Echter messbarer Vorteil von Keramiklagern?

Die kurze Antwort auf Ihre erste Frage lautet: "Die Stromeinsparung durch die Verwendung von Keramiklagern im Vergleich zu guten Stahllagern ist nahezu Null." Die kurze Antwort auf Ihre zweite Frage lautet: "Ja, es ist möglich, den Unterschied zu messen, aber es ist nicht einfach." Die längere Antwort und die Unterstützung für die kürzeren Antworten finden Sie unten.

Zunächst kommt es aber ein wenig darauf an, ob es sich um Radlager oder Tretlager handelt oder beides. Wenn Sie daran interessiert sind, den Unterschied zu messen, unterscheidet sich die Art und Weise, wie Sie messen, für die beiden. BB-Lagerwiderstand würde sich in Unterschieden in der Antriebsstrangeffizienz zeigen, während Nabenlager sich als Komponente des Rollwiderstands zeigen würden. Der Unterschied besteht natürlich darin, dass Antriebsstrangverluste nur beim Treten auftreten, nicht beim Ausrollen, während Rollverluste auftreten, solange Sie rollen, egal ob Sie in die Pedale treten oder nicht.

Sie können Unterschiede im Nabenlagerwiderstand ohne Last messen, indem Sie das Rad mit einer Gabel in die Luft halten und einen selbstgebauten Geschwindigkeitssensor verwenden, der mit einem Reed-Schalter ausgestattet ist, der mit einem digitalen Diktiergerät verbunden ist. Sie drehen das Rad nach oben, zeichnen dann auf und berechnen den Unterschied in den Timing-"Klicks", wenn das Rad langsamer wird. Lager tauschen, einschäumen, spülen, wiederholen.

Dies wäre jedoch in einer lastfreien Einstellung und Sie könnten denken, dass Unterschiede im Lagerwiderstand in Lasttragsituationen verstärkt werden könnten. Wenn ja, müsstest du das so testen. Sie könnten es im Labor tun, aber es ist auch möglich, es selbst im Feld mit dem von der Jury manipulierten Geschwindigkeitssensor zu tun.

Zuerst etwas Hintergrund. Die Rollkomponente des Luftwiderstands wird typischerweise durch den Rollwiderstandsbeiwert Crr gemessen (der Luftwiderstandsbeiwert ist Cd, der normalerweise mit dem vorderen Oberflächenbereich A multipliziert und durch den kombinierten Begriff CdA beschrieben wird). Crr kann eine geschwindigkeitsabhängige Komponente haben, aber bei Fahrradgeschwindigkeiten ist dies vernachlässigbar, sodass wir davon ausgehen können, dass Crr konstant ist. Wenn ja, ist die Kraft, die erforderlich ist, um ein Fahrrad und einen Fahrer bei einer bestimmten Geschwindigkeit zu bewegen, ziemlich bekannt und verstanden: Anstatt hier alles durchzugehen, zeige ich auf eine (ähm, brillante) Methode, mit der Sie CdA und schätzen können Crr, die hier zu finden ist .

Wenn Sie all dies tun, werden Sie feststellen, dass für ein typisches Fahrrad der gesamte Gesamt-Crr aus allen Quellen (Reifen, Schläuche, Nabenlager und typische „glatte“ Straßenoberfläche) etwa 0,005 beträgt. Der Crr für wirklich gute Reifen auf derselben Oberfläche könnte 0,0045 betragen; für wirklich lausige Reifen könnte der Crr 0,006 sein; und für eine wirklich raue Oberfläche kann der Crr bis zu 0,01 ansteigen. Und etwas Kontext, wenn Sie sich die oben verlinkte Leistungsgleichung ansehen, sehen Sie, dass Crr in seiner Auswirkung auf die Leistung genau wie der Gradient skaliert. Wenn also die Crr 0,01 beträgt, ist die Auswirkung auf die Leistung genau so, als ob Sie eine Steigung von 1 % erklimmen würden. Ebenso ist ein Anstieg des Crr um 0,001, entweder aufgrund eines anderen Reifens oder aufgrund mutmaßlicher Lagerunterschiede, genau so, als würde man eine um 0,1 % steilere Steigung erklimmen.

