Luftwiderstand vs. Rollwiderstand: berschlagsrechnung
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Hexencharly
3741 Beitrge
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Luftwiderstand vs. Rollwiderstand: berschlagsrechnung, 12 Jun. 2013 14:38
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Die meisten Werte sind nur uberschlgig in 1.Nherung, da zumeist exakte Ausgangswerte kaum in Umlauf sind! 
Wann gleich gro ?
Pflicht: F_roll = F_luft
F_roll = cr * m *g !=! 0,5 * Luftdichte * cw-Wert * A * v = F_luft
Bsp. Hexagon LX/LXT:
F_roll = 0,015 * 234kg * 9,81 m/s = ~34,4 N
F_luft = 0,5 * 1,2kg/m * 0,5 * 0,8m * v !=! ~34,4 N
v = Wurzel aus ~146 = ~11,98 m/s
v * 3600s/1000m * km/h = ~ 43,1 km/h
Bei einem 96kg-Fahrer auf einem 138kg-Roller  , also
bei 234 kg wird der Luftwiderstand schon ab ~43,1 km/h grer als der Rollwiderstand oder
bei 330 kg (max. zul. Gesamtgewicht) erst ab ~51,2 km/h (bzw. bei Beifahrer mit ebenfalls nochmal 96kg)
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Um wie viel Mal grer bei 100km/h und bei 138,8 km/h? (234kg!)
(theoretisch 138,81 km/h  frs primre LX125  Polini Getriebe Hexagon )
(96kg-Fahrer; ebene Strecke; Rollwiderstand konstant angenommen; Trgheit vernachlssigt)
100 km/h:
Luftwiderstandskraft = 185,2 N, das ist das 5,4-fache des Rollwiderstandes
(macht nur noch 18,6% aus an den von der Motorleistung zu berwindenden ueren Widerstandskrften)
138,81km/h:
Luftwiderstandskraft = 356,8 N, schon das 10,4-fache des Rollwiderstandes
(macht jetzt nur noch 9,64 % aus an den von der Motorleistung zu berwindenden ueren Widerstandskrften)
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F_roll: Rollwiederstandskraft in N
F_luft:[ Luftwiderstandskraft in N
cr: Rollwiderstandsbeiwert dimensionslos
(Motorradreifen auf Asphalt 0,015-0,02 [Roller mit fast kleinst mglicher Aufstandsflche bei 10-12 Zollrdchen eher 0,015 oder darunter liegend; Abhngig von Gummimischung, Kontaktflchenradius und Raddurchmesser; Motorradreifen (=Radialreifen) sind keine Rollerreifen (Diagonalreifen, wie sie z.B Heidenau ausschlielich baut). Diagonalreifen sind weicher, haben mehr Rollwiderstand und hheren Verschlei. Aus einer Werbung von Continental fr deren crv20 (100% Effizienz): Radial-R 90% und Grtel-R 70%, also Radial 28.6% effizienter als Grtel.)
m: Gesamtmasse in kg
(Hexagon 138kg + Fahrer96kg = 234kg) (bzw. 234kg + Beifahrer96kg = zul. Gesamtgewicht von 330kg)
g: Erdbeschleunigung 9,81 kg*m/s
Luftdichte: 1,2041 kg/m (bei +20C auf Meeresspiegelhhe)
(bei 20C schon 1,3943 kg/m, sprich schon 15,8% hher; bei +35C nur noch 1,1455kg/m, sprich sogar 4,9% geringer!)
cw-Wert: Luftwiderstandsbeiwert dimensionslos
(Motorrad unverkleidet 0,63; verkleidet 0,57; MVAgusta 0,51 (und Stirnflche 0,64m); (Motorrad laut Wikipedia nur 0,7); Scooter Peugeot Satelis schon nur 0,41; Tourenroller angeblich 0,4;) schnittige Hexagon nur vermutet mit 0,50)
A: Stirnflche des Fzg. in m
(Motorrad 0,8 m, Flche fr Hexagon derzeit noch nicht bekannt!)
