mal abgesehen, das wird noch überprüft. Ich habe ja auch die GPS-Datei der 1-9 Ausroll wo ich auch genau die Rollweite prüfen kann.

Gruß Leonardi

 

[Patrick]

Wenn man die einzelnen Diagramme anklickt und dann durchwechselt (Strg-Tab), dann sieht man die Unterschiede und Unregelmäßigkeiten, welche sich wohl schon auf die Genauigkeit der ermittelten Koeffizienten auswirkt.

beim zweiten Ausroll hat war etwa der gleiche Wind wie beim 1. und 3. Ausroll, keinesfalls Windstille oder gar Gegenwind.

Ich denke es bringt mehr, wenn man die Daten der drei Versuche mit gleichen Spureinstellungen zusammenwirft, Störungen miteln sich dann eher raus. Mit noch wesentlich mehr Datenreihen unter gleichen Bedingungen könnte man dann immer bessere Ergebnisse erzielen.

Mich stört

1. Die Abweichung im C_w*A gegenüber den Angaben des Räderwerks und zwischen den Messungen - der sollte immer sehr ähnlich sein
2. Der relativ hohe C_v

Gruß,
Patrick

 

[TimB]

Mich stört

Die Abweichung im C_w*A

zwischen den Messungen

Wieso? Das ist doch ein schöner Anhaltungspunkt für die Genauigkeit der Auswertung. Wenn die Messwiederholgenauigkeit schon um 10 % schwankt (ThomasT), wird die reale Messgenauigkeit nicht unter +-10% liegen, und bei 50% Abweichung (Labella-baron) hat man nur noch eine Abschätzung der Größenordnung.

Gruß,

Tim

 

[labella-baron]

2. Der relativ hohe C_v

Wieso? - Der ist doch nur etwa halb so groß wie im Kreuzotter-Rechner angenommen!

 

[labella-baron]

Wenn der errechnete Geschwindigkeitsverlauf mit dem gemessenen genau übereinander liegt, muss auch die P-v Kurve in jedem Fall exakt stimmen unter den gemessenen Bedingungen einschließlich Wind.

Die P-v-Kurven stellen ja dar, welche Antriebsleistung notwendig wäre, um auf ebener Strecke und ohne Wind diese Geschwindigkeit zu halten. Zugegeben, genau das interessiert uns. Beim Ausrollversuch erfolgt jedoch zu keinem Zeitpunkt ein Antrieb - vielleicht bis auf den Wind.
Hier die drei Pv-Kurven:
So gut wie keine Übereinstimmig. Sind die zu Grunde liegenden Werte zu ungenau oder die Auswertemethode zu wenig sensibel?

Die vier Zahlen CwA, Cr, Cv und Windgeschwindigkeit resultieren ja aus jeweils 141 Einzelwerten von 40 Sekunden nach dem Start bis 180 Sekunden.
Jetzt sehe ich gerade, dass dies dort kurz vor erreichen des letzten Hubbels ist. Ich wollte aber nur die Werte bis kurz vor erreichen des vorletzten Hubbels berücksichtigen, da bereits dort die Bewegungsenergie des VM auf ein Zehntel abgesunken ist und somit ab dort Störungen einen zu großen Einfluss haben.
Vielleicht kommen die unplausiblen Zahlen daher.

 

[TimB]

So gut wie keine Übereinstimmig. Sind die zu Grunde liegenden Werte zu ungenau oder die Auswertemethode zu wenig sensibel?

Das ist eine Abweichung von +-15 % bei 70 km/h, für einen Freilandversuch mit ungenügendem Messequipment ist das doch schon ordentlich?

Gruß,

Tim