Mehr Gewicht = Höherer Verbrauch; oder doch nicht?

secuder hat schon recht, dass die Auflagefläche immer gleich ist, sofern natürlich Einflussfaktoren wie die Masse des Fahrzeugs oder der Reifenaufbau gleich ist. Der Außendruck ist dabei irrelevante Theorie, aber am Raddurchmesser, der Reifenbreite oder dem Untergrund hängt es eben nicht. Trotzdem macht es durchaus Unterschiede, hat er ja auch gesagt.

[noXan]

Da muss ich dir widersprechen. Die von mir genannten Parameter haben alle Einfluss auf die Aufstandsfläche. Aber evtl. habe ich das einfach auch zu theoretisch betrachtet.

Tendenziell ist die Aussage natürlich korrekt, wenn man von der Behauptung absieht, dass die Aufstandsfläche NUR vom Reifendruck abhängig ist.

[Ioniq1234]

Gaaanz so einfach ist es mit den Reifen dann doch nicht. Neben der Reifenbreite spielt auch der Durchmesser eine Rolle. Durch eine größere Aufstandsfläche versucht man die Haftreibung zu erhöhen, was zum Beispiel im Rennsport mit den ganz breiten Slicks auch ganz gut klappt. Ohne Profil ist die effektive Aufstandsfläche ja noch höher. Darf nur nicht nass sein, sonst ist sie ganz schnell nahe Null

Beim Verbrauch spielt die Haftreibung nur eine untergeordnete Rolle. Hier ist es vor allem die Walkarbeit, die verrichtet werden muss. Und die ist in erster Linie von der Fahrzeugmasse und dem Reifendruck abhängig. Die Reibung in den Radlagern sollte vernachlässigbar sein. Bein höherer Geschwindigkeit spielen aber auch die Fliehkräfte des Reifens eine Rolle. Diese verringern die Aufstandsfläche und somit auch den Rollwiderstand. Je höher die Geschwindigkeit um so weniger spielt noch die Radlast eine Rolle.

Aber ab etwa 30km/h spielt der Luftwiderstand die dominierende Rolle. Also auch im Stadtverkehr ist der cW-Wert nicht ganz so egal. Bei SUV vielleicht schon ab 25km/h bei flachen Sportwagen möglicherweise erst ab 40km/h.

Das wusste auch Next Move, die mit ca. 35km/h ihre Reichweitenrekorde aufgestellt haben.

[Odanez]

Ja, das mit den Luftwiderstand merkt man am leichtesten, wenn man mal mit dem Fahrrad schnell fährt. Bei 30km/h ist dieser schon ordentlich und wenn man sich nicht in den Wind legt ist da für viele schon das Limit erreicht. Ein Auto wiegt natürlich etwa das 20-fache, was die Signifikanz des Luftwiderstands deutlich absenkt, bei 30km/h ist dieser aber trotzdem schon relevant. Wer sich beim Radfahren bei 30km/h in den Wind legt durch Aerolenker oder auf dem Rennrad der weiß was so ein bisschen an Strinfläche Unterschied machen kann.

[phonehoppy]

Gaaanz so einfach ist es mit den Reifen dann doch nicht.

Das stimmt. Unter anderem vergessen viele in der Betrachtung, dass die Aerodynamik am drehenden Rad eine entscheidende Rolle spielt.

Oft wird unscharf mit dem Begriff "Rollwiderstand" umgegangen, man tut dann so, dass alle Widerstände, die sich am drehenden Rad ergeben, dem Rollwiderstand zuzurechnen sind. So steht es auch in manchen technischen Handbüchern.

Physikalisch gesehen ist das aber nicht richtig, denn ein ganz entscheidender Widerstand am drehenden Rad ergibt sich durch die Aerodynamik - und die hat wiederum nichts mit dem Gewicht zu tun.

Man muss sich vorstellen, dass ja im Grenzfall die Oberseite des sich drehenden Reifens mit der doppelten Fahrgeschwindigkeit gegen den Fahrtwind bewegt wird. Und da wir wissen, dass sich der Luftwiderstand quadratisch mit der Geschwindigkeit erhöht, bedeutet dass, dass der Luftwiderstand dieses oberen Teils des Rades viermal so viel ausmacht, wie der von anderen, feststehenden Teilen am Auto.

Darum macht es von der Effizienz her einen entscheidenden Unterschied, ob ich 18" "Ballonreifen" am Auto habe, die einen großen Höhenquerschnitt haben und auf Stahlfelgen laufen, oder Niederquerschnittsreifen auf 22"-Leichtmetall-Speichenfelgen.

