Welche Fahrradkonstruktionsfaktoren beeinflussen die Bremsleistung?

Ich hatte den Eindruck, dass Fahrräder und Motorräder nicht so schnell anhalten können wie Autos. Ich bin gespannt, welche Faktoren den größten Einfluss auf den Bremsweg des Fahrrads haben.

Was mir in den Sinn kommt sind:

  • Reifengröße (mehr Gummi auf der Straße bedeutet mehr Bremskraft), ein Reifen mit größerem Durchmesser/niedrigerem Druck sollte in der Lage sein, mehr Reibung zum Anhalten aufzubringen
  • Fahrradgewicht (weniger Gewicht ist weniger Trägheit)
  • Bremstypen (?) Machen Felge und Scheibe einen Unterschied (es scheint, dass sie vernachlässigbar sind, da beide das Rad blockieren, wenn zu viel Druck ausgeübt wird)

Welchen Einfluss haben diese Faktoren? Welche anderen Faktoren beeinflussen das Bremsen? Welche Faktoren können für eine größere Bremskraft optimiert werden – und mit welchem ​​Kompromiss?

Hinweis: Meine Behauptung, dass Autos schneller anhalten können als Fahrräder, stammt aus der Ausbildung meines Motorradfahrers, als ich meine Motorradzulassung erhielt. Es wurde festgestellt, dass Autos im Allgemeinen schneller anhalten können und Sie daher lernen müssen, weiter hinten zu folgen, als wenn Sie fahren, und auch lernen, angehaltenen Fahrzeugen (in Notfällen) auszuweichen, anstatt zu versuchen, auf einer Geraden zu bremsen Linie - da Sie höchstwahrscheinlich auf der Stoßstange landen werden, wenn Sie ohne zusätzliches Rangieren nur bremsen.

Haben Sie Zitate/Studien, die dies belegen? Mich würde interessieren, wie der typische Bremsweg zwischen Autos, Motorrädern und Fahrrädern aussieht.
+1 @Mac Motorräder haben eine enorme Bremskraft, kombiniert mit einem sehr geringen Gewicht (daher weniger Energie beim Bremsen). Ich würde wirklich gerne einige Belegzahlen für diese Behauptung sehen.
Die Straßenverkehrsordnung besagt, dass "große Fahrzeuge und Motorräder einen größeren Abstand zum Anhalten benötigen" [als Autos]. Es scheint nichts über Fahrräder zu sagen. direct.gov.uk/en/TravelAndTransport/Highwaycode/DG_070304
Vielen Dank für die Eingabe. Ich habe die Frage aktualisiert, um meine falschen Annahmen zu beseitigen
@Mac Ich erwähne es in meiner Antwort. Wenn wir 0,6 g für Fahrräder und 0,8 g für Autos verwenden, hält ein Fahrrad bei 30 km/h in 13,9 Sekunden an, während ein Auto in nur 10,4 Sekunden anhält. Motorräder haben viele der gleichen dynamischen Faktoren wie Fahrräder, da sie eine Pitchover-/"Stoppie"-Grenze erreichen können, während Autos nur die Vorderräder durchdrehen. Bei den einfachen Modellen, die wir hier beschreiben, spielt die Masse, die über den gebremsten Rädern liegt, mehr oder weniger eine Rolle, da sie sowohl den KE als auch die Reibungskraft erhöht - zumindest bis zu dem Punkt, an dem Sie die Bremsen nicht mehr blockieren können .
@lantius - 13,9 Sekunden klingen zu lang, um aus 30 km/h zu bremsen. Ich habe gerade gerechnet und bin auf 15 Meter auf 1,39 Sekunden gekommen. Klingt das besser?
@Mac, ja, das bekomme ich. Selbst wenn Sie es sich nur vorstellen, ist klar, dass jeder ein Fahrrad stoppen kann, das mit 30 km / h viel schneller als ~ 10 Sekunden fährt!
Peinlich! Ich habe dort eine Dezimalstelle verschoben und vergessen, mich selbst zu überprüfen.