v: Geschwindigkeit in m/s
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Hier mal die Verhltnisse an einem Ural-Dynepr-Gespann verdeutlicht:
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Weiterfhrenderes:
Liste von Fzg.- cw-Werten:
http://rc.opelgt.org/indexcw.php
cw-Wert Mensch 0,78
http://www.kfz-tech.de/Formelsammlung/Luftwiderstand.htm
interessant auch, was und grob wie stark uere Vernderungen den cw-Wert, Geschwindigkeit und Spritverbrauch beeinflussen:
http://www.code-knacker.de/cw-wert.htm
Aerodynamik von Motorradgespannen und cw-Wert ber Jahrzehnte (im Link runterscrollen!):
http://motorrad-gespanne.de/magazin/gespanntechnik/aerodynamik/
Experiment zum Rollreibungswiderstand in Abhngigkeit vom Luftdruck (Fahrrad!):
http://hasebikes.com/forum/index.php?page=Attachment&attachmentID=130&h=847a7d38b66a729bf9caf34250ae6235be6447e2&s=0f9b279b0c16e8834e3507d416f3fe69d3bf138a
Luftdichten und Schallgeschwindigkeiten in Abhngigkeit von Umgebungstemperaturen 25C bis +35C (1,4224-1,1455kg/m und 315,91-352,17 m/s) siehe:
http://de.wikipedia.org/wiki/Luftdichte
1,2041 kg/m (bei +20C auf Meeresspiegelhhe) (bei 20C schon 1,3943 kg/m, sprich schon 15,8% hher; bei +35C nur noch 1,1455kg/m, sprich sogar 4,9% geringer! Der Verlauf ist nicht linear, aber im Bereich von +35 bis -25C, kann man je 10C-Abkhlung eine Dichteerhhung von 3,2-4% annehmen, ein geeignetes Motormanagement daraus auch 3,2-4% Mehrleistung zaubern (theoretisch!).
Gru
Carsten
Gendert von Hexencharly am 14.Jun.2013 18:35
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rossoroter
1996 Beitrge
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RE: Rollwiderstand vs. Luftwiderstand: berschlagsrechnung, 12 Jun. 2013 17:36
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Hallo Carsten
Ja alles schn und "Gut" !!!.
Aber die Praxis ist doch Anders !.
"Oder" !!!. Aber gut Zuwissen !.
 
Gru Matze
Rossoroter
Aus der Hexenhochburg Salzgitter !
Der Weg ist das Ziel !.
Und immer Schn Putzen !!!.
Nach der Hexenfahrt !,
("Aufmatzen") !!!.
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Rollator Opa
10781 Beitrge
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RE: Rollwiderstand vs. Luftwiderstand: berschlagsrechnung, 12 Jun. 2013 19:26
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Tolle Auflistung!
Und ist mir sowas von EGAL!!!!!!!
Aber Hauptsache hat Spa gemacht!
Fritz
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eddy4712
884 Beitrge
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RE: Rollwiderstand vs. Luftwiderstand: berschlagsrechnung, 12 Jun. 2013 20:24
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Hallo Carsten,
da du in Aachen wohnst und in deinem Profil wohl das falsche Geburtsdatum angegeben ist, kommt die Vermutung hahe, dass du wohl Maschinenbau o.. studierst, oder schon fertig studiert hast.
Auf jeden Fall war es mal Interessant, dass das Thema mal mathematisch betrachtet wurde.
Groo us Klle Eddy
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Andreas_Stgt
1769 Beitrge
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RE: Rollwiderstand vs. Luftwiderstand: berschlagsrechnung, 12 Jun. 2013 22:44
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Genau, der Luftwiderstand ist bei allen Fahrzeugen DAS limitierende. Da dieser noch zusttzlich nicht linear ansteigt sondern berproportional ergeben sich eben so Dinge wie das man ein vielfaches an PS/KW braucht um die doppelte VMax zu erziehlen. Oder anders rum bei sehr hohen Speeds macht der CW bzw. ein spezielles Design (diese Raketenfahrzeuge fr Salzwste) viel aus - denn ab 400 km/h wirds mit normalen CW Werten von PKWs nix mehr.
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Overdrive
4686 Beitrge
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RE: Rollwiderstand vs. Luftwiderstand: berschlagsrechnung, 13 Jun. 2013 04:38
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Jo mal wieder sehr theroretisch. (Zuviel Text!)
Was aber stimmt... cW Wert ist nix ohne Fahrzeugflche.. Fahrzeugflche hat ein Bike wenig, aber der cW Wert eines Bikes ist echt frn Popo.
Vergleich moderne PKW mit cW von 0,28 oder drunter. (Nit die Spoilerversionenen AMG oder Audi S-Paket, sondern Standardware oder die eco Modelle)
PS: Trick fr die Praxis: Einfach mal mit Knie und Poppes richtig weit nach vorn rutschen. Wer noch genug Sicht hat und Vollgas hlt, der wird ein gutes Stck schneller!
(= Das gemtlichere Gegenteil von Kinn auf den Tacho legen!)
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Hexencharly
3741 Beitrge
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RE: Luftwiderstand vs. Rollwiderstand: berschlagsrechnung, 14 Jun. 2013 18:33
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So, ist zwar immer noch viel, aber habe es oben ein wenig berarbeitet und unterteilt sowie eine anschauliche Grafik eingefgt.