Hier ist noch eine Tatsache, die auch aus dem obigen Link ableitbar ist: Eine Faustregel besagt, dass ein Radfahrer bei 40 km/h auf einer ebenen, harten Oberfläche etwa 250 Watt benötigt (eine hervorragende Aeroposition ist mit weniger als 200 Watt erreichbar). Bei 40 km/h entspricht ein Crr-Unterschied von etwa 0,0005 ungefähr einem Leistungsunterschied von 5 Watt. Das heißt, ein Unterschied zwischen einem guten Reifen und einem sehr guten Reifen ist etwa 5 Watt bei 40 km/h wert.

Wenn Sie Fahrradschleppen im Feld getestet haben, werden Sie feststellen, dass ein Unterschied von 5 Watt im Rollwiderstand ziemlich auffällig ist. Fahrer berichten, dass der Unterschied zwischen der Verwendung von Keramik- und Stahlnabenlagern nicht spürbar ist.

Ich habe die Quelle nicht zur Hand, aber nach dem, was ich gelesen habe, bringt Ihnen die Umstellung Ihrer Radlager auf Keramik dank geringerer mechanischer Verluste eine Einsparung von etwa 1 W bei Renngeschwindigkeiten. Ein Keramik-Tretlager würde zu einer geringeren Verbesserung führen.

Wenn man bedenkt, dass der Fahrer bei Renngeschwindigkeit mehr als 200 W abgibt, sind die Einsparungen eindeutig gering. Zusätzliche Einsparungen können sich aus der viel leichteren Brieftasche ergeben, die der Fahrer mit sich führt.

Ich bin Keramik-BB-Lager gefahren. Das ist meine einzige Erfahrung. Sie schienen ein paar Fahrten zu machen, um einzubrechen, was definitiv seltsam schien. Einer meiner Trainingspartner bemerkte dasselbe, aber bei ihm schienen die Lager nach 90 Minuten frei zu drehen.

Ich bin knapp ein Jahr mit ihnen gefahren, was ungefähr der gleichen Nutzung entspricht, die ich mit Standardlagern bekomme. Aufgrund des wahnsinnigen Preises und des unbedeutenden Unterschieds entschied ich mich für Edelstahl.

Der Reitpartner, den ich bereits erwähnt habe, befindet sich in seinem zweiten Satz, nachdem er wieder zu Rostfrei zurückgekehrt ist. Wenn es die Mittel zulassen, bin ich bereit, es erneut zu versuchen. Es war jedenfalls keine schlechte Erfahrung. Ein anderer Kumpel hat alle Lager inklusive Schaltrollenlager getauscht und schwört darauf!!

Das ist alles was ich habe!

Da die aktuellen Antworten sehr straßenspezifisch sind, werde ich meine Meinung zu den Disziplinen geben, die ich kenne.

Downhills können davon profitieren, weil sie sich unter Belastung weniger verformen und theoretisch länger halten. Aber in der Praxis neigen Tretlager und Nabenlager in dieser Disziplin dazu, durch Korrosion durch defekte Dichtungen zu versagen, und obwohl Keramiklager nicht rosten – das Rennen schon. Die geringere Stoßbelastung ist durch den langen Federweg kein Thema.

Bei Trials hängt es wirklich davon ab, wie viel Gewicht du hast. Keramiklager wiegen weit weniger als Stahllager, daher gibt es hier einen sofortigen Vorteil. Keramiklager sind jedoch viel weniger widerstandsfähig gegen Stoßbelastung, sodass sie zerbrechen, und da Trial-Bikes starr sind, wird dies schnell passieren.

Das Material, aus dem die Lager bestehen, ist nur ein Teil des gesamten mechanischen Pakets. Ich habe in der Werkstatt an Fahrrädern gearbeitet, die Keramik-BBs und alle Arten von Stahl hatten. Aus materieller Sicht kann Keramik besser sein, aber wie andere angemerkt haben, zahlen Sie einen großen Aufpreis ... und oft sind sie sowieso nicht die besten.

Stellen Sie sich das so vor, Eiche ist ein besserer Tisch als Kiefer. Aber Kiefer ist einfacher zu verarbeiten und der resultierende Tisch könnte glatter und besser zusammengesetzt sein als der Eichentisch ... und billiger noch dazu. Ebenso gibt es Stahl-BBs, Naben usw., die besser sind als einige der Gegenstücke mit Keramiklagern. Ich habe meinen Favoriten und es ist ein preisgünstiger Stahl (Hawk Racing). Ich habe noch nichts Besseres auf einem Fahrrad gesehen, an dem ich gearbeitet habe.