Antworten (3)

Der größte Faktor für den Bremsweg des Fahrrads ist die Massenübertragung zur Fahrzeugfront beim Bremsen. Bei einem aufrechten Fahrrad ist der begrenzende Faktor, wie stark Sie bremsen können, der Punkt, an dem das Vorderrad Sie nicht mehr bremst, sondern Sie einfach über den Lenker wirft. Beim Bremsen verlagert sich der Schwerpunkt nach vorne und hebt das Hinterrad an. Wenn Sie Ihr Gewicht beim Bremsen nach hinten und unten verlagern, erhöht sich Ihre Bremsleistung erheblich. Ein muskelkraftbetriebenes Fahrzeug mit einem niedrigeren Schwerpunkt, wie beispielsweise ein Liegedreirad oder ein Liege-Low-Racer, kann typischerweise auch schneller anhalten.

Die Bremsgrenze eines Fahrrads liegt bei ungefähr 0,67 g , während die Grenze für einen typischen Personenkraftwagen irgendwo zwischen 0,8 g und 1,0 g liegt. Die gesetzlichen Anforderungen in den USA sind noch weniger streng als diese Grenzwerte – typischerweise muss ein Personenkraftwagen in der Lage sein, mit 0,53 g zu bremsen, während ein Fahrrad nur die Fähigkeit zum Schleudern des Hinterrads nachweisen muss, was eine Bremsfähigkeit von höchstens 0,2 g bietet ! Sicherlich fahren Autos herum, die weniger bremsfähig sind als viele Fahrräder.

Die von Ihnen erwähnten Faktoren sind im Grenzfall nicht wirklich signifikant - Reibung hängt mit der Normalkraft über die Größe der Aufstandsfläche zusammen, sodass eine größere Oberfläche nicht wirklich hilft, und selbst wenn Sie die Reibung erhöht haben (klebrige Reifen) Sie würden immer noch Pitchover treffen, bevor das Vorderrad rutschte. Das Gewicht des Fahrrads macht normalerweise einen winzigen Bruchteil des Gesamtgewichts des Systems aus. Scheibenbremsen helfen im durchschnittlichen Fall, da die Scheiben normalerweise eine bessere Schnittstelle zwischen Rotor und Bremse haben, aber das Festklemmen einer trockenen und sauberen Felgenbremse kann einen Fahrer leicht über das Vorderrad werfen.

Recht. Wenn Sie mit dem Hinterrad "panisch" bremsen, hebt das Gewicht davon ab und Sie rutschen ziemlich leicht. Wenn Sie "Panik" voll mit dem Vorderrad bremsen, gehen Sie kopfüber. Es ist reine Physik und wird hauptsächlich durch die Geometrie/Gewichtsverteilung des Fahrrads bestimmt.
Wow, ich bin immer davon ausgegangen, dass ein Fahrrad schneller anhalten kann als ein Auto, also habe ich mir nie Gedanken darüber gemacht, wie viel Platz ich vor mir lasse. Danke für den verlinkten Artikel. Ich werde von nun an mehr Platz vor mir lassen müssen. Prost!
Scheibenbremsen sind auch leichter zu modulieren (dh wenden unterschiedliche Kraftniveaus und damit Bremskraft an, um näher an die maximale Bremskraft heranzukommen), und ihr Bremsen verschlechtert sich nicht so leicht mit Wasser. Unter perfekten Bedingungen sind sie zwar nicht besser als eine Felgenbremse, verbessern aber den Durchschnittsfall (wie Sie sagen).
  • Reifengröße: nicht signifikant, da jeder Reifen auf asphaltierter Straße genügend Reibung (Bremskraft) bieten sollte, um Sie an den kritischen / kippenden Punkt zu bringen.
  • Fahrradgewicht: nicht signifikant im Vergleich zu Ihrem Gewicht (die Schwierigkeit besteht darin, den Fahrer anzuhalten)
  • Bremstypen: Ich habe festgestellt, dass Scheibenbremsen bei Nässe und Schnee auf Hügeln und im Verkehr zuverlässig sind.

