Velomobil mit Zahnriemen-Reku

[labella-baron]

Noch was vergessen:

Der Nettoverbrauch beträgt ohne Nebenverbraucher (Licht, Navi, Messinstrumente) unter 1Wh/km.

Trotzdem haben mir die Nebenverbraucher den Akku leergesogen. Aber das macht ja nix, dachte ich, dann stellst du die Kiste hinten irgendwo drauf, dass das Hinterrad frei ist, setzt dich rein und trittst mit großer Übersetzung eine Weile in die Pedale um den Akku wieder für ein paar km zu laden.

Was für ein Irrtum: Hätte es wissen müssen - das BMS des Akkus hat diesen abgeschaltet - und oh Wunder, ich hatte Licht. Der Motor wird ja immer angetrieben, so lange ich rolle und somit entsteht eine Spannung, halt kleiner als die Akkuspannung, aber der DC-Wandler macht ab 10 km/h am Ausgang 12V und versorgt damit die Bord-Elektrik. Ich habe somit gleichzeitig auch noch einen Zahnriemen-Dynamo an Bord, welcher vollautomatisch die Stromerzeugung übernimmt

Die Plastik-Riemenscheibe am Hinterrad hält aber? Wie sieht der Riemen selbst aus?

Plastik pff.. das ist Laurinlactam oder PA16

Ja beides sieht noch ganz gut aus!

 

[labella-baron]

Oder nen paar Euro mehr und aus Titan.

Nee, Titan ist erstens zu weich und zweitens zu schwer.
Eigentlich bräuchte ich ja nur eine gehärtete Oberfläche.

Ergänzung: 08.11.2015

das ist Laurinlactam oder PA16

Korrektur: PA12

 

[Kraeuterbutter]

du hast geschrieben, dass der Rollwiderstand sich um ca. 1/3 erhöht..

wie wirkt sich das bei deinen Fahrten aus, wo du motorlos in der Eben unterwegs bist, rein durch Muskelkraft

spürbar ?
oder ists einfach eine Gewohnheitssache und es fällt dir nun nimma auf ?
oder doch?
kann man sagen: statt 33km/h fährst jetzt 32km/h (Hausnummerzahlen) ?

jedenfalls sehr interessant

 

[labella-baron]

du hast geschrieben, dass der Rollwiderstand sich um ca. 1/3 erhöht..
wie wirkt sich das bei deinen Fahrten aus, wo du motorlos in der Eben unterwegs bist, rein durch Muskelkraft
spürbar ?
oder ists einfach eine Gewohnheitssache und es fällt dir nun nimma auf ?
oder doch?
kann man sagen: statt 33km/h fährst jetzt 32km/h (Hausnummerzahlen) ?

Dieses Drittel ist halt auch kein sauber gemessener, sondern geschätzter Wert.

Das ist eine schwierige Frage, welche ich immer noch nicht zuverlässig klären konnte:

Heute meine Hausstrecke gefahren - war im Verhältnis ganz gut - aber:
Bin ich jetzt nach meiner Bodenseefahrt fitter?
Habe ich mich gleich angestrengt? - Durchschnittspuls?
Jetzt bin ich zwei Jahre älter.
Habe ich die gleiche Menge elektrischer Energie wie mit dem Freilaufmotor eingesetzt?
Wie war der Wind im Vergleich?
Wie waren die Verkehrsverzögerungen?

Ich messe und notiere zwar alles was möglich ist und kann dennoch keine eindeutige Antwort geben.

Muss mal eine Federwaage auftreiben und die Kraft am Hinterrad messen um den Motor anzutreiben. Vielleicht ist dann eine bessere Aussage möglich.

 

[Kraeuterbutter]

wobei du so das Losbrech-Moment messen wirst, dass ja höher ist - beim Fahren wenn mal alles in Bewegung ist, wird's ja weniger sein

 

[labella-baron]

wobei du so das Losbrech-Moment messen wirst, dass ja höher ist - beim Fahren wenn mal alles in Bewegung ist, wird's ja weniger sein

Nun ja, der Motor dreht ja fast sechsmal so schnell wie das Hinterrad. Da kann ich schon mit 10cm Weg etliche Polwechsel bewirken.
Aber im Grunde hast du recht: man müsste irgendwo einen Faden am Laufrad aufwickeln, einen Becher mit Schrauben anhängen und schauen bei welchem Gewicht der Faden gerade noch so abgewickelt wird, wie ich es im Schlepper-Märchen gemacht habe.
Nur wie komme ich da jetzt noch vernünftig dran?

