zaterdag 19 januari 2013

Bandentest bij vrieskou

Vandaag doe ik een eerste, zeer beperkte, test op de asfaltgoten bij vrieskou. Vorige week bracht Bas Laureijssen van Dura Vermeer me een kilo asfalt met heel kleine steentjes. Hiermee vulde ik enkele iets te grote holten in het asfalt. Eerder heb ik ter vergelijking foto's gemaakt van recent aangelegde asfaltwegen. Daaruit bleek dat deze wegen meestal een iets gladdere structuur hadden dan 'mijn' asfaltgoten. Niet zo gek natuurlijk, een tonnen wegende echte wals krijgt asfalt beter verdicht dan een handmatige wals.
Het nieuwe asfalt met de kleine steentjes heb ik met de föhn verhit en met een breed plamuurmes de oneffenheden opgevuld. Uiteraard wel met een realistisch resultaat. Daarna met wat metselzand ingestrooid. De daarop volgende dagen heb ik de goten regelmatig in de garage belopen en er stof en straatvuil overheen gesmeerd.

Nu de goten helemaal naar mijn zin zijn is het tijd voor een proef die al even op het programma staat, testen bij vrieskou. Het vriest vannacht -4.5 C. Overdag blijft de temperatuur op -4.0 C. Het waait Bft 5 tot 6 en de gevoelstemperatuur is -12.0 C. Ik rol de goten naar buiten en leg ze op de koude stenen. De banden, Kojaks 20" op 25 mm velgen, breng ik nauwkeurig op 5 bar. Ook de pendel wordt naar buiten gerold om af te koelen.

Ik breng alles in gereedheid om razendsnel te kunnen meten. Na twee uur sleep ik de goten naar binnen, direct daarna rol ik de pendel naar binnen. Oops, wat is die aluminium bedieningspoot koud. Binnen enkele seconden staat de pendel te slingeren.
Direct is te zien dat de pendel veel eerder stil staat dan bij temperaturen rond 20 gr. C.

De resultaten zijn veelzeggend. Bij een temperatuur van 18,3 gr. C. pendelt bij 5.0 bar de Kojak draadband 47,5 seconden. Bij -5.0 gr. C, later op de dag 's nachts gemeten, staat de pendel al na 32,9 seconden stil. Dat betekent dat gerekend vanuit de lage temperatuur, de Kojak bij 18,3 gr. C maar liefst 45% minder rolweerstand heeft. Bekijk je het vanuit de hogere temperatuur, dan pendelt de Kojak bij -4 gr. C. 30,8% zwaarder. Dat zijn heel significante verschillen.

Als laatste meet ik nog even de druk in de band na. De twee uur eerder in de band gepompte 5.0 bar is nog maar 4.7 tot 4.8 bar. De vrieskou heeft voor een 0.25 bar lagere druk gezorgd.

Ik zet de pendel weer in de kou en laat de goten in de garage liggen. Het lijkt me goed om te weten of dit verschillen oplevert. Als de goten anderhalf uur opgewarmd zijn, ze voelen nog steeds wel koud aan, doe ik de metingen opnieuw. De pendeltijden nemen met 4 seconden toe. De rolweerstand neemt dus met ruim 10% af. Banden en wegdek spannen dus samen om de rolweerstand te verhogen.

Er staan nog meer koude tests op het programma. De volgende 20" banden zijn daarvoor kandidaat:
-Ultremo ZX
-F-Lite
-Marathon Plus

In 26" zal ik de Marathon Plus testen.

De temperaturen waarbij ik zal trachten te testen zijn -5, 0, 6 en 12 graden C.
Samen met Clement Pillette moeten we dan tot een nauwkeurig inzicht kunnen komen waarom en hoeveel zwaarder onze velomobielen tijdens dit koude jaargetijde rijden. Hierbij wordt de lagere luchtdicht bij deze temperaturen meegerekend. Vast staat al dat het leeuwendeel van de vertraging in de banden gezocht moet worden.


13 opmerkingen:

Maarten zei

Het verschil in druk tussen oppompen en meten is geheel te verklaren uit het verschil in temperatuur.

Ideale gaswet: pV = nRT. Het volume V en hoeveelheid gas n blijven gelijk, R is een de gasconstante. We houden dus over dat p evenredig is met T (in Kelvin!).

