Posted by Wheel-Tec on donderdag 18 september 2014
Uit de voorgaande berichten en de reacties hebben we vastgesteld dat de massatraagheid bij de pendel een factor is. Maar hoeveel beïnvloedt het de resultaten bij metingen van verschillende banden.
Ik ga mijn standaard voorbanden, de F-lite, vergelijken met de Schwalbe One 23 mm raceband.
Twee op de buitenkant van twee F-lites gebonden Michelin radiaal banden van ieder 675 gram leveren een extra gewicht op van 1350 gram. De pendeltijd neemt toe van 69,3 tot 71,7 seconden ofwel 2,4 seconden. Dit is 3,4%. Per 400 gram verschil dus 1%. Dit betekent dat voor elke 100 gram verschil in gewicht een correctie moet worden toegepast van 0,25%.
Een F-lite weegt 286 gram. Een Schwalbe SV7c weegt 91 gram. Twee F-lites en SV7c binnenbanden wegen samen 754 gram.
Een Schwalbe One 23 weegt 145 gram. Een SV6a weegt 75 gram (geen 65 gram zoals op het doosje staat)
Twee Schwalbe One 23 mm en 2 SV6a wegen samen 440 gram. Een combinatie met F-lites vergeleken met Ones verschilt dus 754 - 440 gram is 314 gram. 314 gram * 0,25% = 0,79%
De Schwalbe One 23 van 2015 pendelde op 10 bar 76,1 seconden. Met een correctiefactor van afgerond 0,8% moet dit dus worden: 76,8 seconden.
Geen groot verschil maar zeker relevant.
Het filmpje van Wheel-Tec laat mooi het verschil in massatraagheid zien.
De pendel en de resultaten daarmee worden door velen intensief gevolgd. Veel reacties blijken ook heel nuttig, vooral de opmerkingen van Mathieu van Rijswick snijden hout. De massatraagheid blijkt een rol te spelen. Mathieu merkt op dat het testen van dezelfde banden op zowel 19 mm als 25 mm verschillen oplevert doordat de massatraagheid (MoI) niet wordt meegenomen. Mathieu gaat ervan uit dat de 25 mm velgen zwaarder zijn dan 19 mm velgen. Dat blijkt niet juist te zijn. De 25 mm velg met spaken en trommel weegt 893 gram, de 19 mm velg weegt 916 gram. De smallere 19 mm velg weegt dus 23 gram meer. Die 23 gram leveren voor de massatraagheid geen relevante verschillen op.
Tot nu toe heb ik de stalen platen van de pendel bijeen gehouden met ducttape. Dat werkt maar ziet er niet fraai uit. Ook willen de pakketten stalen platen, totaal 20 stuks van 3,7 kg ieder, nog wel eens iets verdraaien om de staande as. Eerder al waren de platen in vijf pakketten van vier stuks aan elkaar gepuntlast. Gemiddeld wegen de pakketten van vijf platen 14,7 kg en zijn nog goed te hanteren. Nu boor ik door het totale pakket drie gaten van 8,5 mm diameter. Drie draadeinden van 8 mm met boven en onder een moer houden de pakketten nu, mede dankzij een dwarsstang, goed op zijn plaats.
Ik zorg ervoor dat het totale gewicht van de pendel gelijk blijft. Er is een correctiegewicht van 100 gram nodig om de pendel ongeremd waterpas te krijgen. Dit is op de eerste foto net te zien bij de onderste moeren van de dubbele draadstang. Een beetje zilverkleurige lak erop en het geheel ziet er wat fraaier uit.
De reden van deze aanpassing ligt ook in het feit dat ik in de toekomst met de pendel wel eens op reis zal gaan. Er ligt een verzoek van een fabrikant van kunststof en houten velodrome vloeren om de rolweerstand van enkele bestaande velodrome vloeren te meten. Ook ten behoeve van vergelijkende metingen met andere meetapparatuur zoals rollenbanken, is het handig de pendel uit elkaar te kunnen halen. Mogelijk ga ik met Kees Bakker, tester van de Fietsersbond, vergelijkende proeven doen.
Uit mijn vorige bandentest kwamen opvallende verschillen tussen latex binnenbanden en tubeless banden naar voren, in het voordeel van latex binnenbanden. Ik, en met mij Hans van Vugt, hadden daar geen verklaring voor. Er kwamen veel reacties binnen. De meeste daarvan gingen over de waarschijnlijkheid dat vrij in de buitenband bewegende latex vloeistof mogelijk voor veel weerstand zou kunnen zorgen. Dat moet natuurlijk getest worden, maar hoe doe je dat?
