Das Ende des Schlepper-Märchens!

[labella-baron]

Nachden es so einfach ist das Schleppmoment eines Nabenmotors zu messen: https://www.pedelecforum.de/forum/showthread.php?t=4176 und ich bei meinem Direkttriebler Crystalyte 209 außerhalb der Speichen am Nabenkörper problemlos einen Zwirnfaden aufwickeln konnte, habe ich jetzt mal diese Messung durchgeführt. Temperatur 12 Grad Celsius.

Ich habe also solange das anhängende Gewicht erhöht, bis nach anschubsen des Laufrades der Abwickelvorgang durchlief.

Dies war bei 311g der Fall. Der Nabendurchmesser hat dort 172mm.
Also haben wir bei einer Kraft von 0,311*9,81 = 3,05 Newton und 0,086m Radius ein Schleppmoment von 0,262 Nm.
Mit meinem Radumfang von 1,275m sind das bei der Pedelec-Normgeschwindigkeit von 25km/h 25000/60/1,275 = 327U/min = 5,45 U/sec.
Die hierzu benötigte Leistung ist also 0,262*5,45*2*3,14 = 8,97W

Es werden also ca. 9 Watt bei 25km/h benötigt !

Und bei 50 wären es halt 18Watt; aber bei 50 bringen kürzere Schuhbändel auch schon 18 Watt

Zur Nachahmung bei den anderen Crystalyte- und NineContinent-Motoren empfohlen.

 

[Christian]

AW: Das Ende des Schlepper-Märchens !

Obwohl ich auch dazu neige, das Schleppmoment eines guten freilauflosen Motors als eher gering einzustufen, sollte nicht unerwähnt bleiben, dass sich der elektrische bzw. magnetische Anteil an den Schleppverlusten nicht zwangsläufig linear über der Drehzahl/Frequenz verhält. Die Wahrheit wird also irgendwo zwischen der EPACSim-Leerlaufkurve (die zusätzlich noch die aerodynamischen Verluste des Laufrades enthält sowie die - sehr geringen - elektrischen Verluste) und Deiner Messung liegen.

Gruß,

Christian

 

[amp-berlin61]

AW: Das Ende des Schlepper-Märchens !

ich fahre ohne schnürsenkel

 

[labella-baron]

AW: Das Ende des Schlepper-Märchens !

Obwohl ich auch dazu neige, das Schleppmoment eines guten freilauflosen Motors als eher gering einzustufen, sollte nicht unerwähnt bleiben, dass sich der elektrische bzw. magnetische Anteil an den Schleppverlusten nicht zwangsläufig linear über der Drehzahl/Frequenz verhält. Die Wahrheit wird also irgendwo zwischen der EPACSim-Leerlaufkurve (die zusätzlich noch die aerodynamischen Verluste des Laufrades enthält sowie die - sehr geringen - elektrischen Verluste) und Deiner Messung liegen.

Durchaus.
Es ist aber interessant die Verluste z.B. bei 25km/h zu betrachten. Die linearen wären bei 9W. Die Leerlaufleistungsaufnahme beträgt nach EPACSIM-Kurve bei 327U/min ca. 20W. Die ohmschen Verluste sind bei diesen geringen Strömen vernachlässigbar. Die Verluste durch Wirbelströme kann ich mir bei der Geschwindigkeit auch noch nicht so hoch vorstellen. Bleiben noch die Luftverwirbelungsverluste.
Diese hat hier http://www.velomobilforum.de/forum/showpost.php?p=196855&postcount=37 mal jemand versucht bei 40km/h zu bestimmen.
Den 20W elektrisch entspricht dort am ehesten die erste Wertezeile (11W+2,8W). Wenn ich diese 14W auf 25km/h herunterrechne kommen 12W heraus.

Also behaupte ich, dass die restlichen 11W auf die 20W fast komplett aufs Konto Luftverwirbelung gehen und bei einem normalen Laufrad ebenso da sind !

 

[labella-baron]

AW: Das Ende des Schlepper-Märchens !

ich fahre ohne schnürsenkel

Und immer gut rasiert ?!

 

[amp-berlin61]

AW: Das Ende des Schlepper-Märchens !

nö, meistens aber wenns damenbesuch gibt, aber dann auch nich immer, und im sommer die beene, immer
(sorry für ot)

 

[jimmy]

AW: Das Ende des Schlepper-Märchens !

