Reibung an Getriebe – Nabenmotoren 1. 3. 10
Für den Betrieb von Pedelecs als normales Fahrrad ist natürlich die Frage interessant, „wie leicht läuft´s dann?“ Im Pedelec – Forum sind dazu im Laufe der Zeit eine große Zahl von Meinungen, Theorien und (Vor-) Urteilen veröffentlicht worden.
Reibung im Tongxin
Da der Motor sich relativ schwer drehen ließ, hatte ich mal versucht die Größe der Reibung abzuschätzen. Dazu habe ich einen Bindfaden um den Motor gewickelt und zunächst so lange Gewichte drangehängt, bis der Motor losmarschierte. Das war bei 618 Gramm der Fall. Nach 1800 km waren aus den 618g dann 340 g geworden
Dann kam mir aber, dass ich so die weniger interessante statische Reibung messe.
Darauf habe ich solange Gewichte dran gehängt, bis eine von mir eingeleitete Drehung nicht mehr zum Stillstand kam.
In einer längeren
„bilateralen“ Diskussion mit einem Forums – Mitglied (Synonym: labella-Baron) hat sich dann Folgendes ergeben:
1
labella-Baron hat den Tongxin umgepolt
und konnte ihn bei voller Drehzahl mit 113 g anhalten.
2
Er hat meine
Messung an seinem Motor wiederholt und
ist auf 154 g gekommen.
3
Aus dem Vergleich
unsrer Zahlen bin ich zu dem Schluß gekommen, dass
mein Tongxin möglicherweise ein Ausreißer ist. Später hat
sich dann gezeigt, dass andere durchaus vergleichbare Werte gemessen haben
(siehe unten)
4
Offenbar ist
zumindest beim Tongxin statische und dynamische Reibung praktisch
gleich.
Dies
hängt möglicherweise mit den speziellen Verhältnissen zusammen (gefettetes
Getriebe mit Rollreibung)
Ich halte das Ergebnis der „Vorwärts“-Messungen für einen recht guten Anhaltswert
über den im Betrieb ohne Motor zu überwindenden Widerstand. Mit dem Verfahren
misst man die Reibung im Freilauf und in der Nabe, nicht in Getriebe und Motor,
die stehen ja dabei still. Einen gewissen Anhalt für die Reibung in Getriebe,
Motor und Nabe gibt m. E. die Rückwärtsmessung
Um das Ganze etwas anschaulicher und
vergleichbarer zu machen, kann man die
genannten Kräfte auf den Radius eines
26“ Rads umrechnen,
Inzwischen haben auch andere
meine Fadenmessung an
ihrem Motor durch geführt
Unter „Messung“ ist jeweils
das Pseudonym im Pedelec – Forum angegeben.
Der jetzige Stand ist so
Motor |
Zugkraft Vorwärts |
Zugkraft rückwärts |
Motorradius |
Kilometerstand |
Bremskraft am 26“ Hinterrad (Radius 325 mm) |
Messung |
Tongxin 1 Tongxin 2 Tongxin 2 Tongxin 4 Tongxin 5 Tongxin 6 |
154 g 300 g 270 g 618 g 340 g 160 g 190 g |
720 g 900 g |
49,2mm |
neu neu 1800 neu neu |
23,3 g 45,4 g 40,8 93,5 g 51,4 g 24,2 28.7 |
Labella-Baron Lumilux Lumilux Werner Werner Kräuterbutter Lumilux |
ElfkW |
70g |
740 g |
52mm |
neu |
11,2 g |
Werner |
Heinzmann |
41g |
870 g |
75 mm |
800 |
9,5 g |
Werner |
Crystalyte 209 |
311 g |
|
86 |
neu? |
82,3
g |
Labella-Baron |
Mini FWF 1 Mini FWF 2 |
220 g 120 g |
|
48 |
neu 1900 |
32,5
g 17,7
g |
Christian Didi |
Ansmann vorn, |
190 g |
2040 g |
50 |
neu |
29,2g |
Werner |
Zum Vergleich:
Schub für Kurzlieger mit Untenlenkung, Alltagsausstattung und
breiten Tourenreifen
bei 20 km/h nach „Kreuzotter“ 1242
g
Hier noch ein
paar Vergleichszahlen
Panasonic 48 g
Panasonic rückwärts 1284 g
Freilaufritzel ähnlich Lohmeyer 18 Z, 18g,
umgerechnet Auf Tongxin – Durchmesser 10 g
Anmerkung: Beim Panasonic wurden nach 2000 km Laufstrecke an einem Ritzel mit 11 Zähnen, d. h. am Radius von 23 mm 123 g gemessen; bei einem Ritzel von ebenfalls 11 Zähnen am Hinterrad und umgerechnet auf den Durchmesser des Tongxin ergeben sich die angegebenen 48 g.
Zur Beachtung:
Das sind natürlich alles nur Anhaltswerte und keine wissenschaftlich abgesicherten Daten Zu der oben gemessenen Reibung kommen im Motorbetrieb noch die Übertragungsverluste im Getriebe, die man aber als Bastler kaum messen kann und die elektrischen Verluste im Motor selbst.
Ein anderer Zugang
Ich habe mir mal das Prinzip der Getriebe- Naben-Motoren zu verdeutlichen versucht. Der Freilauf sitzt sicher bei allen Motoren zwischen Getriebe und Nabe, sonst müsste man ja beim Fahren ohne Motor ständig das Getriebe mit durchdrehen.
In die Tabelle unten eingetragen sind die oben genanten Messungen.
Die dritte Zeile in der Tabelle enthält die oben unter 1 genannte Messung (Umpolen und fest halten)
Bei den Messungen werden erfasst (hier für den Tongxin)
|
A Reibung
Motor |
B Reibung
Getriebe |
C Reibung
Freilauf |
D Reibung
Nabe |
|
||
Messung Stiffel vorwärts |
|
|
+ |
+ |
340 |
||
Messung Stiffel Rückwärts |
+ |
+ |
|
+ |
900 |
||
Messung labella-Baron |
|
+ |
+ |
- |
113 |
||
Die Werte in der rechten Spalte sind die angehängten Gewichte
Das – in der 3. Zeile rührt daher, dass die Nabenreibung hilft, die Nabe festzuhalten.
Daraus erhält man 3 Gleichungen, z. B. für die erste Zeile
C + D = 340
3 Gleichungen mit 4 Unbekannten kann man nicht lösen.
Man müsste sich noch eine 4. Meßmethode ausdenken, dann ließen sich die 4 Gleichungen lösen und man hätte die einzelnen Reibungen von Motor, Getriebe, Freilauf und Nabe.
Nützlich wären dazu noch weitere Messungen, aus denen man einen Mittelwert bilden könnte.
Im praktischen Betrieb treten auf
|
A Reibung
Motor |
B Reibung
Getriebe |
C Reibung
Freilauf |
D Reibung
Nabe |
Fahren mit Motorunter-stützung |
+ |
+ |
|
+ |
Fahren ohne Motorunter-stützung |
|
|
+ |
+ |
.