Beeinflusst der Reifendruck den Rollwiderstand auf der Fahrbahn?

Es ist ein Klacks, oder? Ein Kommentar verlinkt jedoch auf einen Blogbeitrag, der behauptet, wissenschaftlich bewiesen zu haben, dass es keine signifikante Wirkung gibt. Es sieht solide aus, ist aber kein Artikel in einer Fachzeitschrift mit Peer-Review.

Wie ist das aktuelle Verständnis des Rollwiderstands eines Slick-Reifens auf der Fahrbahn?

Wie jeder, der dumm (oder unglücklich) genug war, mit zu wenig aufgepumpten (oder geradezu platten) Reifen zu fahren, bestätigen würde, beeinflusst der Reifendruck den Rollwiderstand. Am unteren Ende ist die funktionale Abhängigkeit deutlich umgekehrt: geringerer Druck → mehr Widerstand. Ob es einen Extrempunkt (dh optimalen Druck) gibt oder nicht, ist umstritten.
Beachten Sie, dass der Beitrag davon ausgeht, dass Sie sich innerhalb angemessener Grenzen bewegen. Vielleicht implizit so, aber es tut es. Die Debatte ist, ob die Einsparungen durch hohen Druck, die Sie mit idealen Instrumenten dort messen können, wo Sie Ihr Rad montieren, auf echten Straßen existieren, wenn Sie die Räder auf einem tatsächlichen Fahrrad mit einem tatsächlichen Fahrer fahren.
Außerdem geben sowohl die zitierte Antwort als auch der zitierte Blogbeitrag ausdrücklich an, dass eine Abhängigkeit zwischen den beiden Parametern besteht.
Das Zeug im Post von Jan Heine macht irgendwie Sinn, aber es gibt drei Probleme damit: Erstens verwendet er ein geheimes / undokumentiertes Testprotokoll und eine Datenanalyse, um seine Ergebnisse zu erhalten. Zweitens kommt es einfach vor, dass die exotischen Reifen, die er verkauft, die besten Ergebnisse erzielen. Drittens betreiben professionelle Rennteams erhebliche Anstrengungen, um ihre Ausrüstung zu optimieren, und sie scheinen dem nicht zuzustimmen.
Dieses Papier tandfonline.com/doi/abs/10.1080/… zeigt eine ähnliche Kurve wie die auf der so oft verlinkten bicyclerollingresistance.com . Sie verwendeten einen echten Radfahrer auf einem glatten Boden.
@ojs Mit was genau scheinen sie nicht einverstanden zu sein? Wie genau scheinen? Hier gibt es viele subtile Punkte. Aber sie verwenden jetzt breitere Reifen als früher. Ein interessanter Punkt ist, dass die Profis selbst nicht genau wissen, welchen Druck ihre Mechaniker verwenden youtube.com/watch?v=FI7cniRBsNc
@VladimirF Sie verwenden breitere Reifen als zuvor, aber weit unter dem Bereich von 30 bis 40 mm, den Heine verkauft. Es ist auch nicht so, dass dies neue Informationen für Reifenhersteller sind. Ich erinnere mich, dass Michelin-Reifen vor Jahren eine Druckempfehlungstabelle enthielten, die ähnliche Drücke wie Heines Tabelle für 25-mm-Reifen enthielt.
Ich habe keinen Zugriff auf das Papier bei tandfonline, aber ich denke, die Debatte hier dreht sich um die Auswirkungen von rauem Pflaster und wie rau echte Fahrflächen im Vergleich zu glatten Böden sind, das Rautenmuster beim Fahrradrollwiderstand oder den schlimmsten zerbröckelten Asphalt, den Sie können finden.
@ojs Genau, wie ich unter bicycles.stackexchange.com/a/71790/21133 kommentiert habe, müssen Sie dieses Papier nicht wirklich lesen, die Kurve ist abstrakt und entspricht ziemlich genau den anderen, die Sie gesehen haben.
@VladimirF Ich sehe keine Kurve am Link, also nahm ich an, dass es Teil des Papiers hinter der Paywall ist.
@ojs Wirklich, Sie müssen es nicht sehen, aber es ist die Gleichung, die in der Zusammenfassung verfügbar ist Cr = 0,1071 Pr^−0,477 . Ich bin zu Hause, aber anscheinend habe ich über Cookies oder so etwas Zugriff auf die Zeitung.
@VladimirF Nun, die interessanten Fragen sind, wie gut die Messungen zur Kurve passen und ob es Kontrollen für verschiedene Straßenoberflächen gibt
@ojs Nein, solche öffentlichen Daten sind mir nicht bekannt. Sicherlich hat die Industrie viele Daten, aber sie sind nicht öffentlich.

Antworten (1)

Diese Studie: William M. Bertucci, Simon Rogier & Raoul F. Reiser II (2013) Evaluation of aerodynamic and rolling resistances in mountain-bike field conditions, Journal of Sports Sciences, 31:14, 1606-1613, DOI: 10.1080/02640414.2013 .792945

ist bei weitem nicht umfassend, gibt aber Rollwiderstände für zwei Drücke (2 und 4 bar – 200 und 400 kPa) für breitere Reifen an. Von ihnen könnte Vittoria Radonneur als ziemlich geschickt angesehen werden. Sie berichten von etwas höherer Geschwindigkeit und etwas geringerem Rollwiderstand, aber mit einer großen Unsicherheit, mit 2 bar bei 5,9 % Straßensteigung. Die Unsicherheit ist größer als die Differenz 12,6 ± 3,4 N bei 2 bar gegenüber 13,5 ± 2,2 N bei 4 bar. Beachten Sie, dass dies die Kraft ist, nicht die Kraft, die erforderlich ist, um sie bei der gegebenen Geschwindigkeit zu überwinden! Die Studie konzentrierte sich nicht wirklich auf die Wirkung des Inflationsdrucks und kam zu dem Schluss, dass der Unterschied statistisch nicht signifikant ist. Interessanterweise die idealisierte Messung in dem Link, den ich bereits gegeben habesagen: "Wenn Sie diese Reifen verwenden, sollten Sie den Luftdruck sehr genau überwachen. Lassen Sie diesen NIEMALS unter 60 psi fallen.". (60 PSI sind 4,1 bar)