Ik maak de volgende opstelling. Eerst leg ik twee F-lite banden op 25 mm velgen op de pendel. Doordat deze banden hoog boven de velg komen, plak in met ducktape twee Michelin radiaal banden tegen de F-lites aan. Deze Michelins raken door hun lagere profiel de asfaltstroken niet. Eerst pendel ik de F-lites 6x waarna ik ook de F-lites met aangeplakte Michelins pendel.
Als ik deze waarden heb giet ik in de Michelins 25 cc latex vloeistof in iedere band. Deze 25 cc weegt 25 gram. Na 6x pendelen giet ik nogmaals 25 cc latex in de beide Michelins waardoor er totaal 50 cc in iedere band zit. Weer worden er 6 runs gemaakt. Ik maak wat foto's en een video waarbij mooi is te zien hoe de vloeistof in de band beweegt.
Ik begin met het weer pendelen van de F-lite 2015 met SV7c band. Kwam deze combinatie in februari van dit jaar tot 69,5 sec, nu is dit 69,3 seconden, een verschil van maar 0,2 seconde.
Nadat de Michelin radiaal banden tegen de F-lites zijn aangeplakt doe ik weer 6 runs. Tot mijn verrassing pendelt deze combinatie 71,7 seconden. Dat is 2,4 seconde of 3,4% langer. De Michelins lopen extreem licht maar zijn eigenlijk loodzwaar. Een enkele Michelin radiaal band weegt maar liefst 675 gram. Er zit twee maal die waarde dus 1350 gram meer gewicht aan de pendel. Kennelijk zorgt dit grotere gewicht voor meer kinetische energie en pendelt de combi meetbaar langer.
Nu giet ik in iedere Michelin band 25 cc latex melk. Opnieuw pendelen levert een tijd op van 70,2 seconden. 1,5 seconde of 2% korter. Verrassend is dat deze combinatie sneller is dan de gewone F-lite zonder aangeplakte radiaal banden.
Aanvullend giet ik nog 25 cc extra latex melk in de banden zodat er in iedere band 50 cc latex melk zit. Totaal in de twee banden 100 cc ofwel 100 gram. Deze combinatie pendelt nu 69,4 seconden. Dat is 2,3 seconden korter dan de combinatie zonder latex melk. Dit is 3,2% korter.
Opvallend is dat deze combinatie nog 0,1 seconden langer pendelt dan alleen de F-lite.
Als laatste haal ik de beide SV7c binnenbanden uit de F-lites en vervang deze door latex binnenbanden. Ondanks dat deze latex binnenbanden met 105 gram 10 gram zwaarder zijn dan de 95 gram wegende SV7c, pendelt deze combinatie 72,3 seconden, 3 seconden en dus 4,3% langer dan de F-lite met SV7c binnenbanden.
Mijn conclusie is dat er inderdaad enige vertraging door de latex melk wordt veroorzaakt. In deze testopstelling is dat met 2% bij 25 cc latex, heel gering. Mogelijk is het effect in de veel langer pendelende radiaal band groter. Het nadeel van latex melk zal in een snel rijdende fiets niet aan de orde zijn, de latex melk wordt dan verdeeld en door de middelpuntvliedende kracht tegen de binnenkant van de band gedrukt worden.
Hieronder een video hoe de latex in de band beweegt.
Het is al een tijdje stil rond de velomobielband. Schwalbe is wel degelijk met de ontwikkeling van deze band bezig. Veel meer mag en kan ik er niet over zeggen, maar ga er maar van uit dat deze testdag vooral ten behoeve van Schwalbe wordt ondernomen. Ter vergelijking lopen een aantal bekende banden mee in deze test.
De pendel, gemaakt door Velomobiel.nl, is door Jan Geel afgemaakt met onder meer een plateautje voor de laserwaterpas. Zelf spuit ik de metalen platen grijs. De verdeling van het gewicht van de pendel, totaal 80 kg, is 3/5 deel onder de as, 2/5 deel boven de as. Dit maakt dat de pendel statig heen en weer zwaait. Het hele gewicht onder de as maakte van de pendel een briesend paard dat bij het loslaten van de stang letterlijk een sprong maakte. Onbruikbaar zo.
De pendel heeft verschillende voordelen boven het van een plateau af laten lopen van een meetwagen. Er kan binnen worden getest zodat wind geen hinder veroorzaakt. De sporing van de drie-wielige meetwagen speelde ons wel eens parten. De starre as met twee wielen kent dit probleem niet. Ook is de temperatuur altijd gelijk in onze garage. Wel moet ik uitzoeken wat de verschillen zijn tussen testen op de tegelvloer in de garage en op een representatieve asfalt en klinkerbestrating. Daarover straks meer.