Zur Nachahmung bei den anderen Crystalyte- und NineContinent-Motoren empfohlen.

Diese Messung habe ich bereits vor einiger Zeit durchgeführt:
Bindfaden und Gefäss aussen an waagerechter stehender Speiche am freidrehenden Vorderrad befestigt und solange mit Wasser gefüllt, bis das Rad sich anfängt zu drehen.

Bei meinem NC 154 (ca. 2500 km gelaufen) waren es 193g bei 0,18 m Hebelarm.

-> Moment von 0,34 Nm -> Auf 25 km/h sind das 7,4 W Verluste durch Reibung (bei 26'').

Diese (geringe) Verlustleistung berücksichtigt keine nichtlinearen Effekte bei höheren Geschwindigkeiten (z.B. Magnetisierungsverluste).


Grüsse, jimmy

 

[Christian]

AW: Das Ende des Schlepper-Märchens !

Also behaupte ich, dass die restlichen 11W auf die 20W fast komplett aufs Konto Luftverwirbelung gehen und bei einem normalen Laufrad ebenso da sind !

Gut möglich. Ich denke auch, dass in jedem Fall wenigstens der überwiegende Teil der Differenz den aerodynamischen Verlusten zuzuschlagen ist (zumindest bei den bisher diskutierten Motoren).

Gruß,

Christian

 

[dann]

AW: Das Ende des Schlepper-Märchens !

Es werden also ca. 9 Watt bei 25km/h benötigt !

Das entspricht knapp einem Seitenläuferdynamo, richtig?

Naja weniger als ich dachte..aber wohl dennoch genug für manche um es nicht akzeptierbar zu empfinden.

 

[didi28]

AW: Das Ende des Schlepper-Märchens !

Ja, der "Freilauf"-Widerstand der Direktantriebsmotoren ist nicht das eigentliche Problem, das spielt sich diesbezüglich mehr in den Köpfen der Pedaleure ab.

Das Mehrgewicht des Motors ist viel mehr objektiv ausschlaggebend, wenn man öfter auch mal ohne Motorunterstützung bergauf fahren will oder viel wert auf Dynamik und Optik legt.

 

[labella-baron]

AW: Das Ende des Schlepper-Märchens !

Das entspricht knapp einem Seitenläuferdynamo, richtig?
..aber wohl dennoch genug für manche um es nicht akzeptierbar zu empfinden.

Ja. Und einen Super-Dynamo bekommt man obendrein noch geschenkt.
Schätze mal, dass man zusätzliche 3 Watt fürs Licht mit zusätzlichen 4 Watt Tretaufwand bekommt.

 

[labella-baron]

AW: Das Ende des Schlepper-Märchens !

Diese Messung habe ich bereits vor einiger Zeit durchgeführt:
Bindfaden und Gefäss aussen an waagerechter stehender Speiche am freidrehenden Vorderrad befestigt und solange mit Wasser gefüllt, bis das Rad sich anfängt zu drehen.

Eine ähnliche Diskussion hatte ich mit crumly vor Kurzem auch: Auf diese Weise mißt du in erster Linie das Haltemoment der Magnete.

-> Moment von 0,34 Nm -> Auf 25 km/h sind das 7,4 W Verluste durch Reibung (bei 26'').

Wenn es dir möglich ist, dann mache bei Gelegenheit den Zwirnfaden-Abspulversuch.
Möglicherweise sind die größeren Direktläufer also noch besser als mein "halbierter" Crystalyte 209.
Zu dumm, jetzt habe ich meinen Versuchsaufbau schon wieder abgebaut. Das Haltemoment hätte ich natürlich auch gleich messen sollen.

 

[Joerg046]

AW: Das Ende des Schlepper-Märchens !

Das entspricht knapp einem Seitenläuferdynamo, richtig?

Naja weniger als ich dachte..aber wohl dennoch genug für manche um es nicht akzeptierbar zu empfinden.

Ja, z.b. bei einem Liegerad oder Velomobil, wo man ständig ohne Motorunterstützung über 30 ( oft über 40 ) fährt und den Motor nur für Bergauf und zum Rekuperieren bergab einsetzen möchte.

Ob die Dioden / Schaltermethode aus diesem Beitrag
https://www.pedelecforum.de/forum/showthread.php?t=521&referrerid=190
da was bringt ?

 

[labella-baron]

AW: Das Ende des Schlepper-Märchens !

