Nederlands English

LIGFIETS versus RACEFIETS

Leo Rogier Verberne



3. Intrinsieke weerstand


Fig. 1 Van trapvermogen naar fietssnelheid

diagram intr. weerstand

 trapvermogen (Ppe), intrinsieke weerstand van de fiets (Rb), rolweerstand (Rr),
luchtweerstand (Rd), hellingweerstand (Rsl) en snelheid (v)

In de bewegende onderdelen van een fiets, vooral in de ketting en de geleidende tandwielen, de lagers en assen (naven), ontstaat wrijving. Dat vormt de intrinsieke weerstand van een fiets. Hierdoor gaat een deel van het trapvermogen als warmte verloren dat niet kan worden omgezet in snelheid. Wrijving van de ketting op het voorblad en op het tandwieltje achter (afb. 1) kost ± 2% van het trapvermogen (1); lagers en assen vergen ± 1%. De intrinsieke weerstand van een perfect onderhouden baanfiets (afb. 1), dus zonder versnellingen en derailleur, komt daarmee op ± 3%.

Chris Boardman

Afb. 1 Op de achteras één tandwieltje (Chris Boardman/Getty Images)

Racefiets
Een gewone racefiets en de high racer hebben op de achteras een cassette met meestal 10 tandwieltjes (2). Om de ketting te geleiden naar het tandwieltje van je keuze (dus om te schakelen) is een derailleur nodig die zelf ook twee kleine tandwieltjes heeft (afb. 2). Die zorgen voor nog eens ± 2% verlies van trapvermogen. Dus een goed onderhouden racefiets heeft een intrinsieke weerstand die circa 5% verlies van trapvermogen veroorzaakt (Pb = 0.05 × Ppe). Bij slecht onderhoud wordt dat verlies groter (‘gaat de fiets zwaarder trappen’).

cassette en derailleur

Afb. 2 Cassette met 10 tandwieltjes op de achteras plus een derailleur, kettinglengte ± 1.35 m

Ligfiets
De racefiets en de high racer die we met elkaar vergelijken zijn met dezelfde ‘groep’ van bewegende onderdelen afgemonteerd. Maar de ketting is bij de ligfiets bijna driemaal zo lang. Dat eist extra geleiding via een kettingrol en ophanging om slingeren te voorkomen (afb. 3). Dat zorgt voor extra wrijving en nog eens circa 2% verlies aan trapvermogen. De intrinsieke weerstand van de high racer komt daardoor op ±7% (Pb = 0.07 × Ppe).

kettingrol en ophanging van de ketting

Afb. 3 Kettingrol en ophanging van de ketting bij de high racer, kettinglengte ± 3.75 m

Rollenbank
Het verschil in intrinsieke weerstand tussen de racefiets en de high racer kun je meten op een rollenbank (afb. 4). Je gaat daarop met beide fietsen hetzelfde trapvermogen leveren (bijv. 50 watt) en meet de snelheid die je daarmee bereikt. Luchtweerstand (Rd) ontbreekt omdat je in feite stilstaat. Hellingweerstand (Rsl) is er niet omdat je geen gewicht omhoog brengt. Dus de snelheid die je op de rollenbank ontwikkelt, is alleen afhankelijk van de intrinsieke weerstand van de fiets (Rb) en de rolweerstand (Rr). Die laatste is bij de racefiets en de high racer even groot (zie volgende hoofdstuk).Dus het verschil in snelheid tussen beide fietsen is alleen afhankelijk van de intrinsieke weerstand. Als Rb bij de gewone racefiets 5% is en bij de high racer 7% dan meet je op de rollenbank een snelheidsverschil van 2%. Op de weg zijn de snelheden die je met hetzelfde trapvermogen bereikt voor beide fietsen volledig anders omdat daarbij de luchtweerstand domineert; en die verschilt aanzienlijk voor beide fietsen bij dezelfde berijder en hetzelfde trapvermogen.

rollenbank

Afb. 4 Rollenbank type Galaxia (foto Tacx)

Conclusies
1. De intrinsieke weerstand van een goed onderhouden racefiets veroorzaakt circa 5% verlies aan trapvermogen; bij een high racer is dat naar schatting 7%.
2. De grotere intrinsieke weerstand van de high racer wordt veroorzaakt door de extra geleiding van de veel langere ketting.
3. Op een rollenbank kun je het verschil in intrinsieke weerstand meten tussen twee fietsen met dezelfde rolweerstand.

Bronnen
1. Wiel van den Broek: Technische artikelen over de fiets: Vermogen en Krachten, juni 2013. http://www.velofilie.nl/vermogen.htm 
2. Wikipedia: Cassette (fiets). http://nl.wikipedia.org/wiki/Cassette_(fiets)

lees verder

© Leo Rogier Verberne
ISBN/EAN: 978-90-825495-2-2
www.racefiets-ligfiets.nl


Lulu ligfiets-versus-racefiets

De luxe hardcover uitgave is hier te bestellen.