FondoLab

Neutrale wagen · Kleine winsten

Grammen, aero of watts?

Wat een lichtere fiets, een lagere houding, een snellere band, een schone ketting of meer vermogen waard is op een vlak, heuvelachtig of bergparcours.

Jouw getallen
Fijnafstelling

Verstandige standaardwaarden; pas ze aan als je beter weet.

Gratis, zonder account, er wordt niets bewaard. Je getallen staan in de adresbalk, dus je kunt een uitkomst bewaren als bladwijzer of delen.

Grammen, aero of watts?FondoLab

5:00

parcours bergen · u:mm

Afstand
120 km
Hoogtemeters
2520 m
km/u
24,0

Op het parcours bergen is de grootste winst hier 0,001 minder Crr (een snellere band): 3:32 sneller, 3,4 W extra vermogen waard.

Tijdwinst per verandering, en wat die waard is in watts op het parcours bergen
VeranderingVlakHeuvelachtigBergenWaard
1 kg lichter−10 s−47 s−2:132,2 W
0,01 m² minder luchtweerstand−2:01−1:42−1:091,1 W
0,001 minder Crr (een snellere band)−2:34−2:59−3:323,4 W
1% minder verlies in de aandrijving−39 s−1:04−2:072,1 W
10 W meer vermogen−3:06−5:03−9:5610,0 W

Hoe we hieraan komen

De formule met jouw getallen erin, en daarna elke constante die we gebruikten en waar die vandaan komt.

De berekening

  1. Renner en fiets: 80,5 kg
  2. Luchtweerstand: 0,256 m², geschat uit je houding en 72 kg
  3. Rolweerstand: Crr 0,0051, geschat uit 6 bar
  4. Verlies in de aandrijving: 2,5%
  5. Luchtdichtheid: 1,204 kg/m³ op 0 m en 20 °C
  6. Elk parcours wordt gereden op constant 200 W, begrensd op 65 km/u bergaf, zonder wind. Elke verandering wordt los gemaakt.
  7. Waard: het extra constante vermogen dat dezelfde tijd zou winnen.

De getallen en hun bronnen

Een getal met FondoLab-standaard is ons eigen oordeel, geen uitkomst van een studie; dat zeggen we liever dan dat we gezag lenen.

GetalWaardeOnderbouwing
Voorbeeldparcoursen vlak 100 km · heuvelachtig 100 km, 1200 hm (2 km op en af à 3%) · bergen 120 km, 2520 hm (drie klimmen van 12 km à 7%) FondoLab-standaarden: eenvoudig genoeg om te zien wat elke verandering doet, gereden op constant vermogen zonder wind. Voor je eigen parcours en het weer op de wedstrijddag: gebruik koersplanning.
FondoLab-standaard
De vergeleken veranderingen 1 kg lichter · 0,01 m² minder luchtweerstand · 0,001 minder Crr · 1% minder aandrijvingsverlies · 10 W meer FondoLab-standaarden, elk ongeveer één realistische verbetering: lichtere wielen of een kilo minder, een lagere houding, een snellere band, een schone ketting, een blok training.
FondoLab-standaard
Topsnelheid bergaf 65 km/u op de voorbeeldparcoursen FondoLab-standaard, de normale daalstijl van koersplanning: bochten en voorzichtigheid houden de meeste renners onder de snelheid waarnaar ze zouden uitrollen.
FondoLab-standaard
Vermogen en snelheid rollen + zwaartekracht + luchtweerstand, min verlies in de aandrijving Het gangbare model voor vermogen op de weg, dat gemeten vermogen voorspelde met een standaardfout van 2,7 W. We laten de kleinste termen weg, de wiellagers en de energie om de wielen op snelheid te brengen, en rijden elk stuk op een constante snelheid. [1]
Luchtdichtheid luchtdruk van de standaardatmosfeer op de hoogte van de weg, temperatuur uit de voorspelling De gaswet: ijlere lucht op hoogte en in de hitte betekent minder luchtweerstand. Zonder voorspelling nemen we ook de temperatuur van de standaardatmosfeer. Luchtvochtigheid scheelt minder dan 1%, dus die laten we weg.
FondoLab-standaard
Luchtweerstand per houding rechtop 0,270 · beugel 0,243 · aerobar 0,211 m² Gemeten in een windtunnel voor één renner van 72 kg met zijn fiets. Hij droeg een aerohelm en een wedstrijdpak en zijn benen stonden stil, dus een renner in een shirt met een gewone helm zit meestal iets hoger. Meet je eigen CdA als dat kan en vul die in. [2]
Luchtweerstand op de remgrepen 0,256 m² FondoLab-standaard, halverwege tussen rechtop en in de beugel. We hebben geen studie gelezen die de remgrepen apart mat.
FondoLab-standaard
Aanpassing aan je postuur × (je gewicht ÷ 72 kg) tot de macht 0,594 Het frontale oppervlak van renner en fiets groeit met het lichaamsgewicht tot de macht 0,594, gemeten op foto's van 21 mannelijke renners. We nemen aan dat de luchtweerstandscoëfficiënt gelijk blijft; dat is onze aanname, geen bevinding. [3]
Rolweerstand uit bandenspanning Crr = 0,1071 × kPa^−0,477, tussen 1,5 en 12 bar Afgeleid uit uitrolmetingen met één band op een gladde binnenvloer. Echte wegen zijn ruwer en moderne banden verschillen, dus zie het als beginpunt: weet je de Crr van je banden, vul die dan in. [4]
Standaard verlies in de aandrijving 2,5%, aan te passen FondoLab-standaard. Een schone, geoliede derailleuraandrijving verloor in het lab minder dan 2% bij hoog vermogen, meer bij laag vermogen, en naast elkaar liggende versnellingen verschilden 1–3%. 2,5% houdt rekening met de mix van versnellingen en de staat van de ketting in een echte rit. [5]

Bronnen

De bronnen zijn Engelstalig, en onze aantekeningen erbij ook.

