Fakten zur Effektivität von Schaltungen

[Harry]

man hätte das bild von der fahrradzukunft verlinken können oder vll. müssen. hab das aktuelle urteil nicht gelesen. aber schau mal wo der link hinführt. ibc. und dort steht das bild ohne kommentar.

[Motte]

Das Bild ist in diesem Fall kein "embedded content" . Wir sollten das aber nicht hier in diesem Thread weiter diskutieren.
Hier geht es um das Titelthema.

Dass die NuVinci nicht so einen Wirkungsgrad hat wie andere Nabenschaltungen überrascht mich bei einem auf Reibung basierenden System jetzt nicht sonderlich. Dafür kann man halt stufenlos regeln. Und irgendwann einmal - mit der lernenden Automatikschaltung - optimal der eigenen Leistungsfähigkeit angepasst. (Utopia geht da mit seinem am heimischen PC anpassbaren E-Bike Assistenz - System einen interessanten Weg).

[EmilEmil]

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Bei einem Gesamtwirkungsgrad von etwa 25 Prozent (Radler und Fahrrad)
sind die Unterschiede bezüglich Verluste der hier dargestellten Schaltsysteme
für den Normalradler unrelevant.
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Speedsix

Hallo @Speedsix, da geht aber etwas durcheinander.
Die genannten 25 % Gesamtwirkungsgrad (für Rad und Radler ) beziehen sich nur auf den Radler. Es ist der physiologische Wirkungsgrad eines Durchschnitts-Menschen und bezieht sich auf den Anteil der zu sich genommenen Energie, der als Nutzarbeit eingesetzt werden kann.
Ein 70 [kg] schwerer Mann benötigt täglich ca. 7100 [kJ] Energie ( = 1680 [kcal]) um seinen Grundumsatz zu decken. Energie geteilt durch die Sekunden ergibt den Leistungswert. Bezogen auf den ganzen Tag ( = 86400 [sec] ergibt sich eine Grundumsatz-Leistung von 85 [Watt].
Jede darüberhinausgehende Körperaktivität zählt dann zum Leistungs-bezogenen Umsatz. Bei normaler Bürotätigkeit sind das am Tag ca 620 [kcal] (Energie), so daß sich insgesamt ein Tagesumsatz von 2400 [kcal] ergibt. Bei einer Bergettape der Tour de France kann dieser Umsatz Werte von 12000 [kcal] pro Tag erreichen.
Nehmen wir nun Zwillinge von gleicher Fitness und auf dem gleichen Rad (eins davon mit Rohloff und das andere mit NuVinci), deren Aufgabe darin besteht, eine Steigung mit konstanter Geschwindigkeit hochzufahren, so daß 200 [Watt] Nettoleistung auf die Straße gebracht werden müssen.
Läßt man andere Wirkungsgradverluste (sind für beide gleich) unberücksichtigt, so muß der
Rohloff-Radler 200 [Watt]/96 % = 208.3 [Watt]
und der
Nuvinci-Radler 200 [Watt]/86 % = 232.6 [Watt]
an der Kurbel zur Verfügung stellen.
Das sind 24.3 [Watt] (fast 12 %) Unterschied. 12 % können, wenn am Leistungs-Maximum gefahren wird, über absteigen oder hochfahren entscheiden.
MfG EmilEmil

[Weinbergschnecke]

"Bei einem Gesamtwirkungsgrad von etwa 25 Prozent (Radler und Fahrrad)
sind die Unterschiede bezüglich Verluste der hier dargestellten Schaltsysteme
für den Normalradler unrelevant."
Den Gedankengang kann ich nicht nachvollziehen. Der Wirkungsgrad des menschlichen Körpers spielt hier doch gar keine Rolle.
Relevant ist nur die Leistung, die ein Radfahrer abgeben kann und wie gut die in Vortrieb umgesetzt werden kann. Habe ich eine Nabenschaltung mit schlechtem Wirkungsgrad, verpufft ein Teil der Tretleistung bereits vor Ankunft am Laufrad, sprich wird durch die Reibung im Wärme umgesetzt. Das ist nicht anders, als wenn ich leichten Gegenwind habe: Entweder muss ich langsamer fahren oder stärker strampeln.
Zu den Autos: " Ein gutes Handschaltgetriebe hat nahezu keinen Verlust, ein Automatikgetriebe liegt bei 90 bis 95 % Wirkungsgrad." Quelle: http://www.mobility20.net/pi/index.php? ... eID=211231
Das bezieht sich natürlich auf eine hohe Motorleistung, während der Mensch ja eher ein schwacher "Motor" ist und deshalb hier die Getriebeverluste prozentual hoch sind. Ein Vergleich ist deshalb wenig aussagekräftig.

[EmilEmil]

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Zu den Autos: " Ein gutes Handschaltgetriebe hat nahezu keinen Verlust, ein Automatikgetriebe liegt bei 90 bis 95 % Wirkungsgrad." Quelle: http://www.mobility20.net/pi/index.php? ... eID=211231
Das bezieht sich natürlich auf eine hohe Motorleistung, während der Mensch ja eher ein schwacher "Motor" ist und deshalb hier die Getriebeverluste prozentual hoch sind. Ein Vergleich ist deshalb wenig aussagekräftig.