In einer anderen Studie wurde ein Laufband mit glatter Oberfläche verwendet: Yves Henchoz, Giacomo Crivelli, Fabio Borrani & Grégoire P. Millet (2010) A new method to measure Rolling Resistance in Treadmill Cycling, Journal of Sports Sciences, 28:10, 1043-1046, DOI: 10.1080 /02640414.2010.498483

Es stellte sich heraus, dass bei zwei Reifen (23 und 28 mm) der Rollwiderstand gleichmäßig mit dem Luftdruck abnahm. Beim dritten Reifen (22 mm) wurde der niedrigste Fülldruck bei 6 bar (600 kPa) erreicht und stieg dann leicht an. Ich betone noch einmal, dass dies nicht auf dem Asphalt, sondern auf einem glatten Laufband war.

Sehr umfangreiche Messungen verschiedener Reifen mit mehreren unterschiedlichen Luftdrücken werden regelmäßig von https://www.bicyclerollingresistance.com veröffentlicht . Sie testen ein einzelnes Rad in einer speziellen Maschine auf einer ziemlich idealisierten Oberfläche. Der Rollwiderstand nimmt bei diesen Bedingungen meist gleichmäßig mit dem Luftdruck ab, obwohl die Kurve bei höheren Drücken oft recht flach ist.

Beispiel WiderstandEin Beispiel für die Abhängigkeit des Rollwiderstands (als Leistungsbedarf) vom Luftdruck auf dem idealisierten Prüfstand von https://www.bicyclerollingresistance.com für vier Straßenreifen.

Eine indirekt im Kommentar von R. Chung erwähnte Studie von SILCA betrachtet jedoch reale Asphaltbetonoberflächen und stellte fest, dass die Aufhängungsverluste/Durchgangsverluste/Impedanzen bei höheren Drücken ziemlich beträchtlich sind und eine Drehung der Widerstandskurve nach oben verursachen. Es wird argumentiert, dass ein "zu harter" Reifen unter hohem Widerstand leidet, wenn er die kleinen Unebenheiten überwindet und überspringt, die die Asphaltoberfläche bilden.

Eine schematische Erklärung von SILCA, mehr in der Studie :Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ich denke, der Widerspruch zwischen Feld- und Labormessungen unterstützt die Idee, dass es erhebliche Verluste durch Vibrationen gibt, die durch Reifen übertragen und vom Fahrer absorbiert werden. Der ähnliche Rollwiderstand bei unterschiedlichen Drücken könnte erklärt werden, indem man die Verluste für Reifenhysterese bei niedrigem Druck und Vibration bei hohem Druck zuordnet, aber eine Reihe von Messungen mit einem Reifentyp reicht nicht aus, um Schlussfolgerungen zu ziehen.
Randonneur hat ein wirklich dickes und steifes Profil, sodass der Rollwiderstand sehr empfindlich auf kleine Druckänderungen reagiert, und sie sind bei jedem Druck schrecklich zu fahren. Die einzigen erlösenden Eigenschaften dieser Reifen sind, dass sie nicht so leicht durchstechen und sich sehr schnell abnutzen, sodass Sie eine Entschuldigung haben, sie wegzuwerfen.
Ich denke, selbst ein Amateur mit einem guten Powermeter könnte versuchen, ein nettes Experiment durchzuführen. Halten Sie bei Nullwind eine niedrige Geschwindigkeit und messen Sie die Leistung. Mehrmals mit unterschiedlichem Druck wiederholen. Wiederholen Sie mehrmals den gesamten Zyklus. Ohne Powermeter könnte man immer noch versuchen, wie weit man von einem Fixpunkt auf einem kleinen Hügel kommt, aber es wäre weniger zuverlässig.
@VladimirF Das Problem ist, dass aerodynamische Effekte wahrscheinlich dominieren werden, da der gesuchte Effekt so gering ist. Winzige Änderungen des Windes, der Kleidung oder der Fahrposition, selbst bei niedriger Geschwindigkeit, werden wahrnehmbar sein. Wenn Sie ein Velomobil auf einer Indoor-Strecke fahren könnten, könnten Sie vielleicht etwas messen.
Nun, jemand mit einem guten Leistungsmesser und einem guten Testprotokoll könnte sowohl den Luftwiderstand als auch den Rollwiderstand bei verschiedenen Drücken und Geschwindigkeiten messen. Das wurde getan, und so kam die "Impedanz" des Reifens ans Licht.
@R.Chung Danke für den Hinweis, ich wusste, dass ich die Studie blog.silca.cc/part-4b-rolling-resistance-and-impedance vorher gelesen hatte, aber ich konnte sie nicht finden. Es ist auch nur ein Blogpost, aber es scheint ziemlich vertrauenswürdig zu sein.
Mir gefällt, dass der Silca-Beitrag Daten von Mainstream-Reifen verwendet und deren Testbedingungen zeigt.
Beeinflusst der Reifendruck den Rollwiderstand auf der Fahrbahn?
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