Immer wieder lese ich, dass Reifen im Solobetrieb mit 3 bar und mehr gefahren werden.
Natürlich kann das jeder machen wie er möchte, dennoch einige „generelle“ Gedanken dazu.
Die Voraussetzungen
Zur Darstellung dient -um es gedanklich zu verdeutlichen- ein Reifen mit Lauffläche, aber ohne Profil, und sehr weichen Flanken (also eher eine Art Schlauch mit Lauffläche).
Auflast
Der Reifen muss das auf ihm lastende Gewicht tragen. Er wird deshalb an der Aufstandsfläche „plattgedrückt“ (siehe Link „Fahrphysik-Reibung oder Grip).
Nachdem wir die Steifigkeit („Schlauch“) bei „Null“ ansetzen ergibt sich die Aufstandsfläche (Latsch) aus dem Gewicht und dem Reifendruck. Nehmen wir für die Vorderachse einer 1150GSA 140 Kg und einen Reifendruck von 2 bar an, dann muss die Aufstandsfläche etwa 70qcm gross sein. Praktische Tests bestätigen zumindest diese Grössenordnung.
Natürlich lässt sich das nicht beliebig linear hoch- / herunterrechnen (etwa 7qcm bei 20 bar oder 280qcm bei 0,5 bar :-)), weil in der Praxis zur Verformung der Karkasse zusätzliche Kräfte notwendig sind oder irgendwann die Felge aufsetzt.
Nehmen wir einmal an, dass diese 70qcm ein Rechteck mit 5x14cm bilden (tatsächlich ist es natürlich eine Ellipse), dann fahren wir bei Geradeausfahrt auf einem 5cm breiten Streifen. Speziell auf langen Autobahnstrecken fährt sich der Reifen auch nur auf diesem Streifen ab. Das kann jeder auch aus der Praxis bestätigen.
Erhöhe ich den Reifendruck auf 3 bar, so steht der Reifen nur noch auf einer Fläche von 47qcm auf. Das Längen/Breitenverhältnis wird sich nicht grossartig ändern, also beträgt die Fläche 3,4x13,3cm.
Der Vorteil hohen Reifendrucks:
Der Reifen wird weniger plattgedrückt, sein Umfang bleibt runder, somit walkt er weniger und wird nicht so warm. Die Fuhre wird agiler, sie lässt sich „messerscharf“ lenken, der Verbrauch wird minimiert, das Aquaplaningverhalten verbessert sich in erster Näherung.
Zwischendurch sei mal die Lauffläche betrachtet.
Je nach Gummimischung ist sie unterschiedlich weich. Die jeweilige Aufstandsfläche hat alle Kräfte zu übertragen.
Nach der Physik in erster Näherung ist für die Kraftübertragung zwischen zwei Materialien der Reibungskoeffizient massgeblich. Der allerdings ist in erster Linie für harte Materialien definiert!
In der Praxis verzahnt sich der Gummi zusätzlich mit dem Untergrund und es entsteht ein Formschluss. Weil die Parameter für den Formschluss oft einfach unterschlagen werden, errechnen sich auf diese Art Reibungskoeffizienten die (nur scheinbar!) grösser sind als 1.
Egal ob man einzelne Parameter nicht anführt oder irgendwie zusammenfasst:
Der Gesamtwert aus (Haft-) Reibungskoeffizient und Formschlusswert sollte nicht mit „µ“ betitelt und auch gängige Definitionen der Physik können nicht ignoriert werden (nicht mal wenn man „Motorrad“, „Pirelli“, etc. heisst)!
Das gesamte Haftvermögen, nennen wir es „Grip“, des Gummirades setzt sich aus verschiedenen Komponenten zusammen: Grundsätzlich gibt es die Haftreibungszahl µ0, dann die Grobverzahnung bei der man sich vorstellen kann, dass sich das Reifenprofil in den Unebenheiten des Untergrundes verhakt (Stollen im weichen Untergrund), und dann die Mikroverzahnung bei der sich kleine Unebenheiten "in" die weiche Gummifläche graben (siehe Link „Fahrphysik-Reibung oder Grip).
Als Extrem: Eine Zahnradbahn wird nicht durch Haftreibung sondern durch formschlüssige Zahnräder bewegt. Eine Reibzahl tritt dabei (fast) nur zwischen den Zahnradflanken auf und sollte sogar möglichst gering sein (schmieren!).
Grob gesagt besteht der Formschluss des Gummirades aus zwei Komponenten: Einmal die Grobverzahnung bei der man sich vorstellen kann, dass sich das Reifenprofil in den Unebenheiten des Untergrundes verhakt (Stollen im weichen Untergrund), und dann die Mikroverzahnung bei der sich kleine Unebenheiten "in" die weiche Gummifläche graben.