Die Getriebeverluste haben mit der Motorleistung nur insoweit einen Zusammenhang als das Getriebe diese Motorleistung verkraften muß. Das ist dann ein Festigkeitsproblem. Ein manuell-schaltbares KfZ-Getriebe hat einen Wirkungsgrad von ca 98 %. Da liegt eine Rohloff-Nabe fast gleichauf. Denn bei dem Wert für das Kfz-Getriebe muß berücksichtigt werden, daß die Verluste für die Antriebswellen (Ausgleichsgetriebe usw ..) nicht eingegangen sind.
Auch, wenn man die relativ geringe menschliche Antriebsleistung betrachtet, gibt es keine direkte Rückwirkung auf die Getriebeverluste des Rades bei einem System Rad/Radler. Die magenta gekennzeichnete Aussage von @Weinbergschnecke ist falsch.
Die geringe Leistung eines Radlers (Hobby/Freizeitradler ~ 200 [Watt]) werden bei im Vergleich zum KfZ geringen Drehzahlen abgegeben, daher sind die Drehmomente ähnlich groß. Das Festigkeits-Problem ist bei Fahrradgetrieben stets präsent. Die Übersetzung von ca 2:1 ins Schnelle durch den Kettentrieb bedeutet eine "Erleichterung" für die Nabengetriebe. Vergleichbare Tretlagergetriebe müssen stets schwerer ausfallen. Man Vergleiche mal Rohloff mit dem Pinion-Getriebe !
Und @Motte es macht sicher Spaß, wenn man abgestiegen ist und schiebt, daß man die NuVinci stufenlos regeln kann. Mit etwas muß man sich die Zeit ja vertreiben

MfG EmilEmil

[Pibach]

Zu den Autos: " Ein gutes Handschaltgetriebe hat nahezu keinen Verlust, ein Automatikgetriebe liegt bei 90 bis 95 % Wirkungsgrad." Quelle: http://www.mobility20.net/pi/index.php? ... eID=211231
Das bezieht sich natürlich auf eine hohe Motorleistung, während der Mensch ja eher ein schwacher "Motor" ist und deshalb hier die Getriebeverluste prozentual hoch sind. Ein Vergleich ist deshalb wenig aussagekräftig.

Hier habe ich gefunden: "Konventionelle Schaltgetriebe für Pkw erreichen Wirkungsgrade um 95%; Automatikgetriebe haben dagegen einen kleineren Wirkungsgrad, der um 91% liegt."
Das scheint mir etwas realistischer.

[Weinbergschnecke]

Hallo, die Angaben für den Wirkungsgrad von Getrieben schwanken tatsächlich enorm stark. Volkswagen gibt für seinen Sechsgangautomaten gar nur 83% an, dagegen hätte das DSG 7 91% Wirkungsgrad. Hier http://www.auto-motor-und-sport.de/test ... 96984.html wird für ein CVT Getriebe sogar von einem Wirkungsgrad von bis zu 98% gesprochen.
Das hilft uns aber bei den Fahrradnabenschaltungen wenig weiter. Fakt scheint dort zu sein, nur ein Getriebe im Ölbad liefert besten Wirkungsgrad.

[Motte]

Ja, und geradverzahnte Getriebe laufen leichter aber lauter.

Beim Auto ist das doch egal - da werden dann eben 2 oder 3 PS, von den 180, am Getriebe verbraten - was soll`s?
Die ganze Elektrik moderner Autos fordert über die Lichtmaschine ja auch ihren Tribut an Sprit und an Motorleistung. Von den Heizungen und Klimaanlagen gar nicht zu reden

Meine Ausgangslage bei Otto Normalradler lag immer so bei 100 Watt - zumindest spukt mir diese Zahl noch im Kopf herum. Muss ich aber noch mal genau nachschauen. Emilemils 200 Watt kommen mir etwas viel vor.
Egal was stimmt - beim Rad summiert es dann natürlich lustig.

Antrieb 10 Watt
Reifen 10 - 30 Watt
Nabendynamo 3 - 5 Watt Leerlauf

plus Windwiderstand.

[Weinbergschnecke]

Hallo,
die Verluste beim Nabendynamo sind ja stark abhängig von der Geschwindigkeit. Gegen den Seitenläufer aber harmlos, da möchte mal die "Bremswirkung" wissen.
Antrieb, sprich Kette, Pedalen usw. sind natürlich auch ein wunder Punkt. Besonders eine "trockene" Kette kostet richtig Leistung.
Schade, dass der Test nicht auch alte Nabenschaltungen untersucht hat: Das verharzte Fett dürfte hier doch richtig bremsen.
Alternative Eingangnabe. Habe vor einiger Zeit eine Torpedo 51 entdeckt und das Laufrad wieder aufpoliert. Diese Nabe läuft traumhaft leicht...

[Momomuck]

Emilemils 200 Watt kommen mir etwas viel vor.

Mit 200 Watt fährst Du als junger Mensch gute 25 km/h oder mehr. Ich schaffe als Raucher mit meinen 57 Jahren zwischen 150 und 180 Watt Dauerleistung, beim Belastungs EKG hören wir bei 220 Watt auf. Auf dem Ergometer kann ich eine Minute 500 Watt treten ... Aber ich bin ja auch ein Vielfahrer.
Seit November fahre ich durchgängig mit Licht (SON), einen Unterschied in der Geschwindigkeit spüre ich nicht. Ebenso spüre ich nicht den Unterschied beim Rollwiderstand verschiedener Reifen (Big Apple, Marathon Supreme, Marathon Plus Tour).

Den Wind spüre ich aber gewaltig, vor allem bei den ständig vorhandenen 3-4 bft., da geht der Schnitt gewaltig nach unten.

Wer radelt und nicht rast, der wird die allgemeinen Leistungsverluste nicht merken ... 2-3 km/h weniger ... Schau sie Dir an, sie radeln mit 12 - 14 km/h dahin und sind glücklich