Ja, z.b. bei einem Liegerad oder Velomobil, wo man ständig ohne Motorunterstützung über 30 ( oft über 40 ) fährt und den Motor nur für Bergauf und zum Rekuperieren bergab einsetzen möchte.
Ob die Dioden / Schaltermethode aus diesem Beitrag
https://www.pedelecforum.de/forum/showthread.php?t=521&referrerid=190
da was bringt ?

M.E. in dem Fall wo kein "natürlicher Reku-Strom" fließem kann nicht, das heißt, wenn Drehzahl / Spannungskonstante des Motors kleiner als die Akku-Spannung ist.

Da aber der Geschwindigkeitsbereich beim Velomobil sehr groß ist und die Akkuspannung z.B. oft 36V hat, tritt der natürliche Reku-Fall ein und die genannte Schaltung mit Diode ist sinnvoll.

Es könnte aber sein, dass ein Controller, welcher richtiges Reku-Bremsen kann, die natürliche Reku ohnehin verhindert, dann braucht es diese Schaltung nicht. Aber das weiß ich nicht so genau und dazu sollten sich Berufenere äußern.

 

[Broadcasttechniker]

AW: Das Ende des Schlepper-Märchens !

Bei einem permanent erregten Motor und Feldeffekt-Transistoren in der Endstufe ist die Roll-Reku nicht zu vermeiden.
Die Zwangsbrems-Geschwindigkeit lässt sich aber hochschieben, wenn man einen schnell gewickelten Motor nimmt.
Mit einem hochsstromtauglichen und überspannungsfesten Regler muss man übrigens keine Abstriche beim Anfahrmoment machen.
Auch auf die Dauerleistung des Motors hat diese Dimensionierung keinen Einfluss.
Man muss aber die Höchstgeschwindigkeit per Hard- oder Software limitieren, da diese prinzipbedingt ansteigt.
Und die Übervolter können sich das Booster-Pack sparen.

 

[HeinzH.]

AW: Das Ende des Schlepper-Märchens !

Das entspricht knapp einem Seitenläuferdynamo, richtig?

Naja weniger als ich dachte..aber wohl dennoch genug für manche um es nicht akzeptierbar zu empfinden.

Moin!
So ist es, ich bin froh, daß diese unsäglichen Lichtstromerzeugernur noch an Billigfahrrädern üblich sind. Im Grunde genommen ist der Laufwiderstand von Seitenläufern für die allermeisten Fahrradfahrer nicht mehr akzeptierbar.
Ich kann das begründen:
Fahrradfahrer, deren Fahrräder noch mit einem Seitenläuferdynamo ausgestattet sind, neigen dazu, selbst im Dunklen den Dynamo nicht anzulegen. Warum wohl? Weil der übliche* Seitenläuferdynamo das Fortkommen merklich bremst.
Fahrradfahrer, deren Fahrräder mit einem Nabendynamo ausgestattet sind, fahren selbst tagsüber mit ekingeschalteter Beleuchtung. Weil kaum jemand den zusätzlichen Widerstand spürt.
Für jemanden, der mit seinem Dirketantrieb sowieso fast immer mit weniger oder mehr e-Unterstützung fährt, ist dies sicher Pillepalle. Für andere, die oft rein mit Muskelkraft fahren möchten, ist dieser dem Seitenläuferdynamo vergleichbare zusätzlicher Fahrwiderstand auf die Dauer unerträglich.
Bei Probefahrten mit BionX Pedelecs empfand ich das Pedalieren als irgendwie zäh. Gereizt hatte mich eigentlich die elektrische Bremse beim BionX.
Letztlich Hauptausschlaggebend zugunsten der Wahl eines Getriebemotors war für mich allerdings das vergleichsweise hohe Gewicht des BionX
Bis später,
heinzH.Antriebssystems...


*Edelfabrikate wie den Dynosys einmal außen vor....

 

[labella-baron]

AW: Das Ende des Schlepper-Märchens !

Für andere, die oft rein mit Muskelkraft fahren möchten, ist dieser dem Seitenläuferdynamo vergleichbare zusätzlicher Fahrwiderstand auf die Dauer unerträglich.

Leute, die 7W bei 25km/h bewirken bei 100 Kilo das Gleiche, wie der Erhöhung des Rollwiderstandsbeiwerts um 0,001 !
Macht ihr euch bei euren Reifen auch so viele Gedanken? Oder fahrt ihr "unplattbar"

 

[Phoo9]

AW: Das Ende des Schlepper-Märchens !

