Größere felge - mehr ungefederte masse? (Baureihenübergreifendes Forum)

Hallo.
vielleicht kam es hier schon wo vor hab aba auch mit der suchfunktion nix passendes gefunden.
es geht um folgendes. ich habe mir für meinen 528i e28 schneidige m system I felgen vom e34 m5 zugelegt und werde
die im frühjahr gegen die jetzt montierten 15" styling 5 kreuzspeichen tauschen.
Jetzt habd ich etwas von den ungefederten massen gehört und das schwerere felgen leistung fressen. jetzt meine frage:
wieviel ps würden denn diese ca 11kg schweren m felgen im vergleich zu den ca 7kg schweren kreuzspeichen wegnehmen?
hoffe da kann mir jemand mehr sagen. lg

Den genauen Leistungsverlust kann man nicht angeben. Da dieser immer abhängig ist vom Abstand der Masse zum Rotationszentrum.

http://de.wikipedia.org/wiki/Tr%C3%A4gheitsmoment

Eine Kleine Beispielrechnung ...

Zu erst ermittelt man das Trägheitsmoment der Felge ... um das ganze zu vereinfachen ist die Gesamte Masse am äußeren Radius des Felge angesammelt, und nimmt dort nur einen sehr geringe Breite des Radius in Anspruch. Dazu natürlich auch der Reifen den ich gesondert berechne.

Dafür gilt J (Trägheitsmoment) = m*r²

Die M-Felge hat ein Gewicht von 11kg (ca.) und ein Durchmesser von 17 Zoll (0,4318m)
Der Reifen in 235/45/17 wiegt ca. 11kg, Durchmesser 0,643m
Deine aktuelle Felge ein Gewicht von ca. 7,6kg und einen Durchmesser von 15 Zoll (0,381m)
Der Reifen in 205/55/15 wiegt ca. 9,1kg, Durchmesser 0,607m



Also ist J (M-Felge) = 11kg * (0,4138m/2)² =0,47088371 kgm²
Und J (Kreuzspeichen) = 7,6kg*(0,381m/2)² = 0,2758059 kgm²
J (205/55/16) = 9,1kg*(0,607m/2)² = 0,838221475 kgm²
J (235/45/17) = 11kg*(0,643m/2)² = 1,13698475 kmg²

Nun möchte ich die Rotationsenergie berechnen. Dafür gehe ich einfach mal von einer Geschwindigkeit von 130 KM/h aus. Das sind 36,11 m/s ....

Die 205er haben einen Abrollumfang von 1,844m und die 235er einen von 1,956m
Bei den 205er ergibt sich also eine Winkelgeschwindigkeit von 19,58 U/s *2*Pi= 123,04s^-1
Bei den 235er ergibt sich also eine Winkelgeschwindigkeit von 18,46 U/s *2*Pi= 115,99s^-1

Zusammen mit Winkelgeschwindigkeit und Massenträgheitsmoment ermittel ich nun die einzelnen Energien. Die Formel Lautet E(rot) = 0,5*J*w²

E (15 Zoll Felge) = 0,5*0,2758059 kgm²*(123,04s^-1)² = 2087,69j
E (17 Zoll Felge) = 0,5*0,47088371 kgm²*(115,99s^-1)² = 3167,56j
E (205er) = 0,5*0,838221475 kgm²*(123,04s^-1)² = 6344,85j
E (235er) = 0,5*1,13698475 kmg²*(115,99s^-1)² = 7648,31j

Zusammen Addiert Braucht eine 15 Zoll Felge inkl. Reifen bei 130km/h also
2087,69j+6344,85j =8432,54j pro Sekunde !! Macht bei 4 Reifen also 33730,16j pro Sekunde.
Daraus resultieren 33750,14W --- umgerechnet also 33,750KW an Motorleistung die man braucht ...

Zusammen Addiert Braucht eine 17 Zoll Felge inkl. Reifen bei 130km/h also
3167,56j+7648,31j =10815,87j pro Sekunde !! Macht bei 4 Reifen also 43263,48 pro Sekunde.
Daraus resultieren 43263,48W --- umgerechnet also 43,263KW an Motorleistung die man braucht ...

43,263KW - 33,750KW =9,513KW = 13PS :)

Bei 130km/h verlierst du also (stark vereinfacht gerechnet) 13PS. Am Rande sollte aber erwähnt sein, dass die Kombination die laut Felgenkatalog vorgegeben ist (235/45/17) vom Abrollumfang her nicht auf dein Auto passt.

oh damn jetzt rauchts aber aus den ohren.. haha :S
aber bomben antwort dankeschön!!
aber was ich jetzt nicht ganz verstanden habe. nimmt die höhe der verlorenen ps
mit zunehmender geschwindigkeit zu oder ist es umgekehrt?
und ja ich würde eh 205/40/17 auf den m felgen aufziehen damits mitn abrollumfang gleich kommt.

Sie nimmt zu, da du ja im Verhältnis eine größere Masse auf die gleiche Geschwindigkeit bringen musst wie die kleinere Masse ... bei 160 wären es schon rund 22PS ... usw.

Ich habe vorhin mal eine Exel Tabelle zusammen gestellt die das einem ausrechnet ... allerdings ist die ganze Rechnung etwas ungenau ... weil sich ja die Masse über das ganze Rad verteilt ... ich habe im Endeffekt mit zwei (sehr dünnen) Ringen gerechnet. Genauer rechnen wird schwieriger da einem ja die Informationen fehlen über die Massenverteilung etc. etc.

