English Nederlands

RACEFIETS versus LIGFIETS

Leo Rogier Verberne


B 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, maar ook in de lagers en de assen (naven), ontstaat wrijving. Dat vormt de intrinsieke weerstand van een fiets. Hierdoor gaat een deel van het trapvermogen als warmte verloren en kan dat niet 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 Tijdritfiets op de baan: op de achteras één tandwieltje
(Chris Boardman/Getty Images)

Racefiets
De racefiets en de high racer hebben op de achteras een cassette met 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 van de ketting 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 de rollenbank waterpas staat. Dus de snelheid die je ontwikkelt, is alleen afhankelijk van de rolweerstand (Rr) en de intrinsieke weerstand van de fiets (Rb). De racefiets en de high racer die we hier vergelijken hebben dezelfde rolweerstand (volgende hoofdstuk). Dus het verschil in snelheid tussen beide fietsen op de rollenbank 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%.

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 ligfiets wordt veroorzaakt door de 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
2. Wikipedia.nl: Cassette (fiets)

lees verder

© Leo Rogier Verberne
ISBN/EAN:978-90-830515-0-5
www.recumbentcycling.org