Der 150kg-Fahrer ist nun einem Beifahrer gewichen, mit dem man auf das maximal zul. Gesamtgewicht kommt. Hexagon 138kg
Gru
Carsten
Gendert von Hexencharly am 14.Jun.2013 18:37
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erwilud
10810 Beitrge
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RE: Luftwiderstand vs. Rollwiderstand: berschlagsrechnung, 14 Jun. 2013 21:57
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Hallo Andreas
Wenn der Luftwiderstand der limitierende Faktor ist wie du schreibst dann erklre uns doch bitte einmal warum unsere Hexen oder jegliches anderes Fahrzeug bergab deutlich schneller wird da doch mit zunehmender Geschwindigkeit der Luftwiderstand, der, wie schreibst du "berproportional" grer wird, das eigentlich verhindern msste. bersiehst du da nicht etwas ganz wesentliches?
Ich versuche es einmal recht einfach zu erklren Und das ohne Anspruch auf Vollstndigkeit oder absolute Richtigkeit in allen Punkten.
Der Luftwiderstand wchst quadratisch mit der Fahrgeschwindigkeit.
Die bentigte Leistung wchst demnach mit der dritten Potenz, anders ausgedrckt heisst das: Doppelte Geschwindigkeit = 8fache Leistung
Oder nocheinmal anders (auf unsere Hexen) ausgedrckt wrde das bedeuten:
bei 15 Ps fahren wir 100 Km/h, wollen wir 200 fahren mssten wir die Leistung verachtfachen = 120PS
bei 400Km/h wieder verachtfachen der Leistung = 960 PS und so weiter und so weiter.
Ein Bugatti braucht fr 400Km/h etwas ber 1000 PS, 200Km/h, also die hlfte, schafft jeder Golf mit 130PS.
Daraus resultiert das nicht der Luftwiderstand der limitierende Faktor ist sondern die Leistung.
Mit entsprechender Leistung kann ich (theoretisch) beinahe jede Geschwindigkeit erreichen.
Und der CW-Wert ist bei Gott nicht der wichtigste sondern nimmt in etwas den Rang 5 ein.
Ein Wert der vielleicht von Interesse ist
CW-Wert eines Porsche Cayenne = 0,39
Der CW-Wert eines Lupos = 0,29
Trotzdem ist der Porsche doppelt so schnell.
Ein Golf hat einen deutlich besseren CW-Wert als ein Porsche, ein stehender Mensch hat brigens ca. 0,8, ein LKW bis zu 1,4
Gru
Erwin
Gendert von erwilud am 14.Jun.2013 22:54
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Hexenschrauber
6527 Beitrge
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RE: Luftwiderstand vs. Rollwiderstand: berschlagsrechnung, 15 Jun. 2013 00:31
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Jaaa ,man kann schon froh sein dass es solche techniker wie Hexencharli gibt ,
denn der kann schon auergewhnliche berechnungen mit Messwerten belegen .
ZB htte ich mal gerne gewut wie ein Furz berechnet wird einmal in Phon, oder in Atue
den Luftwiderstand merkt man wenn die Hosen sich aufblhen ,
aber diesen Luftwiderstand zu messen wre schon Sinnvoll damit die Hosennhte standhalten .
Auch die Lautstrke wre wichtig , in Phon natrlich ,dass durch hrbares sich die Leute nicht umdrehen.
Dann htten wir noch den Pressdruck ,wenn man auf der Sitzbank einen abdrckt ,ob da die Bank stand hlt .
zum schlu haben wir noch den Geruch ,der wird nicht zu messen sein ,
denn jeder weis wenn er die Motorradhose auszieht ,dass er da mit einem frchterlichen Magenwind begrt wird .
Hahahaha Gru von Karl-Heinz   
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Andreas_Stgt
1769 Beitrge
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RE: Luftwiderstand vs. Rollwiderstand: berschlagsrechnung, 15 Jun. 2013 13:39
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erwilud:
Hallo Andreas
Wenn der Luftwiderstand der limitierende Faktor ist wie du schreibst dann erklre uns doch bitte einmal warum unsere Hexen oder jegliches anderes Fahrzeug bergab deutlich schneller wird da doch mit zunehmender Geschwindigkeit der Luftwiderstand, der, wie schreibst du "berproportional" grer wird, das eigentlich verhindern msste. bersiehst du da nicht etwas ganz wesentliches?
...
Gru
Erwin
Nee, denn wenns bergab geht wirkt die Hangabtriebskraft (Schiefe Ebene in der Schule :) )entgegen des Lustwiderstandes. Sprich du brauchst bei gleichem CW und gleicher Speed weniger PS bzw. eben bei gleichem CW bekommst du bei gleichen PS etwas mehr Speed.