Hallo,

direktantrieb heisst doch er dreht immer - da starrverbunden - mit dem laufrad bzw dessen achse?
wie kanns da zweifel an daraus resultierenden momenten geben?
um so mehr masse der motor hat um so groesser werden diese bei drehzahlaenderungen - welche leistung bei konstanter drehzahl noetig ist, ist die eine sache - entscheidend sind doch drehzahl aenderungen was vor allem die bremse permanent zu spueren bekommt. sollte der akku mal leer sein, tritt der fall ein dass der fahrer die energie um die masse des motors in rotation zu versetzen mitaufbringen muss und dann wird er sich einen freilauf wuenschen. die momente vom direktantrieb bekommt also die bremse permanent und der fahrer beu leerem akku zu spueren.
weiterhin gibt bei nabenmotoren deviationsmomente die bei aenderungen in der achsorientierung auftreten - das wirkt sich besonders bei vr.nabenmotoren aus da diese momente bei lenkbewegungen in versch. richtungen auch unterschiedlich wirken und somit die symmetrie der lenkung beeinflussen.
am deutlichsten ist aber der fall, wo der fahrer bei leerem akku permanent den motor in rotation halten oder gar bringen muss

 

[Broadcasttechniker]

AW: Das Ende des Schlepper-Märchens !

Sprichst du aus Erfahrung?
Ich habe zwei Direktantrieb-Pedelecs, eines Mit NC-154 Motor und einen Flyer F6 Deluxe.
Das Mehrgewicht ist ganz ordentlich und stört mich wenn ich mit den Fahrrädern Treppen laufen muss, sonst nicht.
Das Gyromoment stört auch nicht, beim N-154 im Vorderrad allerdings das Flattern beim freihändig Fahren.

Wenn ich Touren mit meinem Sohn fahre geschieht das ohne E-Antrieb.
Das Schleppmoment macht gar nichts, wegen meiner Masse rolle ich auf meinem Bike (übrigens beide mit Marthon-Plus) immer noch besser als mein Sohn auf seinem motorlosen Fahrrad.

 

[labella-baron]

AW: Das Ende des Schlepper-Märchens !

Klingt alles sehr logisch - ist es aber nicht!

direktantrieb heisst doch er dreht immer - da starrverbunden - mit dem laufrad bzw dessen achse?
wie kanns da zweifel an daraus resultierenden momenten geben?

Die Nabe eines herkömmlichen Laufrades dreht immer - da starr verbunden - Zweifel ?

um so mehr masse der motor hat um so groesser werden diese bei drehzahlaenderungen

Du kannst sicher ausrechnen wieviel mehr Energie für ein Beschleunigen auf 25km/h im Vergleich zu einer Getriebenabe notwendig ist. Eine Energie welche im übrigen nur verloren geht, wenn man gleich wieder abbremsen muss.

- welche leistung bei konstanter drehzahl noetig ist, ist die eine sache - entscheidend sind doch drehzahl aenderungen was vor allem die bremse permanent zu spueren bekommt. sollte der akku mal leer sein, tritt der fall ein dass der fahrer die energie um die masse des motors in rotation zu versetzen mitaufbringen muss und dann wird er sich einen freilauf wuenschen.

Gut, wenn du damit bei einem Radwettbewerb einen Ausreißversuch kontern willst könntest du Recht haben - bitte darum die Rotationsenergie auch wenigstens abzuschätzen.

die momente vom direktantrieb bekommt also die bremse permanent und der fahrer beu leerem akku zu spueren.

Ich behaupte im "Doppelblindversuch" könntest du keinen Unterschied bemerken.

weiterhin gibt bei nabenmotoren deviationsmomente die bei aenderungen in der achsorientierung auftreten - das wirkt sich besonders bei vr.nabenmotoren aus da diese momente bei lenkbewegungen in versch. richtungen auch unterschiedlich wirken und somit die symmetrie der lenkung beeinflussen.

Spielt auch keine Rolle, da dies nur auf den ersten 100 Metern überhaupt zu bemerken ist.

am deutlichsten ist aber der fall, wo der fahrer bei leerem akku permanent den motor in rotation halten oder gar bringen muss

Ja, schon recht - wieviel Energie benötigt man denn zum "In-Rotation-Halten" ?

Das alles mit Komma und Großschreibung, damit es für andere leichter lesbar ist