Die 18-Zöller aus meinem Beispiel haben eine weitgehend geschlossene Form, so dass der Teil des Rades, der sich mit hoher Geschwindigkeit gegen den Fahrtwind bewegt, kaum Luftwiderstand erzeugt. Die schicken und sportlich wirkenden 22"-Räder vernichten dagegen durch ihre langen Speichen. die durch den niedrigen Reifenquerschnitt auch noch bis fast ganz nach außen gehen, also in den Bereich, wo der "Gegenwind" am höchsten ist, ziemlich viel Energie, sie wirken wie Rotorblätter eines Hubschraubers, nur dass der Hubschrauben diesen Luftwiderstand ja braucht, weil er letztendlich von ihm getragen wird, aber das Auto verbraucht dadurch einfach mehr Energie zur Fortbewegung.

Darum: Ja, das Gewicht spielt natürlich eine Rolle und auch die Walkarbeit und Haftreibung beim Rollwiderstand hat eine Geschwindigkeitskomponente. Viel entscheidender ist bei den Geschwindigkeiten, auf die es für ein Alltagsauto ankommt, oder wenn man die Reichweite für Langstreckenfahrten betrachtet, der aerodynamische Widerstand an der Karosserie und nicht zuletzt an den Rädern.

[Duke711]

Aber ab etwa 30km/h spielt der Luftwiderstand die dominierende Rolle. Also auch im Stadtverkehr ist der cW-Wert nicht ganz so egal. Bei SUV vielleicht schon ab 25km/h bei flachen Sportwagen möglicherweise erst ab 40km/h.

Mal wieder ein gutes Beispiel hier im Forum das man Fakten völlig ignoriert:

Einige Kommentare vorher:

Anzumerken wäre, dass die Verbrauchserhöhung fast ausschließlich am erhöhten Rollwiderstand der Reifen durch die höhere Last verursacht wird. Dieser spielt aber ab ca. 30km/h nur noch eine untergeordnete Rolle.

Bezüglich des Rollwiderstandes und dem CW, ist mir schleierhaft wie man zu solch einer Annahme kommt.

30 km/h -> CW: 1.2 kg/m³ * 0.5 * 0.25 * 2.2 m² * (30/3.6)^2 = 23 N oder 190 W

30 km/h -> Roll: 0.009 * 1700 kg * 9.81 = 150 N oder 1251 W


70 km/h -> CW: 1.2 kg/m³ * 0.5 * 0.25 * 2.2 m² * (30/3.6)^2 = 124 N oder 2426 W

70 km/h -> Roll: 0.009 * 1700 kg * 9.81 = 150 N oder 2918 W

@phonehoppy
Die Ventialtionswiderstände bezüglich dem Rad fließen in den CW Wert mit ein und diese spielen kaum eine Rolle.

attachment=0]Unbenannt.jpg[/attachment]

[noXan]

Aber ab etwa 30km/h spielt der Luftwiderstand die dominierende Rolle. Also auch im Stadtverkehr ist der cW-Wert nicht ganz so egal. Bei SUV vielleicht schon ab 25km/h bei flachen Sportwagen möglicherweise erst ab 40km/h.

Anzumerken wäre, dass die Verbrauchserhöhung fast ausschließlich am erhöhten Rollwiderstand der Reifen durch die höhere Last verursacht wird. Dieser spielt aber ab ca. 30km/h nur noch eine untergeordnete Rolle.

Die 30kmh sind zu niedrig angesetzt:

Als Beispiel der 60ah I3 inkl 75kg Fahrer als Fahrzeug mit eher großen aerodynamischen Fahrwiderständen im Vergleich zum niedrigen Rollwiderstand (der sollte hier die schnellste Parität erreichen):

F_roll
m*cr*g
1270*0,0068*9,81 = 84,7N (2,35kWh/100km)

F_Luft
0,5*cw*a*p*v2
52kmh - 0,5*0,29*2,36*1,2*208,6 = 85,7N

Dazu noch ein Model 3 2021 - kleinere Aerodynamische Fahrwiderstände bei höherem Rollwiderstand

F_roll
m*cr*g
1825*0,0084*9,81 = 150,4N (2,35kWh/100km)

