Vergleiche von Fahrradkonzepten zur ... - Enhydralutris

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3 ENERGIEVERBRAUCH 8 3 Energieverbrauch Die vom Fahrer bereitgestellte mechanische Leistung wird durch unterschiedliche Energieverbraucher aufgenommen. 3.1 Rollwiderstand Der Rollwiderstand F Roll ist in erster Näherung geschwindigkeitsunabhängig. Er ist für jedes Laufrad getrennt anzusetzen. F Roll = c RhN h + cRvNv mit dem Rollwiderstandsbeiwert cRv des Vorderrades, der Fahrbahnnormalkraft Nv des Vorderrades und ensprechend c Rh und N h für das Hinterrad. Der Rollwiderstand ist, wie folgendes Beispiel zeigt, nicht zu unterschätzen: Auf einer langen Gefällestrecke in Harburg mußte ein Mountainbikefahrer mit Panaracer Dart & Smoke (Grobstollenreifen) trotz Windschatten und hohem Luftdruckes in den Reifen noch treten, um meinem rollenden, unten geschilderten, Trekkingrad zu folgen. Bei einem cwA-Wert von 0,31 und durchschnittlichen Reifen bei 35 km/h beträgt die Rolleistung ca. 20 % der Fahrtleistung oder ca. 25 % der Windleistung. 3.2 Windwiderstand Der Windwiderstand F Wind ist in erster Näherung quadratisch von der Geschwindigkeit abhängig: FWind = ρ 2 cwAv 2 mit der Luftdichte 4 ρ, dem Luftwiderstandsbeiwert cw, der Stirnfläche A und der Relativgeschwindigkeit durch die Luft v. Erschwerend kommt dazu, daß bei bodennahen Fahrzeugen 5 kein homogenes Geschindigkeitsprofil vorliegt. 3.3 Kraftübertragungverluste Bei gut gepflegten Ketten kann ein Wirkungsgrad von 98 % angenommen werden. Industriekugellager erreichen Wirkungsgrade von 99,5 %, gedichtet weniger. Der Wirkungsrad von Lagern ist belastungs- und drehzahlabhängig! Im allgemeinen können die Kraftübertragungsverluste mit 2–10 % der an der Kurbel aufgebrachten Leistung betrachtet werden. 4 Hängt von der Temperatur T und dem Luftdruck p ab. 5 Das gilt auch noch für Hochräder, da von einer ungestörten Luftströmung i.A. erst in einer Höhe von ca. 160 m über dem Boden/ Wasseroberfläche gerechnet werden kann! (3) (4)
3 ENERGIEVERBRAUCH 9 3.4 Energiespeicherung Energie wird beim Fahrrad in kinetischer Energie (V = 1 2 mv2 ) und potentieller Energie (U = mg∆h) gespeichert. Nebenbemerkung: Lange Berge fahre ich lieber mit hoher Geschwindigkeit als mit niedrieger Geschwindigkeit hoch, da die kin. Energiespeicherung sich bei hohen Geschwindigkeiten nicht so stark in Drehmomentschwankungen an der Kurbel äußern und die Muskulatur dann gleichmäßiger belastet wird.
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