• Startpagina
• Even voorstellen
• Waarom een ligfiets?
• Logboek
• Mijn ligfietsen
• Milieu
• Statistiek
• Theorie
• Links
• E-mail

Er zijn op internet veel beweringen te vinden over rolweerstand in relatie tot banddikte, wieldiameter en banddruk.

De algemene strekking is:

- Rolweerstand neemt af als banddikte toeneemt (bij gelijke banddruk).
- Rolweerstand neemt af met toenemende banddruk.
- Rolweerstand neemt af met toenemende wieldiameter.

Meer concrete beweringen:
- Rolweerstand is omgekeerd evenredig met de banddruk
- Rolweerstand is omgekeerd evenredig met de wieldiameter

Over de mate van afhankelijkheid van de banddikte is er niet veel concreets te vinden.

Om voor mezelf te bepalen wat voor effect een bredere band en/of een grote wielmaat heeft op de rolweerstand heb ik geprobeerd één en ander te herleiden.

Uitgangspunt hierbij is geweest: De rolweerstand is rechtevenredig met de bandindrukking.

Resultaat:

Wanneer de rolweerstand van een bepaald type band bekend is, dan kan de rolweerstand van een zelfde bandtype met identieke bandenspanning maar met andere afmetingen (bandgrootte en banddikte/breedte) worden benaderd met:

Rolweerstandseffect als functie van bandafmetingen

Uit de formule blijkt dat vooral de wielgrootte bepalend is voor de rolweerstand. De rolweerstand is meer dan lineair afhankelijk van de verhouding tussen de wieldiameters.
De bandbreedte heeft ook invloed maar deze is slechts gerelateerd aan de vierkantswortel uit de verhouding tussen de banddiktes.

Herleiding:
De bandvoetafdruk kan worden berekend vanuit de geometrie van de band (banddikte en diameter) en de banddruk.
Het oppervlakte A van de bandvoetafdruk volgt uit: A = m * g / P met P = banddruk, m =massa fiets en fietser, g is zwaartekrachtversnelling.
Als de bandindrukking op dH wordt gesteld, dan kan de lengte (L) van de voetafdruk worden berekend vanuit: Rw^2 = L^2 + (Rw-dH)^2
De breedte van de voetafdruk volgt uit: Rb^2 = B^2 + (Rb-dH)^2
Met behulp van numerieke integratie kan dan vanuit A de bandindrukking dH worden benaderd.

Aangenomen is dat de rolweerstand evenredig is met de bandindrukking dH en omgekeerd evenredig met de wieldiameter.
De bandindrukking is daarbij een maat voor de vervorming van de band. De lineaire afhankelijkheid van de wieldiameter volgt uit de hefboomwerking van een wiel.
Hoe groter de diameter, hoe makkelijker het wiel oneffenheden kan overbruggen. De bandindrukking kan daarbij worden gezien als een oneffenheid.

In onderstaande tabel is voor een aantal bandenmaten de theoretische bandindrukking bepaald (uitgaande van belasting per wiel van 45 kg)

*Bandmaat 47-382 is opgegeven om alleen het effect van een bredere band op dH te berekenen bij een exact gelijke wieldiameter als bij de bandenmaat 35-406

Samenvatting:

Een groter wiel zal sneller tot een lagere rolweerstand leiden dan een bredere band.
Zeker als de banddruk van een brede band lager moet zijn als van een smallere band zal het effect van de afnemende toegestane banddruk als snel groter zijn dan de positieve invloed van de toegenomen banddiameter.

In mijn situatie, uitgaande van Marathon Plus banden, banddruk 6 bar en totaal massa van 94 kg kan ik verwachten dat:
Met de overgang van een 20 inch wiel (35-406) maar een 24 inch wiel (40-509) de rolweerstand met circa 25 % afneemt.
Dit zou het benodigd vermogen van 62 Watt om de rolweerstand te overwinnen reduceren naar 46,5 Watt.
Bij een gelijkblijvend totaal vermogen zal de snelheid dan toenemen van 28 naar 29 km per uur.
Bij het gelijk houden van de snelheid van 28 km/h is er voor de 24 inch uitvoering slechts 90% van het vermogen nodig t.o.v. de 20 inch uitvoering.