Aanname: je hebt je band opgepompt in een garage, van ongeveer 18°C. Als je dan de druk opnieuw meet bij –4°C, dan kom je inderdaad uit op 4,7 bar, of zelfs iets minder.

Advies: altijd je band oppompen bij de temperatuur waarmee je ook gaat rijden. Dan heb je er een stuk meer controle over.

De bobslee-Strada 119 zei

Hi Wim,

Dan is het niet gek dat het fietsen door de vrieskou zo zwaar lijkt te gaan. Zelfs de spijkerbanden lijken nog zwaarder te lopen bij -8 dan bij +5, maar dat klopt dan dus gewoon. Ik maar denken dat de fiets zwaarder liep of dat m'n conditie minder werd!
Nuttig dit soort testen.

Groeten, Adri.

Peter de Rond zei

Hallo Wim,
Ik ervaar ongeveer 5 tot 10% lagere snelheid als ik met dit weer fiets.
Ik zomer en winter met F-lite en dan lekker hard. 6 bar, heb je ook geen lekke banden. Dit is mijn ervaring.

Maarten zei

Overigens reageert ook het rubber op de lagere temperatuur, het is niet alleen de druk die voor een andere rolweerstand zorgt. Voor een goede vergelijking lijkt met wel dat je de druk bij de meet-temperatuur onder controle wilt houden.

Gerrit zei

De gevoelstemparatuur geld ook voor de banden ? dus als het -4 is en door de wind lijkt het -10 voelt de band dan -10 of -4 ?
De Mango was vandaag ook slecht op snelheid te krijgen.

Wim, deze zin lijkt me niet helemaal te kloppen , moet het niet luchtdichtheid zijn ?

rob, nieuwegein zei

Dat verklaard waarom ik gisteren met moeite de 40km per uur kon halen met de veel geprezen Kojak.

Quezzzt zei

Betekend dit dat als ik nu 45 km/u rijd met gemak bijna 60 km/u haal bij 20 graden ??

Geintje hoor Wim ;-)

Het maakt wel beter inzichtelijk waarom we snelheidsverlies ervaren.

Magic Bullet zei

Mooie test, leerzaam en logisch gezien de veel stuggere eigenschappen van rubber bij lage temperatuur. Het bevestigt ook mijn waarnemingen bij mijn 3 uitroltests: de koudste dag was de minst snelle voor de Kojak referentie.

@ Maarten. Ik denk dat dit verschil grotendeels toe te schrijven is aan het stijver worden van band bij lagere temperatuur. De 0.25bar druk maakt bij een Kojak bij kamertemperatuur hooguit een paar seconden pendelen uit, veel minder dan de bijna 16sec die Wim vindt. Immers:

Van 6 naar 5bar is 52.5 naar 52.2sec bij kamertemperatuur, als ik de tabel van 04 dec 2012 van Wim erbij pak. Kojak 4bar 20 inch 20oC missen we, daarmee zou je het helemaal zeker weten.

Wim Schermer zei

Dag Gerrit,
-4 blijft voor de pendel -4. De gevoelstemperatuur is iets voor mensen. Pendels hebben geen gevoel.
Groeten,
Wim

Marcel Tisseur zei

Wim,
de dichtheid van lucht zal bij lagere temperaturen toenemen ( de moleculen bewegen minder waardoor ze dichter op elkaar gaan zitten ).
Door deze "dikkere lucht" kun je bij lagere temperaturen een hogere fiets weerstand waarnemen.
Dichtheid van lucht is bij 273 K en 101kPa 1,29 kg/m³

Maarten zei

@Magic Bullet: Het stugger worden van het rubber van de band is inderdaad de belangrijkste oorzaak van het zwaarder lopen. Maar het drukverlies dat Wim constateert is wel volledig toe te schrijven aan het temperatuurverschil.

Ook een leuk weetje: de meeste materialen krimpen als ze kouder worden, behalve rubber: dat zet juist uit. Niet dat dit voor banden heel erg van belang is, het karkas van de band is immers niet van rubber gemaakt.

Magic Bullet zei

Nog een parameter waardoor je bij kou langzamer gaat: hogere viscositrit vd olie in de aandrijflijn...

Wim Schermer zei

Magic Bullet,
Dat klopt voor de fiets, niet voor de pendel. Daar staat alles vast.
Groeten,
Wim