Hoewel uitgelokt door een
ander topic leek het me beter om dit stukje onder een passende kop te zetten in plaats van onder een nietszeggende titel.
Het meten van het rendement van schakelsystemen onder constante belasting, zoals
Andreas Oehler en Friction Facts dat doen, is specialistenwerk en zit dan nog vol valkuilen. Ik wil hier laten zien dat je met gewoon huis-, tuin- en keukengereedschap ook relevante dingen kunt meten aan je eigen fiets. Het aardige is dat je met een uurtje werk over veel onderwerpen die in dit topic aan de orde kwamen redelijk kwantitatieve uitspraken kunt doen. Bijvoorbeeld over vermogensverliezen van derailleurs, het smeren van kettingen, verschil tussen warm of koud, aanlopen van schijfremmen, verliezen in complexe versnellingskasten, etc.
Het idee is dat je de fiets ophangt aan een plafond of op een montagestandaard zet, waardoor het achterwiel vrij kan draaien. Zet de cranks op stand 3-uur en hang een gewicht aan de vooruitstekende crank. Komt de crank dan in beweging en gaat het achterwiel draaien? Hiervoor heb je een gewichtenset nodig, want waarschijnlijk gebeurt er onder de 100 gram niets en bij 1 kilo loopt zelfs de meest krakkemikkige aandrijving. Een handige en goedkope gewichtenset is een set ringsleutels van ca. 6 tot 22 mm. Op een moderne keukenweegschaal met een resolutie van 1 gram kun je die set prima wegen. Voor mijn fiets, met de ketting vóór op het grote blad (44t) en achter ongeveer in het midden, draaide de crank vanaf sleutel 19 (166 gram).
Bij de volgende meting heb ik de ketting verwijderd en gekeken bij welk gewicht de losse crank in beweging komt. Dat was al vanaf sleutel 8 (24 gram).
Daarna heb ik een ongespaakte naaf met cassette ingezet en de ketting, op maat ingekort, buiten de derailleur over kettingblad en middelste achterkransje gevoerd. Een soort single-speed aandrijving. Ik bleek sleutel 11 (46 gram) nodig te hebben om de crank in beweging te krijgen.
Met dezelfde ongespaakte naaf en de ketting wel door de derailleur kwam ik weer op sleutel 19.
Wat kun je hier uit afleiden? Door een ongespaakte naaf te nemen heb ik veel wielinvloeden, zoals aanlopen van schijfremmen, massatraagheid en luchtweerstand, even geparkeerd. Ik heb vastgesteld dat de derailleur ongeveer 120 gram meer nodig heeft. Hoeveel vermogen is dat? Vermogen = kracht x weg/tijd. Met crankarm = 0,175 m, g=10 m/sec^2 en een veronderstelde cadans van 1 pedaalomwenteling per sec, kom ik op 0,120*10*0,175*2*pi*1=1,3W. Dat is ook ongeveer wat je in de literatuur vindt. Het derailleurverlies hangt niet af van het vermogen dat getrapt wordt, omdat hij in de onderloop van de ketting zit. Ik veronderstelde hier dat de wrijvingsweerstanden evenredig zijn met de cadans. Dat is niet vanzelfsprekend, maar vaak wel een redelijke aanname.
Ik vond wel een invloed van het voorblad. Met 44 tanden had ik minimaal sleutel 19 nodig, met 32 tanden sleutel 17 (128 gram) en met 22 tanden sleutel 15 (98 gram). Ik denk dat je dat kunt begrijpen vanuit verschillen in kettingsnelheid.
Schoonmaken en nasmeren van deze ketting had geen invloed. Ik vermoed dat hij al goed gesmeerd was. Aanlopende schijfremblokken hebben wel een grote invloed, wat op deze manier enigszins gekwantificeerd kan worden.
Als je geen in kleine stapjes oplopende gewichtenset hebt, maar wel een hoekmeter, kun je ook kijken bij welke hoek vanaf horizontaal de crank (gedempt) tot stilstand komt. Het effectieve gewicht bereken je dan met factor cos(hoek). In onderstaande foto was dat na 60 graden draaien.
.