De beide pakketten met metalen platen boven en onder de as willen wat verdraaien ten opzichte van elkaar. Een aantal stroken Ducttape houden de pakketten nu uitgelijnd. Dan moet ik nog een constructie bedenken om de wielen van de grond te krijgen voor het wisselen van de banden. Een paar houten planken en enkele balkjes doen de job.
Temperatuur is bij het testen van banden van cruciaal belang. Het is buiten al 25 gr. C. In de garage houdt de koeling van de warmtepomp de temperatuur op 22 gr. C. De deuren moeten open om de testtemperatuur binnen en buiten gelijk te krijgen.
Als eerste begin ik met het meten aan enkele referentiebanden. De F-lite is de eerste, gevolgd door de Kojak, de Panaracer Minit Tough en de Schwalbe Durano. De resultaten zijn in het staatje te lezen. Er worden per band en per druk vier metingen gedaan, twee van de ene kant, twee van de andere kant. De pendeltijden worden opgenomen tot tienden van een seconde en daarna gemiddeld. De verschillen tussen de pendeltijden zijn steeds binnen 2%, in heel veel gevallen zelfs binnen 1%. Na de test in de garage loop ik met de pendel naar een asfalt fietspad vlak bij ons huis. Daar blijkt dat de brede banden, zeg rond 50 mm breed, 7% korter pendelen dan binnen. De smallere banden zoals de Kojak en de Panaracer pendelen 10% korter. De metingen op klinkerbestrating zijn niet helemaal betrouwbaar, maar gemiddeld wordt de rolweerstand daar nog 10% hoger dan op asfalt.
Belangrijke conclusie is dat de F-lite nog steeds de lichtst lopende verkrijgbare band is. De Kojak doet het ook goed, al is de Durano nog iets sneller. De blauwe Michelin band loopt veel lichter, maar is niet te koop. De door velen geprezen Panaracer Minits Though doet het minder dan de Kojak en valt dus tegen.
Wat er valt er verder nog te zeggen? De 'geheime' testbanden presteren zeer veel beter dan de snelste in de handel verkrijgbare banden. Schwalbe is weer goed bezig. Deze experimentele banden ga ik nu onder mijn Quest leggen en in de dagelijkse praktijk aan de tand voelen.
Op 25 juli beschreef ik hier het bestaan van een pendel banden testapparaat. Op mijn verzoek of Allert van Velomobiel.nl zo'n apparaat voor me wil maken was ie direct bereid dit te doen. Allert maakt het apparaat, ik zorg voor het nodige gewicht om het apparaat te laten pendelen. Van Medipoort uit Zaandam krijg ik een groot aantal metalen platen van 32 x 24 x 0,65 cm. Deze platen wegen 3,75 kg per stuk zodat er zo'n 20 nodig zijn om de totaal benodigde 80 kg te bereiken. Gisteravond heb ik besteed om de roest van de platen te schuren en ze schoon te maken.
Vanmiddag rij ik naar Dronten waar de pendel in principe klaar staat. De eerste proeven zijn gedaan met een klauwplaat als tegengewicht. Dat werkt goed maar om betrouwbare metingen te krijgen moet de pendel evenveel wegen als de druk op beide voorwielen van een velomobiel plus bestuurder. Allert last steeds vier platen aan elkaar. Totaal ontstaan er zo vijf pakketten van ieder vier platen. Hierbij blijft het geheel hanteerbaar. De platen worden aan de onderkant bevestigd en we doen een eerste proef. De pendel reageert heel heftig en de banden slippen zelfs over de vloer. Zelfs op het asfalt buiten blijken de wielen nog steeds te slippen. Het is duidelijk dat er gewicht boven de as moet worden aangebracht om het pendelen beheerst te laten verlopen. Een klauwplaat op de bedieningsstang zorgt inderdaad voor een beheerste pendel werking. Dit betekent dat er minimaal één, mogelijk wel twee van de vijf pakketten platen boven de as moeten worden bevestigd. Het is al laat in de middag en de verandering kost wel een paar uurtjes. Nadat Allert mijn gebroken GPS steun heeft gelast rij ik via de Houtribdijk weer naar huis.