 

[labella-baron]

Muss mal eine Federwaage auftreiben und die Kraft am Hinterrad messen um den Motor anzutreiben. Vielleicht ist dann eine bessere Aussage möglich.

So, habe jetzt damit eine Losbrechkraft von ca. 1,5-1,8 Newton gemessen.
Das wären dann bei 36 km/h oder 10 m/s weniger als 15-18 Watt - bei 18 km/h natürlich nur die Hälfte also 7,5-9W.

Der Rollwiderstand eines guten Reifen mit einer Rollwiderstandszahl von 0,005 auf Asphalt macht bei 100 Kilo 5N bzw. mit schlechtem Reifen 7N. Dementsprechend sind dies bei 36km/h 50 bzw. 70 Watt oder 20W Unterschied.

Verschiedene Reifen machen also mehr aus als mein mitlaufender Zahnriemen einschließlich Motor!

 

[Kundu]

Plastik pff.. das ist Laurinlactam oder PA16

Korrektur: PA12

Entschuldige bitte vielmals, Herr Baron

Verschiedene Reifen machen also mehr aus als mein mitlaufender Zahnriemen einschließlich Motor!

Wenn das so stimmt, nicht schlecht! Und trotzdem nat. auch nicht gerade zu vernachlässigen. Eine Kupplung wäre noch immer das beste..

Der Motor wird ja immer angetrieben, so lange ich rolle und somit entsteht eine Spannung, halt kleiner als die Akkuspannung, aber der DC-Wandler macht ab 10 km/h am Ausgang 12V und versorgt damit die Bord-Elektrik.

Das finde ich fast an tollsten! Hatte ich doch auch ähnlich in die Richtung eines effizienten Leichtbaudynamos gedacht.
Durchaus auch für Fahrzeuge ohne Motorantrieb mit einem noch kleineren Modellbaugleichstrommotor, wenn es da passende gibt, die die hohe Spannung verkraften.
Daran könnte man dann einen dieser winzigen DCDC Wandler hier von Torcman empfohlen betreiben. Läuft von 30-310V, im Zweifel auch schon ab 15V. Würden nun also 1km/h 3V entsprechen hätte man im Bereich von 10-103km/h eine Lademöglichkeit für USB-Akkus, wie z.B. den anhängenden mit seinen so gar nicht zutreffenden 11200mAh.
(Selbst wenn die 4x2000mAh stimmen würden und bei der Wandlung von sagen wir mal durchschnittlich 3,7V auf 5V keine Verluste auftreten würden, wären das noch immer nur 1−(8000×3,7÷5)÷11200=47% weniger Kapazität als außen angegeben).
Diese USB-Akkus haben sicherlich auch noch einige internen Verluste, sind dafür aber beliebig austauschbar und in verschiedenen Größen preiswert erhältlich. Auch sind die 5V super für Handys und Beleuchtung. Mit wenigstens 1A allerdings nicht wirklich viel. Wo es auf Zuverlässigkeit ankommt könnte man allerdings alles doppelt verbauen und hätte im Regelfall schon mind. 10W zur Verfügung! Toll für Reiseräder(-velomobile).
Größtes Problem dürfte wohl Motor, Motoraufhängung und Antrieb sein.

LG,
Kundu

 

[labella-baron]

Größtes Problem dürfte wohl Motor, Motoraufhängung und Antrieb sein.

Ich blick jetzt gerade nicht durch, wieso der Forumslader mit einem guten Nabendynamo nicht auch geht?

 

[Kundu]

wieso der Forumslader mit einem guten Nabendynamo nicht auch geht?

Kannte den noch gar nicht, nur immer mal am Rande von gelesen.
Klar ginge das. Allerdings ists ja idR. etwas schwer einen Nabendynamo im Velomobil zu betreiben bzw. braucht der dann womöglich auch eine extra Aufhängung und wird z.B. per Kette angetrieben. Daher dachte ich mir wenn dem schon so ist, könnte man gleich eine Lösung ohne Nabendynamo finden.
Sorry, eig. ohnehin OfTopic hier!

LG,
Kundu

 

[labella-baron]

womöglich auch eine extra Aufhängung und wird z.B. per Kette angetrieben. Daher dachte ich mir wenn dem schon so ist, könnte man gleich eine Lösung ohne Nabendynamo finden.
Sorry, eig. ohnehin OfTopic hier!

Gibt es bereits in der Trommelbremsvorderradnabe. Über dessen Qualität gibt es noch kein abschließendes Urteil.