Einfach nachzuvollziehen ist die Tatsache, dass eine mit steigendem Reifendruck immer kleiner werdende Fläche die gleichbleibenden Antriebs– Brems- und Lenkkräfte übertragen muss (das Mopped steht ja nicht nur). Der Anteil der Haftreibung ist lt. Physik gleichbleibend und hängt nur von der Reibzahl µ0 und dem wirksamen Gewicht, nicht aber von der Fläche ab!
Das bedeutet, dass bei höherem Reifendruck weniger Gummifläche für den Formschluss mit der Strassenoberfläche zur Verfügung steht.
Muss eine kleiner werdende Aufstandsfläche eine gleichbleibende Kraft durch Formschluss übertragen, so wird dieser zuerst auf 100% anwachsen, ab diesem Punkt das Maximum erreicht sein und der Verschleiss ansteigen!
Die Nachteile von zu hohem Reifendruck
Der Reifen hat nur noch mittig Kontakt zur Fahrbahn. > macht nichts.
Der Verschleiß in der Mitte der Lauffläche ist erhöht und ungleichmäßiger. Dadurch wird eine geringere Laufleistung erreicht und die Reifen werden schneller „eckig“. > nehmen wir in Kauf
Das Dämpfungsvermögen des Reifens sinkt. Somit wird der Komfort schlechter. > nehmen wir in Kauf.
Die Haftung wird bedeutend schlechter weil die Aufstandsfläche kleiner und so der wichtige Formschlussanteil geringer wird. Somit sinkt auch die Fahrstabilität, es sind nur geringere Kurvengeschwindigkeiten möglich und der Bremsweg verlängert sich. >> DAS möchte ich keinesfalls!
In zweiter Näherung wird selbst das Aquaplaningverhalten schlechter weil auch hier zu wenig Verzahnung stattfindet.
Dass das gegenteilige Extrem genau so schlecht ist erwähne ich jetzt nicht grossartig. Wird die Auflagefläche zu gross, kann sich der Gummi gar nicht mehr optimal verzahnen weil der spezifische Flächendruck einfach zu niedrig ist. Der gesamte Reifenaufbau wird instabil und schaukelt links / rechts auf der Felge. Er wird aufgrund der heftigen Walkarbeit heisser.
Verbund Reifen und Federbein:
Ist der Reifen knallhart aufgepumpt, dann hüpft er wie ein Vollgummiball. Dagegen kann der beste Dämpfer wenig tun weil er "nur" die Bewegungen zwischen Rad und Aufbau „bearbeitet“.
Ist auch noch der Dämpfer „sportlich sehr hart“, dann springt die ganze Fuhre beim kleinsten Anlass. Springende Räder haften nun mal ganz schlecht. Somit dreht das Rad beim Beschleunigen leicht durch, hüpft beim Bremsen, und z.B. auch das ABS regelt früher!
Alle Komponenten auf "knallhart" ist meistens nicht sportlich sondern dumm.
Sonderfall Geländereifen auf der Strasse
Ich weiss nicht ob man den TKC80 auch ganz ohne Luft fahren kann, doch zumindest merkt man hinten so schnell nichts. Mir kam meiner im Winter bei flotter Fahrt einmal komisch „eierig“ vor, aber es waren „doch noch“ 0,7 bar drin. Seine Reifenflanken sind offenbar sehr stabil.
Man kann mit TKC sehr flott unterwegs sein aber Rennreifen sind es nicht. Zumindest jeder der schon mal abrupt bremsen musste wird das bestätigen.
Die Freunde von „je härter je besser“ sollten sich einfach die folgende Tatsache klar machen.
Die Lauffläche der meisten „normalen“ Enduro-Strassenreifen kann trotz ihres Profils als zusammenhängend betrachtet werden.
Diejenige der TKC besteht aus einzelnen „Türmchen“ (aus wackeligem Gummi). Je härter der Reifen aufgepumpt ist, desto extremer steht man auf einem einzelnen „Turm“. Jetzt ist es nur von der Gummihärte abhängig wie schaukelig man steht. Rollt das Rad, verbiegt sich zuerst der Turm, dann kippt man zum nächsten, verbiegt den zuerst, steht dann senkrecht auf ihm, usw.. Dieses Geschaukel lässt sich keinesfalls durch mehr Druck beseitigen! Im Gegenteil! Bei weniger Druck steht man auf mehreren Türmchen und dadurch stabiler und der Verschleiss geringer!
Selber fahre ich den Anakee II v/h 2,2/2,4 und den TKC80 2,1/1,9
Links:
Fahrphysik-Reibung oder Grip
Fahrphysik-Reifenbreite
Fahrphysik-Reifendruck
Fahrphysik-Reifenhaftung und Beschleunigung
Fahrphysik-Reifenprofil
Fahrphysik-Schräglage