Leistungsverlust durch größere Autofelge

Erste Frage Aufrufe: 488     Aktiv: 16.04.2023 um 19:46

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Hi zusammen, 
Welchen Leistungsverlust habe ich ungefähr zu erwarten?

Kurz zur Erläuterung, für alle, die sich nicht so gut mit den Facts bei Autoreifen auskennen:

Reifengröße:
225/40 R18 heißt:
— der Reifen ist 225mm breit 
— die Höhe des Reifens ist 40% der Breite
— der Reifen ist für eine 18 Zoll Felge. 

Aktuell fahre ich eine 18 Zoll Felge mit einem 225/40 R18 Reifen drauf. Gesamtes Rad (Felge + Reifen zusammen) hat einen Durchmesser von ca. 54,72cm (18Zoll Felge + 9cm Reifenhöhe).
Eine für mich interessante Felge ist 20 Zoll groß und hat einen 235/30 R20 Reifen drauf. Das Rad (Felge + Reifen) hat einen Durchmesser von 57,85cm (20 Zoll Felge + 7,05cm Reifenhöhe).

Die Größendifferenz der beiden ist also bei 3,13cm.

Der Reifen für die 20 Zoll hat eine Breite von 235mm, der Reifen für die 18 Zoll Felge hat eine Breite von 225mm (also 10mm Differenz). 

Das Gewicht der Felgen samt Reifen wird ungefähr gleich sein.. 

Gibt's eine Möglichkeit herauszufinden, mit wie viel Leistungsverlust ich rechnen muss, wenn ich von 18 Zoll zu 20Zoll wechsel? 
Mein Auto hat ca. 190Ps und ca. 290Nm Drehmoment, bei einem Gewicht von ca. 1300kg.
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Ich beschreibe mal nur die Rechnung aufgrund der physikalischen Grundprizipien. Es können also noch weitere technische Details eine Rolle spielen, auf die ich hier nicht eingehe.

Bei einer Vergrößerung des Raddurchmessers wirken sich im Wesentlichen zwei Effekte auf die Leistung aus:

1. Mit dem Raddurchmesser ändert sich auch der zurückgelegte Weg pro Umdrehung des Rads. Anders ausgedrückt: Bei gleicher Fahrgeschwindigkeit reduziert sich die Drehzahl des Rads um den Faktor 54,72 : 57,85, also um -5,4%. Bei gleichem Schaltgetriebe sinkt dadurch auch die Drehzahl des Motors um -5,4%. Da die Leistung des Motors von der Drehzahl abhängt, sinkt dadurch auch die Leistung. Wie der Zusammenhang zwischen Drehzahl und Leistung genau aussieht, musst du in der Motorkennlinie deines Fahrzeugs nachschauen. Aber grob gesagt ist die Leistung ungefähr proportional zur Drehzahl, so dass du hierdurch einen Leistungsverlust von -5,4% bekommst.

2. Ein zweiter Effekt kommt dadurch, dass ein größerer Reifen auch eine größere Auflagefläche auf der Straße hat. Das verbessert einerseites den Grip, andererseits erhöht es auch den Rollwiderstand. Rechnet man auch hier wieder grob, dass die Auflagefläche in Längsrichtung um +5,4% steigt und in Querrichtung aufgrund der Breite 235:225 um +4,4%, macht das rund 10% mehr Rollwiderstand. Da der Rollwiderstand beim Auto typischerweise 40% der Gesamtleistung verbraucht, macht das einen Anteil von ca. -4% auf die Gesamtleistung.

Mit beiden Effekten zusammen und weiteren Effekten, die hier vernachlässigt wurden, kannst du also mit einem Leistungsverlust von rund -10% rechnen.
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Vielen Dank für die Antwort und Hilfe! Ich werde mich höchstwahrscheinlich gegen die 20 Zoll entscheiden 😅   ─   userebd78d 16.04.2023 um 14:03

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du musst die Reifenhöhe zweimal einrechnen, das ändert aber nichts Prinzipielles an der Antwort von stefriegel.

Folgende Effekte werden aber zusätzlich auftreten:
  1. Durch die deutlich geringere Reifenhöhe wird die Eigendämpfung der Reifen noch schlechter, der Fahrkomfort wird stark leiden und das bei immer schlechter werdenden Straßen.
  2. Der Luftwiderstandsbeiwert \(c_w\) steigt an. Verschiedene Effekte führen dazu, ein Effekt ist die Luftströmung am oberen Teil des Rades. Hier bewegt sich das Rad mit doppelter Fahrgeschwindigkeit nach vorn und nimmt Teilchen aus der Luft mit, diese drücken dann gegen die Luft die von vorne kommt. Je kleiner das Rad ist, desto geringer ist dieser Effekt. Formel 1-Fahrzeuge haben deswegen keine Radabdeckung, der Druck über den offenen Rädern führt zu deutlichem Abtrieb, nicht nur Flügel und Spoiler. Deswegen könnten Formel 1-Fahrzeuge im Tunnel von Monaco auch an der Decke fahren ohne herunterzufallen. Für dich bedeute der schlechtere \(c_w\)-Wert aber nur einen messbaren Mehrverbrauch beim Benzin und weitere Leistungseinbußen.
  3. Der Unterschied bei der Haftung auf der Straße kann vernachlässigt werden. Da spielen andere Faktoren wie Gummimischung, Straßenoberfläche, Temperatur usw. eine größere Rolle. Wahrscheinlich verfügt dein Auto über all die elektronischen Fahrhilfen mit Namen wie ABS, TC, ESP. Damit ist dann auch ein theoretischer Unterschied beim Grip dahin.

Fazit:
Die 20“ habe eine andere Optik, beim Fahren sehe ich nur Nachteile.

Was könntest du sonst mit dem Geld für die anderen Räder machen?
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Hallo pstan,
bei welchem Rechenschritt meinst du, muss man die Reifenhöhe mal zwei nehmen? Wenn man das Verhältnis der beiden Größen berechnet, kürzt es sich heraus.
  ─   stefriegel 16.04.2023 um 13:02

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Hallo stefriegel,
der Reifendurchmesser wurde falsch berechnet, da geht die Reifenhöhe zweimal ein. Die Skizze für den 225/40 R18 zeigt es.

Im Kommentar bekomme ich leider keine Bilder 'rein, deswegen das als dritte Antwort.
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Du hast vollkommen Recht. Ich hab die Reifenhöhe nur einmal gerechnet..
Aber ihr habt mich eigentlich schon ohne diesen Fakt überzeugt..
Ich nutze das Auto jeden Tag als meinen "Dialydriver" und da sollte zumindest etwas Fahrkomfort und Effizienz erhalten sein..
Die 20 Zöller sähen sehr gut aus, aber das wars auch schon..

Vielen Dank euch für eure Hilfe! 😊
  ─   userebd78d 16.04.2023 um 14:01

Hallo userebd78d, vielen Dank für die Rückmeldung. Und wenn es wieder ähnliche Themen gibt, nehmen wir das gerne auf.   ─   pstan 16.04.2023 um 19:46

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