F_Luft
0,5*cw*a*p*v2
80kmh - 0,5*0,23*2,22*1,2*493,8 = 151,3N


Der Vollständigkeit halber den I3 nochmal mit dem e-primacy gerechnet, weil dieser so effizient ist:

m*cr*g
1270*0,00558*9,81 = 69,2N (1,93kWh/100km)

F_Luft
0,5*cw*a*p*v2
47kmh - 0,5*0,29*2,36*1,2*163,3 = 70,0N

Conclusio:
Der kleinste erreichbare Paritätswert eines BEV liegt bei 47kmh, ohne jetzt im Detail den Dacia Spring zu betrachten


Edit: Auch beim spring liegt der Paritätspunkt nicht niedriger: (für den CWA habe ich die Daten vom Twingo herangezogen)
F_roll
m*cr*g
1045*0,0084*9,81 = 86,1N (2,39kWh/100km)

F_Luft
53kmh - 0,5*0,678*1,2*170,45 = 88,2N

[noXan]

@phonehoppy
Die Ventialtionswiderstände bezüglich dem Rad fließen in den CW Wert mit ein und diese spielen kaum eine Rolle.

attachment=0]Unbenannt.jpg[/attachment]

Eine gewagte These. Dazu empfehle ich "Hucho, Aerodynamik des Automobils"

Der "Air Curtain" hat nicht umsonst bei fast allen Fahrzeugen Einzug gehalten.

[phonehoppy]

Die Ventialtionswiderstände bezüglich dem Rad fließen in den CW Wert mit ein und diese spielen kaum eine Rolle.

Dass das in den cW-Wert einfließt stimmt, ansonsten muss ich den Erfahrungen aus der Praxis nach entschieden widersprechen.
Bei E-Auto-Modellen, die mit verschiedenen Radkonfigurationen geliefert werden, merkt man den Unterschied im Verbrauch, der allein durch die Radkonfiguration entsteht, die ansonsten aber gleich sind, ganz deutlich. Das ist sogar schon in den Konfiguratoren der Autohersteller berücksichtigt. Wähle mal einen Mercedes EQS mit 18" Rädern und schau dann auf die beworbene Reichweite. Dann mache das gleiche mit 21". Der Unterschied ist eklatant.
Beim Tesla Model 3 verhält es sich ähnlich. Der Unterschied im Verbrauch zwischen dem "Long Range"-Modell und dem "Performance" ergibt sich allein durch die montierten Räder, im ersteren Fall 18", mit dicken Reifen und im letzteren Fall 21" mit Speichen. Dabei ist bei beiden Versionen die Reifenbreite jeweils gleich.

[Duke711]

Dass das in den cW-Wert einfließt stimmt, ansonsten muss ich den Erfahrungen aus der Praxis nach entschieden widersprechen.

Wenn Du uns noch bitte mit teilen würdest wie Du diese Erfahrungen aus der Praxis gewonnen hast um das ausschließlich am CW Wert fest zu machen?
Die Messungen im Windkanal machen jeden Falls höchsten CW -+ 0,015 zwischen einem unverkleideten und vollverkleideten Rad aus. Welchen Einfluss das nun hat kann man sehr leicht ausrechnen, keinen bedeutenden.

Bei E-Auto-Modellen, die mit verschiedenen Radkonfigurationen geliefert werden, merkt man den Unterschied im Verbrauch, der allein durch die Radkonfiguration entsteht, die ansonsten aber gleich sind, ganz deutlich. Das ist sogar schon in den Konfiguratoren der Autohersteller berücksichtigt. Wähle mal einen Mercedes EQS mit 18" Rädern und schau dann auf die beworbene Reichweite. Dann mache das gleiche mit 21". Der Unterschied ist eklatant.

Nur fließt im Verbrauch der Rollwiderstand ein und hier ergeben sich die signifiakten Unterschiede und dieser ist für jeden Reifen vollkommen anders. Was Du also letztendlich am Verbrauch heraus gelesen hast, is maßgeblich der unterschiedliche Rollwiderstand und vor allem das Massenträgheitsmoment gewesen. Denn je größer das Rad wird, umso größer sind die Massenträgheitsmomente und somit Beschleunigungsverluste.

Nichts für ungut, aber ohne Messung in einem Windkanal betreibt man nur Kaffeesatzleserei und kann niemals die Ventilationsverluste ermitteln und wie man hier den Messungen entnehmen kann, spielen diese eben kaum eine Rolle.

https://www.dropbox.com/s/oozu4nvrxq05j ... 8.pdf?dl=0