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

 

 

+

+

 

.