Nebenbemerkung: Videos wie das gezeigte sollten mit Vorsicht betrachtet werden ... es ist Marketing und die Demo wurde für einen bestimmten Zweck eingerichtet. Sprechen Sie mit den Jungs von LBS und holen Sie Meinungen von beiden Seiten der Theke ein (die Mechaniker und die Kunden).

Ich habe gerade Ihren Artikel über Keramiklager gelesen und bin gezwungen, Ihnen einen unprofessionellen Standpunkt zu geben. Erstens bin ich ein 80-jähriger Motorradfahrer, der am Wochenende mit einer jüngeren Gruppe von 60-jährigen Fahrern fährt. Wenn Sie immer noch bei mir sind, besteht mein Reiten zwischen 30 und 40 Kilometern pro Fahrt mit einer Geschwindigkeit zwischen 25 km und 35 km. Ich finde, dass es bei Vorträgen über Keramik fast immer um die Kosten und keinen Vorteil geht. Die Realität ist, dass eine Person in meinem Alter mit einer Gruppe von Monteuren mithält[. Es mag zwar einen kleinen Geschwindigkeitsvorteil geben, aber es zählt, dass ich am Ende der Fahrt fitter bin als mit Stahllagern. Die Leute verurteilen, dass Keramik von jungen fitten Radfahrern verwendet wird, die im gleichen Atemzug argumentieren würden, dass ein paar eingesparte Gramm … einen großen Unterschied machen könnten. Ich habe zwei TREK-Rennräder mit Keramik und ein CANNONDALE-Rennrad mit Stahllagern und das Wechseln der Rennräder an Fahrtagen zeigt einen deutlichen Unterschied. Ihre Kommentare deuten fast darauf hin, dass es schön wäre, wenn wir alle einen Mercedes fahren könnten, wenn sie nicht so teuer wären, also reicht ein Ford. *

Neben der vermeintlichen Verringerung des Reibungswiderstandes sind mir noch einige andere Punkte in den Sinn gekommen.

Lassen Sie mich zwei Analogien anführen - Hüftgelenkprothesen und Kombinationen aus Bremsbelägen und -scheiben im Auto.

Für den ersten wird ein Metallbecher mit Keramikkopf verwendet. Da Keramik viel härter ist als Metall, nutzt sich der Metallbecher ab (der Körper kann die Metallionen verarbeiten und ausscheiden). Vor einiger Zeit kam jemand (Quelle benötigt) auf die Idee, die Tasse auch aus Keramik zu machen, um die Abnutzung zu verhindern. Ursache war, dass durch das Reiben von Keramik auf Keramik (es gibt doch gar keine Möglichkeit, das Hüftgelenk einzufetten, oder?) die Keramikpartikel an den Körper abgegeben wurden. Diese wurden nicht ausgeschieden und verursachten ernsthafte gesundheitliche Probleme. Worauf ich hinaus will, erkläre ich gleich.

Nun zu den Bremsbelägen/Scheiben. Für die Beläge gibt es unterschiedliche Härten der Beläge, und oft gilt: Je weicher, desto teurer. Warum sollten Sie mehr für weichere Pads ausgeben, wenn sie sich früher abnutzen, fragen Sie sich vielleicht? Die Antwort ist einfach – es sind nicht die Beläge, die sich abnutzen, es sind sowohl die Beläge als auch die Scheiben. Je weniger also die Beläge verschleißen, desto mehr werden die Scheiben abgeschliffen. Je härter die Beläge sind, desto eher müssen die Scheiben ausgetauscht werden (zusätzliche Kosten und Arbeit).

TL;DR; Teil beginnt hier:

Bei der Verwendung von Bechern aus gehärtetem Stahl mit Kugeln aus rostfreiem Stahl sind es die Kugeln, die sich abnutzen und die Becher größtenteils intakt lassen. Wenn das Anziehen nicht mehr funktioniert, würde man einfach (ziemlich erschwingliche) Kugeln ersetzen.

Bei der Verwendung von Keramikkugellagern in gehärteten Stahlschalen sind es die Schalen, die mehr Verschleiß erfahren, da Keramik härter ist. Dann muss man nach einer Weile nicht nur alte Keramikkugeln ersetzen, sondern auch verschlissene Tassen. Dies gilt natürlich nicht, wenn ein komplettes Keramik-Patronenlager ausgetauscht wird.