Bei deinem gewählten Reifen wären das immer noch ca. 9,5PS :D

Deswegen fahre ich ja 16 Zöller mit nur 7,4kg die Felge (Styling 32), kleiner geht nicht wegen der Bremse :D
Ich setzte auch nur noch auf leichte Felgen, seit dem ich mal bei einem Trackday einen 80PS Clio nicht überholen konnte (120PS Z3) ... damals bis ich 235er vorne auf 18 Zoll und 255er auf 18 Zoll hinten gefahren ... das war sowas von deprimierend ...



Bearbeitet von: Hessenspotter am 21.02.2014 um 13:57:05

Bearbeitet von: Hessenspotter am 21.02.2014 um 13:57:42

wie gesagt.. ich glaub eine bessere antwort hätte ich garnicht erwartet.
und jetzt weis ich auch grob in welchem bereich sich das abspielt.
wusste ja nichtmal ob sich das um zahlen im unter 5ps oder über 50ps bereich handelt. haha

Ich glaube zum besseren Verständnis sollte ich die Verlustleistung so formulieren ...

Die Verlustleistung gibt an wie viel KW du mehr investieren musst um das Rad zu beschleunigen auf die Geschw. von 130km/h ... wenn das Rad einmal rollt ... naja dann rollt es halt solange bis die Widerstände es angehalten haben ... :D Es soll also nicht heißen dass du bei 130KM/h konstant die Leistung x verlierst ... du brauchst nur die eben genannten X KW mehr um das Rad in der gleichen Zeit auf die gleiche Geschwindigkeit zu beschleunigen wie das andere (leichtere).

Du verlierst keine Leistung, aber es fühlt sich so an - das Auto beschleunigt langsamer. Schlimmer als das ist aber, das die Felgen als Trägheitskreisel wirken und das Auto schwerfällig lenken lassen. Die größere ungelernte Masse sorgt zudem für ein schlechtes Abrollen, d.h. das Auto "trampelt" in die Löcher und "stolpert" über Huckel. Deshalb kauft der Kenner kleine Schmiedefelgen und leichte Reifen. Mehr zum Thema http://heise.de/-1885968

Schwere Felgen merkt man in unterschiedlichen Situationen im Hintern, nicht unbedingt beim beschleunigen (auch wenn es real auch da wirkt). Aber zum Beispiel beim Einlenken, starken Bremsungen, schmierenden oder driftenden Fahrzustand, auf holprigen Straßen oder auch bei der Laufruhe auf der Autobahn bei hohem Tempo, merkt man wirkliche Unterschiede.

Ist natürlich alles jetzt sehr auf Motorsport bezogen, aber man merkt auch echt im Alltag Unterschiede. Das Auto fühlt sich mit schweren Felgen insgesamt schwerer an irgendwie, kann man schlecht beschreiben. :)

Die Unterschiede in der Elastizität (z.B. 80 auf 120 oder 80 auf 180 km/h im höchsten Gang) sind durchaus deutlich messbar. Ob sie "spürbar" sind hängt natürlich immer vom Fahrer ab.

Hier gibt es für Elastizität und Handling mal harte Fakten in Form von Messwerten.
Link
Man sieht aber auch gut, dass das bei realen Tests immer noch ein paar mehr Faktoren eingehen.

Grüße
ChrisH

Bearbeitet von: ChrisH am 23.02.2014 um 18:28:23

Ich schildere hier nochmal meine Erfahrung

Früher hatten wir einen E46 FL mit 116 PS

Original BMW 17 Zoll Alufelgen drauf 225 45 17 das war ein echt guter Kompromiss
Zwischen Leistung und Optik

Im Winter hatten wir 15 Zoll Alufelgen und da war er schon deutlich spritziger

Zudem hat ich ca.3 Monate lang 18 Zoll RH Alufelgen 225 40 18 und da hat er echt nicht mehr gezogen
Hat so keinen Spaß mehr gemacht und Verbrauch war um halben Liter gestiegen

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Die Rechnung von dir war echt Top hast dir echt Mühe gegeben solche Leute braucht das Forum 👍

Ist ja nach zu vollziehen der Mehrverbrauch :-)

1l Benzin hat einen Heizwert von 42MJ/kg, bei einer Dichte von 0,75kg/L macht das 31,5MJ ... Anhand des oben gerechneten Beispiels kam ich ja auf eine Energiedifferenz von. 9513J ...

naja bei 31.500.000 J mögen 9513J nicht viel klingen ... jedoch muss man überlegen das man auf 100km Fahrstrecke ja wesentlich häufiger als 1 Mal einen Reifen von 0 auf 130 km/h beschleunigt bzw. auch Zwischen Spurts hat. In der Summe kommt da auf 100km ganz schön was zusammen (bei jeden Mal Gas geben ... :-) ) und zusammen mit dem größeren Aerodynamischen- und Rollwiderstand ergibt sie so also sehr schnell ein Mehrverbrauch von einem halben Liter oder mehr. Bei Fahrzeug mit Drehmoment im Überfluss (Diesel oder große Turbo Benziner) merkt man das noch nicht einmal. Gerade bei modernen Diesel mit >400NM Drehmoment sollte es sich kaum im Verbrauch bemerkbar machen, einfach weil verdammt viel Drehmoment vorhanden ist (Drehmoment + Drehzahl = Leistung = Arbeit/Zeit). Bei einem 4-Zylinder E30/E36/E46 oder einem kleinen 6 Zylinder merkt man es halt auf Grund fehlendem Drehmoment im Keller eben mehr, und man gibt automatisch mehr Gas. Um in seinem gewohnten "Muster" zu bleiben.


Mal ehrlich habt ihr schon mal einen Porsche rumheulen gehört das sein Auto wegen den breiten Reifen so viel Sprit frisst? Ich nicht :D ob der mit den breiten Reifen jetzt 22L/100km oder mit Serienreifen nur 20L/100km verbraucht geht in der "Unschärfe" der Messung unter. :-).