Vorlage:Reifenbreite und Rollwiderstand/Physik

Hintergründe

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Grundlagen

Rein physikalisch ist die Aussage sogar beweisbar, allerdings nur theoretisch. In der Praxis siehts dann anders aus.

Der Rollwiderstand ist die Kraft, die beim Abrollen eines Rades entsteht und der Bewegung entgegen gerichtet ist. Der Rollwiderstand ist etwa proportional zur Normalkraft. Als Kennwert wird der Rollwiderstandskoeffizient c_R gebildet. Die Konstante c_R hängt neben der Materialpaarung von der Geometrie ab. Bei Luftreifen ist der Koeffizient stark vom Innendruck abhängig. Die Rollreibung verhält sich antiproportional zum Reifeninnendruck. Der absolute Beitrag der Rollreibung der Reifen zur Gesamtreibung bei normalen Geschwindigkeiten (< 4 m/s) ist wesentlich geringer als der des Luftwiderstandes von Fahrrad und Fahrer. Der Luftinnendruck wiederum ist wesentlich einflussreicher als Materialmischung, Gewebeart oder Reifenbreite.

Christian Smolik

Der Rollwiderstand sinkt mit steigendem Luftdruck, da er den Reifenwulst [...] verkleinert

Walkwiderstand

Beim Abrollen von Luftreifen auf der Fahrbahn plattet sich der Reifen ab. Seitlich bildet sich ein Wulst, der sich im Kontakt mit der Fahrbahn ständig auf- und abbaut. Das stellt eine ständige Walkarbeit dar, die mit Reibungsverlusten verbunden ist. Bei höherem Luftdruck drückt sich der Reifen weniger stark ein, Wulst und Walkarbeit reduzieren sich.

Abrollwiderstand

Auch vor dem Reifen bildet sich ein Wulst [...], der den Aufstandspunkt des Reifens leicht nach vorne verlagert. Das Rad muß also ständig über seinen Wulst abrollen, der eine kleine Kippkante darstellt. [...] Der "Rollwiderstandsbeiwert" [...] hat für normale Fahrradbereifung bei 28-Zoll-Laufrädern und 4 bar Luftdruck einen Wert von etwa 0,01, der sich bei guten Rennreifen (Continental "Olympic) und 8-9 bar Luftdruck auf etwa 0.002 reduziert.

Sheldon Brown

Zitat (englisch)	deutsche Übersetzung
There are four ways to reduce this friction, each subject to trade-offs The thinner and softer the rubber/fabric of the tire are, the more flexible they become. The trade-off with this is that the thinner the tire gets, the more fragile it is, and the sooner it will wear out. The higher the air pressure, the less the tire will deflect. The trade-off with this is that if you pump the tire up too hard, you lose the benefits of pneumatic tires: the ride becomes excessively harsh, and traction will be reduced. In addition, extremely high pressures require a stronger (heavier) fabric and stronger (heavier) rim flanges. When riding on a smooth surface, rolling resistance does decrease theoretically with any increase in pressure, but with modern, high-quality tires the rolling resistance at correct inflation pressure is already so low that the infinitesimal reductions gained are more than outweighed by the trade-offs.	Es gibt 4 Wege, die Reibung zu vermindern, jeder bedeutet Kompromisse Je dünner und weicher der Gummi bzw. das Material des Reifens werden, umso flexibler wird er Der Kompromiß dabei ist, daß der Reifen umso anfälliger ist und schneller verschleißt, je dünner er ist. Je höher der Luftdruck, umso weniger wird der Reifen walken. Ein weiterer Kompromiß ist es, daß der Reifen, wenn er zu stark aufgepumpt wird, die Vorteile des Luftreifens verliert und die Fahrt übermäßig rauh wird, die Traktion reduziert wird. Außerdem erfordert extrem hoher Druck stärkeres (schwereres) Gewebe und stabilere (schwerere) Felgenschultern. Beim Fahren auf glatten Oberflächen verringert sich der Rollwiderstand theoretisch mit Ansteigen des Reifendrucks. Bei modernen und hochwertigen Reifen ist der Rollwiderstand bereits so niedrig, daß die Gewinne vernachlässigbar sind.
In practice, riding surfaces aren't perfectly smooth, and overinflation actually increases rolling resistance, due to vibration.	In der Praxis ist die Fahrbahn nie perfekt glatt. Vibrationen durch zu harte Reifen erzeugen Rollwiderstand.
Tire width and pressure are inextricably linked. It is a serious mistake to consider one independently of the other. Generally, wider tires call for lower pressures, narrower tires call for higher pressures.	Reifenbreite und Druck sind untrennbar miteinander verbunden, es ist ein schwerwiegender Fehler, sie separat zu betrachten. Breite Reifen erfordern generell einen niedrigeren Innendruck, schmale Reifen einen höheren Druck.
So, a wider a tire would ride harder, and need stronger fabric, if inflated to the same pressure.	Ein breiterer Reifen fährt sich härter und bräuchte ein festeres Gewebe, wenn er mit dem gleichen Druck wie ein dünner aufgeblasen wäre.

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