Bergauf ist das anders rum - gleiche PS gleiche CW weniger Speed weil Luftwiderstand sich mit negativer Hangabtriebskraft addiert.
Luftwiderstand und Hangabtriebskraft sind unabhngig voneinander, wie auch der viel kleinere Rollwiderstand.
Alles addiert ergibt den Gesamtwiderstand gegen den der Motor anschaffa muss.
Leute in bergigem Gebiet spren das deutlich wie die Speed von 125 Hexen bei lngeren Steigungen (Autobahn) deutlich absinkt bzw. Leute im Norden wie starken Gegenwind die Topspeed massiv beschrnkt. Beides einzeln kann locker 15+ km/h ausmachen. Addiert, sprich lange Steigung und starker Gegenwind sogar 30+ km/h.
Gendert von Andreas_Stgt am 15.Jun.2013 13:46
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erwilud
10810 Beitrge
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RE: Luftwiderstand vs. Rollwiderstand: berschlagsrechnung, 15 Jun. 2013 18:45
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Hallo Andreas
Vllig richtig und gut, freut mich (ehrlich und ernst gemeint)
Das bedeutet aber gleichzeitig auch das die Kraft die limitierende Gre ist und nicht der Luftwiderstand
Sorry, konnte ich mir jetzt nicht verkneifen
Herzliche Gre
Erwin
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Hexencharly
3741 Beitrge
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RE: Luftwiderstand vs. Rollwiderstand: berschlagsrechnung, 15 Jun. 2013 21:15
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... u.a. der Pedantismus u.a. der Techniker hat ja auch im letzten Jahrhundert mit sich gebracht, dass heutzutage nicht mehr nur die Blaubltigen zu Hofe sich erdreisten drfen/knnen, in allen mglichen und unmglichen Auswchsen die Freiheit(en) zu genieen und zu konsumieren, sondern nun auch alle bis hin zu unttigen Zeitgenossen und Genossinnen, sei es aus Unwillen oder Ausschluss/Ausscheiden aus dem Berufsleben. Andernfalls wre die mnnliche wie weibliche Gattung auch heute noch von Sonnenauf- bis -untergang damit ausgelastet, bis zum letzten Atemzug mit vielleicht 30 harten Jahren des berlebenskampfes in feuchten und unbeheizten  Hhlen oder Verschlgen, ihr tglich Kalorienbedarf bckend zu Fu  oder per Gaul unter den Stockhieben der Gutsbesitzer auf dem Felde fr den Eigenbedarf zu erarbeiten oder Felllumpen am Flusslauf ber Baumstmmen zu schrubben, ebenso die tgl. Hygiene in untemperierten Wasserlufen zu verrichten, aus welchen auch das Nass zur inneren Splung zu entnehmen wre.  
so long
Carsten
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Hallo, ich bekomme einmal BeschleunigungsNDERUNG bitte. "4-Takt?" N, is mir zu fett. Lieber da, den schn mageren 2-Takter mit Bi. "Zum mitnehmen?" Ja bitte. "Tte?" Och, geht auch ohne. Dann noch von den dicken Birnen dort. "Das war alles?" Japp. :)
Gendert von Hexencharly am 16.Jun.2013 0:10
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rossoroter
1996 Beitrge
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RE: Luftwiderstand vs. Rollwiderstand: berschlagsrechnung, 15 Jun. 2013 22:52
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Ja ja ! Du bist 93 Jahre alt ! ???.
 
    
Gru Matze
Rossoroter
Aus der Hexenhochburg Salzgitter !
Der Weg ist das Ziel !.
Und immer Schn Putzen !!!.
Nach der Hexenfahrt !,
("Aufmatzen") !!!.
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Andreas_Stgt
1769 Beitrge
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RE: Luftwiderstand vs. Rollwiderstand: berschlagsrechnung, 15 Jun. 2013 23:50
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erwilud:
Hallo Andreas
Vllig richtig und gut, freut mich (ehrlich und ernst gemeint)
Das bedeutet aber gleichzeitig auch das die Kraft die limitierende Gre ist und nicht der Luftwiderstand
Sorry, konnte ich mir jetzt nicht verkneifen
Herzliche Gre
Erwin
Ganz einfach: Sobald die Leistung (PS) was den Vortrieb ausmacht gleich gro ist wie der Gesamtwiderstand (vorwiegend Luftwiderstand) wirds nicht mehr schneller. Vergrert sich der Gesamtwiderstand (durch schlechteren CW, Gegenwind oder Berg) bei gleich viel PS wirds langsamer.
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