  1. Martin JC, Milliken DL, Cobb JE, McFadden KL, Coggan AR (1998). Validation of a mathematical model for road cycling power. Journal of Applied Biomechanics 14(3):276–291. doi:10.1123/jab.14.3.276

    Validation study (model against measured road power) · Road cycling on a flat course with a bicycle-mounted power meter, itself validated against a laboratory ergometer. · Door ons gelezen: Abstract

    Derived a mathematical model of the power needed to ride a road bike, determined each of its parameters, and compared its predictions with power measured on the road.

    • Measured power was highly correlated with the model's (R² = 0.97) and not different from it.
    • The standard error between modelled and measured power was 2.7 W.

    The model is the standard one for road cycling, used by later pacing studies such as Atkinson et al. (2007). We have read the abstract only, so the terms we use are listed on the method page in our own words, not attributed to the paper beyond its validation.

  2. Blocken B, Defraeye T, Koninckx E, Carmeliet J, Hespel P (2013). CFD simulations of the aerodynamic drag of two drafting cyclists. Computers & Fluids 71:435–445. doi:10.1016/j.compfluid.2012.11.012

    Wind-tunnel measurements with computer simulations (CFD) · One rider (183 cm, 72 kg) in a large wind tunnel, in an aero helmet and a tight long-sleeved suit, on a racing bike with disc wheels, legs and wheels not moving. Two taller riders (81 kg) for the drafting measurement. · Door ons gelezen: Full text (authors' preprint)

    Drag area (CdA) measured in the wind tunnel for the rider and bike together, in three positions:

    • Upright: 0.270 m²
    • Dropped, arms straight: 0.243 m²
    • Time-trial position on aero bars: 0.211 m²

    The rider's body alone accounted for 0.193, 0.167 and 0.134 m² of these; the bike makes up the rest.

    Riding close behind another rider cut the trailing rider's drag by about 27% upright, 23% on the drops and 14% on aero bars at a 1 cm gap, less at larger gaps. The leading rider also gained 1–3%.

    Limits the authors name: the legs and wheels were still, and pedalling disturbs the flow. Their rider wore an aero helmet and a racing suit, so a fondo rider in a jersey and a road helmet will usually measure higher.

  3. Heil DP (2002). Body mass scaling of frontal area in competitive cyclists not using aero-handlebars. European Journal of Applied Physiology 87(6):520–528. doi:10.1007/s00421-002-0662-9

    Cross-sectional measurement study · 21 competitive male cyclists (mean 74 kg, 1.82 m, 24 years), photographed on their own bikes on stem, hoods, drops and aero positions with drop handlebars. · Door ons gelezen: Abstract

    Projected frontal area grows with body mass, but less than in proportion to it:

    • The body's frontal area scaled with body mass to the power 0.720.
    • Rider and bike together scaled with body mass to the power 0.594.

    So a rider twice as heavy does not present twice the frontal area. The study measured frontal area from photos, not drag; drag area also depends on the drag coefficient, which the study did not measure.

  4. Grappe F, Candau R, Barbier B, Hoffman MD, Belli A, Rouillon JD (1999). Influence of tyre pressure and vertical load on coefficient of rolling resistance and simulated cycling performance. Ergonomics 42(10):1361–1371. doi:10.1080/001401399185009

    Field measurement study (coasting deceleration) · One rider and bike coasting in a level indoor hallway, at five tyre pressures and four loads. · Door ons gelezen: Abstract

    The coefficient of rolling resistance (Crr) fell as tyre pressure rose, following Crr = 0.1071 × P^−0.477 with P in kPa (r² = 0.99):

    • 150 kPa (1.5 bar): Crr 0.0101
    • 1200 kPa (12 bar): Crr 0.0038, 62% lower

    Carrying 15 kg more raised Crr by about 11% (0.0035 to 0.0040).

    These numbers come from one tyre on a smooth indoor floor. Rough roads, and tyres of other widths and constructions, give other values; the relationship with pressure is what carries over.

  5. Kyle CR, Berto F (2001). The mechanical efficiency of bicycle derailleur and hub-gear transmissions. Human Power 52:3–11. Lezen

    Laboratory dynamometer study · Eleven transmissions, including a Shimano 27-speed derailleur drive and eight hub gears, driven by a motor at 75 rpm and 50–370 W, chains oiled. Not riders. · Door ons gelezen: Full text (open access)

    Efficiency rose with power for every transmission. A derailleur drive went from about 91% at 50 W to over 97% at 370 W as measured; corrected for the test rig's own losses (2 to 2.5%), it was over 98% at the highest load, in line with earlier work that found over 98% with a 52/15 at 200 W.

    • Hub gears were generally about 2% less efficient than derailleur gears.
    • Adjacent gears often differed by 1–3%, up to 4% in the 27-speed, so a poor gear choice can cost about 2%.
    • Average efficiency fell as the gear ratio rose.

Lees meer: Bandenspanning en rolweerstand (Crr)

Hoe bandenspanning je rolweerstand verandert, wat Crr betekent in watt, en hoe FondoLab de jouwe schat uit de spanning waarmee je rijdt.

Voor je koers

Rennersprofiel: vul je getallen één keer in, voor elke tool

Meer rekenhulpen

Alle rekenhulpen