Entscheidend ist der Winkel zwischen Ihrem Schwerpunkt und dem Punkt, an dem Ihr Vorderreifen auf die Straße trifft. Wenn Sie tiefer und weiter hinten sitzen, wird dieser Winkel verringert, also schieben Sie Ihren Hintern hinter die Rückenlehne des Sitzes.

Sie brauchen auch genügend Armkraft oder Ausrichtung, um Sie zu stoppen: Achten Sie darauf, mit Ihren Armen nach unten zu sein, wenn Sie auf die Bremse treten. Wenn Sie sich so weit hinten und so tief wie möglich positionieren, gelangen Sie hinter (nicht über) den Lenker, gegen den Sie sich drücken, um sich abzustützen, wenn Sie anhalten.

Das Hinterrad rutscht vor dem Vorderrad (wenn Sie durch die Verzögerung nach vorne geneigt werden, geht das Gewicht auf das Vorderrad und vom Hinterrad weg, und die Reibung ist proportional zum Gewicht). Andererseits würde das Durchrutschen des Vorderrads zu einem Kontrollverlust führen. Eine Möglichkeit besteht dann darin, mit beiden Rädern gleichzeitig zu bremsen und beide Bremsen zu lockern, wenn das Hinterrad beginnt zu rutschen (wie ein ABS-System behandeln).

Das Vorderrad rutscht nicht, außer auf sehr glatten Oberflächen. Der übliche Rat ist jedoch, das zu tun, was Sie vorschlagen, und mit beiden Rädern zu bremsen (etwa doppelt so viel Kraft vorne wie hinten) und nachzulassen, wenn das Hinterrad zu rutschen beginnt. (Ich habe bereits vorgeschlagen, dass ein Scheibenbremssystem als echtes ABS-System eingerichtet werden könnte, wobei die Hinterradbremse verwendet wird, um die Vorderradbremse zu aktivieren.)

Yep ... was die anderen gesagt haben. Ihre Verzögerung erreicht ihre maximale Grenze, wenn das Hinterrad vollständig entlastet wird und das Fahrrad durch Schwenken an der Vorderachse umzukippen droht.

Ja, Sie können die Situation erheblich mildern, indem Sie Ihren Hintern vom Sitz heben und Ihr Gewicht beim Bremsen nach hinten drücken. Wenn Sie mehr Gewicht weiter hinter dem Drehpunkt (der Vorderachse) haben, erhalten Sie noch mehr Verzögerung, bevor Sie überschlagen.

Diese Überlegungen, so interessant sie auch sein mögen, sind ziemlich rein akademisch.

Die WAHREN Determinanten für die Vermeidung einer Kollision sind NICHT die theoretische Grenze der Verzögerung, sondern ob der Fahrer genug Aufmerksamkeit schenkt, um überhaupt nicht in eine Panikbremssituation zu geraten, die Reaktionszeit und das Urteilsvermögen des Fahrers körperliche Fähigkeit des Fahrers, "Körperenglisch" und Fahrradhandhabung richtig einzusetzen, um das Fahrrad entweder rechtzeitig anzuhalten, um das Hindernis zu manövrieren oder einfach so zu stürzen, dass die gefürchtete "Gesichtspflanze" vermieden wird.

Im Ernst, jedes Fahrrad mit halbwegs anständigen Bremsen wird verdammt schnell anhalten. Was ich versuche zu sagen, dass die besten Bremsen und Reifen der Welt Ihnen nicht mehr helfen werden, als nur darauf zu achten, was vor Ihnen liegt, und einige Fahrkünste zu üben.
Ich würde vermuten, dass Sie nicht für den praktischen Rat abgelehnt wurden, sondern weil Ihr Rat nicht viel zur Beantwortung der Frage beiträgt.
Ich verstehe, das ist cool, aber es gibt einfach nicht viel, was designtechnisch optimiert werden kann, um die Bremskraft zu optimieren. Solange Ihre Bremsen das Hinterrad rutschen lassen, haben Sie den größten Teil des Weges geschafft. Darüber hinaus dreht sich alles um den Fahrer.
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