Rollwiderstand-Rechner

Der Rollwiderstand ist die Kraft, die der Bewegung entgegenwirkt, wenn ein Rad, Reifen oder anderer runder Körper über eine Oberfläche rollt. Anders als der Luftwiderstand tritt er auch bei sehr niedriger Geschwindigkeit auf. Er entsteht durch wiederholte Verformung von Reifen und Fahrbahn, innere Hysterese im Gummi, Lagerverluste und kleine Änderungen der Aufstandsfläche. Ein dimensionsloser Rollwiderstandskoeffizient, meist Crr genannt, fasst diese Effekte für einen bestimmten Reifen, Untergrund, Druck, eine Last und einen Betriebszustand zusammen. Der Rechner nutzt die übliche technische Näherung: Kraft gleich Crr mal Normalkraft. Auf ebener Strecke ist die Normalkraft Masse mal Fallbeschleunigung. Die Rollwiderstandskraft beträgt daher Crr mal Masse mal Fallbeschleunigung und wird in Newton ausgegeben. Die Leistung ist die pro Zeit erforderliche Arbeit zum Überwinden dieser Kraft bei konstanter Geschwindigkeit. Sie ergibt sich aus Kraft in Newton mal Geschwindigkeit in Metern pro Sekunde. Das Ergebnis ist Watt, da ein Watt einem Newtonmeter pro Sekunde entspricht. Typische Koeffizienten unterscheiden sich erheblich. Ein gut aufgepumpter Fahrradreifen auf glattem Belag kann etwa bei 0.003 bis 0.006 liegen. Pkw-Reifen auf Asphalt liegen oft bei 0.008 bis 0.015. Weicher Boden, Kies, zu geringer Reifendruck oder stark verformbare Reifen können den Koeffizienten deutlich erhöhen. Veröffentlichte Werte eignen sich für erste Analysen; wenn Effizienz, Rennleistung, Akkureichweite oder die Auslegung des Antriebs davon abhängen, sind gemessene Ausrolldaten besser. Das Modell setzt ebene Fahrt, einen konstanten Koeffizienten und gleichbleibende Geschwindigkeit voraus. Es enthält keinen Luftwiderstand, Steigungswiderstand, keine Beschleunigung, separat modellierte Radlagerreibung, Getriebeverluste oder Nebenverbraucher. Bei Autobahntempo kann die aerodynamische Leistung größer als die Rollleistung sein, weil die Luftwiderstandskraft ungefähr mit dem Quadrat der Geschwindigkeit wächst. Für den Gesamtbedarf eines Fahrzeugs addieren Sie Luft- und Steigungswiderstand zur Zugkraft, multiplizieren diese mit der Geschwindigkeit und berücksichtigen anschließend den Antriebswirkungsgrad. Verwenden Sie die gesamte bewegte Masse einschließlich Insassen und Ladung, nicht nur die Leermasse. Halten Sie die angezeigten SI-Einheiten ein und wählen Sie einen Koeffizienten, der tatsächlichen Reifendruck und Fahrbahn widerspiegelt. Die Fallbeschleunigung ist für die Erde auf 9.81 Meter pro Sekunde zum Quadrat voreingestellt, bleibt aber für Lernzwecke oder Berechnungen außerhalb der Erde änderbar. Die Kraft ermöglicht Reifen- und Untergrundvergleiche; die Leistung macht den Energiebedarf bei der gewählten Geschwindigkeit unmittelbar deutlich.