De klassieke
naaf bestaat uit losliggende stalen kogeltjes die tussen regelbare conische
oppervlakken rollen. Dit is dus ook een vorm van rolweerstand die echter niet
als dusdanig in rekening wordt gebracht. Sommige naven gebruiken industriële
waterdichte en niet-regelbare kogellagers, waarin de kogeltjes gevat zijn in positieringen. Daardoor kunnen de kogeltjes hun buren niet raken en blijft de
wrijving in principe zeer klein ook bij hoge snelheden. Er zit echter wel
een addertje in het gras (zie verder)!
Het neusje van de zalm, althans
volgens sommigen, zijn de naven met keramische kogeltjes. Het oppervlak van deze
kogeltjes is veel harder en slijtvaster dan stalen kogeltjes. In combinatie met
keramische loopvlakken is het dus mogelijk een naaf te maken met extreem
lage verliezen. Logischerwijze zijn deze keramische naven ook extreem duur.
Iedereen heeft wel eens een demonstratie gezien van een keramisch gelagerd
wiel dat onbelast draait en maar blijft draaien, terwijl een gewoon wiel
na een tijdje stil valt.
Dit is mooi, vooral voor de fabrikant of de verkoper, maar de hamvraag is echter
"is het sop de kool waard?". Ieder moet dit voor zichzelf beslissen maar we gaan
hier onderzoeken hoeveel vermogen we werkelijk kunnen terugwinnen door deze peperdure naven te kopen.
Om een belaste naaf in constante draaibeweging te houden hebben we een z.g.
krachtenkoppel nodig. Krachtenkoppel is een verwarrend woord en de meeste mensen
vinden dit maar niks. Het is echter heel eenvoudig het product van de kracht die
de draaiing veroorzaakt (Ft) met de afstand tot de draai-as. (de hefboom R)
(Klik hier)
voor de formules die ons toelaten het vermogenverlies door de naven te
berekenen.
Deze beschouwingen gelden zowel voor de naven als voor trapassen of bottom brackets
Je kan op eenvoudige manier een goed idee krijgen van de
rolkwaliteit van je naven. Daarvoor heb je een fiets met fietscomputertje nodig.
Hef je voorwiel enkele cm van de grond, reset je computertje op zero, en geef
een goede zwier aan je voorwiel. De beginsnelheid zou ongeveer 17 km/h moeten
zijn. Laat nu je wiel volledig uitlopen tot stilstand en bezie de totale afstand
dat het gelopen heeft. Natuurlijk heeft ook de luchtweerstand hier een klein
beetje afremmend gewerkt maar dit kunnen we in deze omstandigheden wel
verwaarlozen. Een goed lopend wiel zal ongeveer 350 tot 450 m gelopen hebben.
Wees niet verwonderd indien je duurdere wiel slechts 150 tot 200 meter loopt!
We moeten dus nog twee belangrijke stappen zetten, namelijk de rolverliezen van
de naven correct meten en uitrekenen wat deze verliezen in de praktijk te weeg
brengen
In de praktijk
Een normaal mens, levend in een normale wereld,
zou veronderstellen dat de waarde van de rolverliezen
Meting van de rolverliezen
Omdat
de fabrikanten qua transparantie in gebreke blijven hebben we zelf enkele naven uitgemeten met
behulp van een relatief eenvoudig experiment. Op de foto hiernaast zie je hoe we het weerstandskoppel van de
naven en brackets hebben gemeten. De as van de naaf wordt gevat door de
draaiplaat van een draaibank. Over het huis van de naaf leggen we een nylondraad
waaraan twee ongeveer identieke gewichten hangen. Een van de gewichten is ietsje
zwaarder zodat het op de elektronische weegschaal rust. Wanneer we nu de
centrale as in beweging zetten wil de behuizing meedraaien en lezen we dus op de
weegschaal een verandering van schijnbaar gewicht af. Deze metingen kunnen we
doen met een aantal verschillende gewichten en bij een aantal verschillende
draaisnelheden waaruit we tenslotte een goede benaderde waarde voor het
verlieskoppel
kunnen berekenen.
We hebben dit gedaan voor een 4-tal naven, We vonden de volgende rolverliezen voor 43 km/h;
Ultegra HB6600 - 1.64 Watt
105HB 5600 - 1.56 Watt
HB RM 40 - 1.03 Watt
Xenon - 0.86 Watt
Dura Ace (Resultaat R. Kay ) - 0.82 Watt
Het zou zeer wenselijk zijn dat een onafhankelijke instelling of laboratorium systematisch de rolkwaliteit van alle op de markt zijnde naven en wielen onderzoekt en publiceert.