Nieuwe velomobiel

[365cycle]

8 Watt verschil dus.

Wat houdt zoiets in het echte leven in?

Als ik met mijn SL 8 Watt meer trap, hoeveel harder ga ik dan als ik al 30km/u rijd?

Is daar zomaar uit de duim zuigend iets zinvols over te zeggen of te berekenen. 

Ik heb namelijk geen idee, dit is niet echt mijn wereld.

Zeker. Je weerstand bestaat uit drie componenten:
- Rolweerstand
- Luchtweerstand
- Aandrijfverliezen

Rolweerstand
Deze loopt lineair op, en is daarmee de makkelijkste van de twee. Als je bij 30 km/h 50 watt rolweerstand hebt, dan heb je bij 60 km/h 100 watt rolweerstand. Deze weerstand is voor onze velomobielen relatief hoog, omdat we drie wielen hebben waarvan er 2 ook nog eens klein zijn, en een kleiner wiel heeft meer rolweerstand. Uitlijning heeft daarnaast een grote invloed op die rolweerstand; op/in een slecht uitgelijnde drie- of vierwieler lopende rolverliezen al snel fors op, evenals de kosten (ivm banden)  

Luchtweerstand
Als je je snelheid verdubbelt, raak je alle lucht met 2x de snelheid die je eerst had. Daarnaast raak je niet alleen die lucht met 2x de snelheid, je raakt ook 2x zoveel lucht met die snelheid. De benodigde kracht wordt dus tot de 2e macht verhoogd, maar het wordt nog vervelender. Om het benodigde vermogen te bepalen moet je de snelheid ook weer meerekenen, en dus moet je het benodigde vermogen zelfs tot de 3e macht verhogen (formules hiervoor vond ik het duidelijkst in deze wiki over het Energieverbruik van auto's. Valt tegen he? Dit is ook een belangrijk deel van waarom mensen soms ontsteld zijn over dat een auto na chippen soms van 150 tot wel 200 pk opgevoerd wordt, en dan ook wel veel sneller aanvoelt, maar op de Autobahn niet een veel hogere topsnelheid heeft.

Aandrijfverliezen
Ik klaag er vaak over; aandrijfverliezen. Deze zijn bij een velomobiel fors in verhouding tot een gewone wielrenfiets. De meest efficiente fietsen op dit gebied zijn éénwielers, maar het is moeilijk om daar een hoog vermogen op te trappen. Daarna komen de fixies: Simpele rechte overbrenging, geen vrijloop, geen versnellingen. Superefficient zolang de overbrenging precies goed is. Daarna mountainbikes en wielrenfietsen, dan ligfietsen met hun lange ketting, en dan pas velomobielen met hun berg kettingrollen etc. Naast het "directe" verlies in de kettinglijn (loopt recht evenredig op met het vermogen) hebben we ook last van een verlies door torderen. Volgens mij (maar ik weet het niet zeker) loopt dit ook exponentieel op met het vermogen, gezien e.e.a. meer vervormt wanneer je meer kracht zet.

Uit (laten) rekenen
De laatste is lastig te berekenen, kan eigenlijk alleen gemeten worden door een geijkte vermogensmeter in het achterwiel i.c.m. geijkte vermogen metende pedalen; het verschil verdwijnt in de aandrijving. 

Combineer je de twee bovenste zaken, dan krijg je echter al een heel goed beeld. Er zijn bij mijn weten twee sites die dit voor je doen en daarmee de waarheid ietwat optimistisch, maar redelijk benaderen:

KreuzOtter heeft een profiel voor de Quest
The Computational Cyclist van Steve Gribble heeft geen profielen, maar hier kan je gegevens handmatig invoeren en het geeft wel de mooiste weergave.

Ik pak even de (volgens mij ook wel wat optimistische) gegevens van Mission Milan:

Querschnittsfläche A:
0.41m2
Cw-Wert:
0.076
Cwa-Wert:
0.0311 1)
Energieeffizienz:
145 Watt bei 50 km/h, 191 Watt bei 60 km/h, je nach Zuladung, Fahrergewicht, Bereifung und Straßenbelag kann dieser Wert schwanken

Vul ik deze in op The Computational Cyclist, dan krijg ik voor 200 watt een snelheid van 64,4 km/h. Komt redelijk in de buurt bij de claim van 191 watt bij 60 km/h, zeker als je bedenkt dat Steve Gribble van een tweewieler met grote wielen uit gaat. Ook is dit uiteraard onder ideale omstandigheden, want je ziet het hierboven: Voor dat tempo had ik in de praktijk met de Bülk in badkuipmodus het dubbele vermogen nodig. Het geeft echter toch een leuke indicatie.

Waar komt dat verschil dan vandaan?
Ik vermoed dat het grootste verschil gaat zitten in het feit dat veel van ons zonder een (dichte) racekap rijden, we geen bloedsnelle banden gebruiken en de ketting ook niet perfect geoptimaliseerd is. Pas ik de Cw aan naar 0.12~0.13, en het aandrijfverlies naar 15% (compenseert een groter aandrijfverlies en een deel banden), dan zie ik ineens getallen die me heel bekend voorkomen uit de meest fraaie omstandigheden van de praktijk:

If you apply 78.53 watts of power, you will ride at groundspeed velocity 32.07 km/h.
If you want to ride at groundspeed velocity 30 km/h, you must apply 70.53 watts of power.

8 watt extra zou dus zomaar weleens 2 km/h verschil kunnen maken.

Dit is trouwens ook waarom het ontzettend de moeite waard is om snellere banden onder een velomobiel te zetten, júist als je niet zo sterk bent:

To maintain groundspeed 30.26 km/h in these conditions, you must pedal with 71.49 watts of power.

Assistive forces
You must pedal with 71.49 watts of power; after drivetrain loss of 10.72 watts, you'll supply 60.76 watts to your wheel.
Plegs = 71.49w (100.00%)

Resistive forces
A net headwind of 30.26 km/h is working against you with 2.13 (N) of force, or 17.90 watts of power.
Rolling resistance is working against you with 5.10 (N) of force, or 42.86 watts of power.

Pakken we het tabelletje van Wim erbij, dan zien we daar dat het verschil tussen de snelste en de traagste band meer dan een factor 2 aan rolweerstand is. De luchtweerstand is meer dan het dubbele van de rolweerstand bij 30 km/h - als je ineens meer dan 15 watt in die luchtweerstand kan steken, is je kruissnelheid zomaar 5 km/h hoger. 

Ik heb het al eens vaker gezegd: Als je een béétje kilometers maakt kan je in de met een redelijk lekbestendige snelle band gewonnen tijd flink wat bandjes verwisselen...