Voor het vertrek kijk in naar een opvallende auto die tegenover het bedrijfspand is geparkeerd. Het is de Audi A1 van Theo die een wel heel opvallende staart heeft. Het doel, meer bagageruimte met een 10% lager brandstofverbruik is gerealiseerd. Voor de liefhebber van een zuinige auto, deze auto met 1.2 liter dieselmotor verbruikt met staart gemiddeld 1:33. Theo komt per liter diesel 3 kilometer verder dan zonder staart. Voor meer informatie kijk even op de site van Theo.
Banden testen is een hachelijke bezigheid. Er zijn enorm veel variabelen in het spel die de betrouwbaarheid van het eindresultaat beïnvloeden. Het begint al met de ondergrond. Vloertegels, glad asfalt of ruwe straatstenen geven totaal verschillende resultaten met dezelfde band. De temperatuur is van groot belang. Zelfs enkele graden temperatuurverschil beïnvloeden de resultaten sterk. De vochtigheid van de ondergrond heeft een belangrijk effect op onder meer microslip. De wind speelt buiten een heel grote rol. Buiten is testen met windsterkten sterker dan Bft 2 uit den boze. Dit zijn de omstandigheden.
Het apparaat waarmee getest wordt kan ook een belangrijke verstorende factor zijn. Het rijden met bijv. een velomobiel van een helling levert een variabele luchtweerstand op. Zelfs lagers kunnen een factor zijn. De meetwagen van Velomobiel.nl voor gebruik binnen lost enkele problemen op, maar lagerweerstand en uitlijning kunnen het resultaat makkelijk verstoren. Een probleem is dat de locatie niet meer beschikbaar is en nieuwe vergelijkende proeven dus niet meer kunnen worden uitgevoerd.
Zijn er alternatieven? Alle bandenfabrikanten gebruiken een rollenbank testmachine. Een dergelijke rollenband is alleen redelijk betrouwbaar als de rol heel groot is. Bij kleinere rollenbanken ontstaat er een niet-representatieve indrukking van de band. Rollenbanken zijn dure machines die een privé persoon voor zijn hobby niet kan verantwoorden.
In het boek 'The world's most fuel efficient vehicle' staat een banden test apparaat dat aan veel bezwaren van de tot nu toe gebruikte methode een eind maakt. Het is een apparaat dat bestaat uit twee wielen die door een as aan elkaar zijn verbonden. Het geheel is star, dus de wielen zitten muurvast aan elkaar. Excentrisch wordt een gewicht tussen de beide wielen bevestigd. Er zit een stang met een knop op waarmee het geheel naar één kant kan worden getrokken. Dan wordt de stang losgelaten en gaat het geheel heen en weer bewegen. Gelijktijdig wordt de stopwatch ingedrukt en als het geheel weer stilstaat wordt de tijd gestopt. Hoe langer het apparaat oscilleert hoe lager de rolweerstand. Testen kunnen makkelijk zowel binnen als buiten plaats vinden. Veel meer ruimte dan 30 x 30 cm is niet nodig.
Het apparaat blijkt in de praktijk bij de testen voor de in het boek beschreven testwagen Paccar II prima te werken. De Paccar II bleek te kunnen beschikken over Michelin 406 tubeless radiaal banden met een rolweerstand van 0,00081. De snelste voorband die we nu kennen, de GoCycle heeft een rolweerstand van 0,00284. Zelfs de lichtst lopende band die we nu gebruiken, de GoCycle, loopt dus nog altijd 3x zo zwaar als de Michelin band. Er is dus nog heel veel winst te boeken.
Vanmiddag ben ik bij Velomobiel.nl voor het afleveren van enkele toer- en racekappen. Op mijn vraag of Allert bereid is zo'n apparaat voor me te maken, is ie dat direct. Wel brainstormen we over een oplossing waar de wielen snel kunnen worden verwisseld. We besluiten een dikke centrale pijp te gebruiken waarin assen worden gezet waar de wielen zonder lagers goed op passen. Met een simpele moer worden de wielen vastgezet. Hiermee kunnen zowel 20 als 26 inch wielen worden gemonteerd. Voor 20 inch zullen zowel 19 mm als 25 mm velgen worden ingespaakt. De gewichten zullen bestaan uit halter gewichten tot een totaal gewicht van tussen 75 en 80 kg. Uitgangspunt is een velomobiel van 30 kg en bestuurder van 80 kg. Totaal 110 kg gedeeld door drie maal twee maakt dat de testwielen dezelfde belasting krijgen als een velomobiel met bestuurder.
We zullen ter vergelijking binnenkort een aantal banden, waaronder de Tryker, testen door middel van rolproeven. Hiermee kan ik de referentie met het oscillerende apparaat realiseren.