 

[labella-baron]

So, habe jetzt damit eine Losbrechkraft von ca. 1,5-1,8 Newton gemessen.
Das wären dann bei 36 km/h oder 10 m/s weniger als 15-18 Watt

Aber im Grunde hast du recht: man müsste irgendwo einen Faden am Laufrad aufwickeln, einen Becher mit Schrauben anhängen und schauen bei welchem Gewicht der Faden gerade noch so abgewickelt wird

Das habe ich jetzt doch geschafft und ermittle ein Schleppmoment am 26"-Antriebslaufrad von 0,38Nm. Beim Umfang des Laufrads von 2m und wieder 10m/s sind das 5 Umdrehungen/Sek. und somit beträgt die notwendige Leistung hierfür 0,38*2Π*5 = 11,9 Watt.

Ich glaube, dass ich damit sogar einen BionX-Direktläufer unterbiete

Und trotzdem nat. auch nicht gerade zu vernachlässigen.

Zu vernachlässigen nicht, kostet mich ca. 10% meiner eigenen Langzeit-Durchschnittsleistung. Aber damit kann ich leben:
Als Gegenleistung komme ich die Berge viel schneller hoch, bin beim Anfahren schneller auf Reisetempo, habe Bremsenschonung bergab, kann damit rückwärts ranchieren und habe einen Notdynamo, wenn der Akku doch mal leer wird.

 

[Kundu]

Klasse! Wie hast du das gemessen? Wo hast du den Faden aufgewickelt?

Kundu

 

[labella-baron]

Wo hast du den Faden aufgewickelt?

Auf die Zahnriemenscheibe zwischen deren Anschlagsbund und dem Zahnriemen.

Inzwischen befürchte ich, dass die Wirbelstromverluste auch noch was im einstelligen Wattbereich ausmachen.
Kann diese jedoch schwer bestimmen. Habe die quadratischen Leerlaufverluste für den Antriebsfall aus EPACSim betrachtet, aber diese könnten ja höher als im angetriebenen Falls sein.

 

[Kundu]

Viel theoretische Probleme, aber das schöne ist ja, dass du mittlerweile sicherlich schon ca. 3Mm damit recht erfolgreich gefahren bist! So schlimm kanns also nicht sein.

Kundu

 

[labella-baron]

somit beträgt die notwendige Leistung hierfür 0,38*2Π*5 = 11,9 Watt.

Habe jetzt folgenden Versuch gemacht:
Mit einem Brettchen eine Mini-Rampe unter das Hinterrad gebaut und geschaut ab welcher Neigung das leere Fahrzeug gerade noch herunterrollt.
Die Hangabtriebskraft läßt sich über Neigung mal Gewichtskraft am Hinterrad bestimmen.
Die Rollreibungskraft über Gesamtgewicht * Rollwiderstandszahl.
Wenn ich letztere von ersterer abziehe habe ich die Leer-Widerstandskraft von Zahnriemen plus Motor.
Bei angenommener Rollwiderstandszahl von 0,004 ergibt sich ziemlich genau 1N, bei 0,005 = 0,75N, bei 0,003 1,26N.

Damit komme ich bei 36km/h = 10m/s auf eine notwendige zu überwindende "Leerleistung" von 10 +- 2,5 Watt.

 

[Kundu]

Das berücksichtigt aber nicht das Losbrechmoment oder? Dann müsste es eig. sogar noch weniger sein.

 

[labella-baron]

Das berücksichtigt aber nicht das Losbrechmoment oder? Dann müsste es eig. sogar noch weniger sein.

Doch schon: ich habe leicht angestupst und dann läuft es mit gleichbleibender Geschwindigkeit langsam die Rampe herunter.

 

[Kundu]

Gleichbleibende Geschwindigkeit, nicht Beschleunigung? Weil nämlich nur das Hinterrad erhöht ist, die Steigung also kontinuierlich abnimmt? Naja, ist auch egal, Hauptsache das Losbrechmoment ist nicht mit einberechnet. Vor allem aber (nach wie vor) ein echt schöner Wert!

 

[labella-baron]

Weil nämlich nur das Hinterrad erhöht ist, die Steigung also kontinuierlich abnimmt?

Den Fehler hab' ich erst auch immer gemacht: Aber es bleibt praktisch gleich, weil die Neigung der Rampe sich ja nicht verändert und die Verlagerung des Schwerpunkts nun wirklich in den Messungenauigkeiten untergeht.