Haben breitere Reifen mehr Grip?

Hi, willkommen zum Video, haben breitere Reifen mehr Grip als schmale? Ja, das ist eine Frage, die Motorradfahrer und die Community und YouTuber beschäftigt. Oft wird auf dem Niveau diskutiert, naja, wenn sie es nicht hätten, wieso haben dann die Bikes 200er Hinterreifen und dem entgegnet, wieso hat man dann am Vorderrad noch einen 120er. Aber wieso sollten breitere Reifen nicht mehr Grip haben? Sie haben noch eine größere Auflagefläche, mehr Bodenkontakt, mehr Haftung. Ja, dem steht ein einfaches Gesetz entgegen, nämlich das Gesetz der Haftreibung. Die kritische Haftreibung ist das Produkt aus dem Reibungskoeffizient, also wie griffig ist der Asphalt, und der Normalkraft, also die Kraft, die sozusagen von oben auf euren Reifen wird. Rennstreckenasphalt bietet mehr Grip als die normale Straße und im Trocknen haben wir mehr Grip als im Nassen, klar. Kennen wir so schon aus dem Kampfschirmkreis. Ebenso zeigt sich aus der Formel, warum Trailbraking so effektiv ist, weil man die Normalkraft aus dem Vorderrad steigert und so die Traktion erhöht. Die Nährung scheint also Gültigkeit zu besitzen. Von der Aufstandsfläche wird nicht geredet, also hätten breite Reifen eben nicht mehr Grip als schmalere. Naja, nicht ganz, denn Reifen sind nun mal nicht aus Holz und Metall, sondern aus Gummi. Gummi ist ein Elastomer, wie der Name schon sagt, also elastisch, heißt er hat eine gewisse Form, die er verändern kann, um in seine Urspruchsform zurückzukehren. Und das ermöglicht es dem Reifen, sich an den Untergrund anzupassen und mit ihm eine Mikroverzahnung einzugehen. Das könnte man auch so darstellen, habt ihr sicher schon mal gesehen, aber auch das bedeutet doch nur wieder mehr Fläche, die hat auch keinen Einfluss nach dem Haftreibungsgesetz. Theoretisch nicht, wären Reifen nicht zusätzlich noch nicht linear viscoelastisch. Was bedeutet das? Jetzt fängt der ein bisschen trickige Teil an, viscoelastisch bedeutet, der Reifen verhält sich wie ein Festkörper, aber zu Teilen auch wie eine Flüssigkeit. Dieses Verhalten lässt sich ganz einfach beobachten, nach einer schnellen Runde sieht der Reifen immer noch aus wie ein Reifen so prinzipiell, aber an der Oberfläche haben sich Teile gelöst, die sind so als kleine Kügelchen da dran hängen. Das ist der Abrieb und eben jener Teil des Reifens, der die elastomären Eigenschaften verloren hat und eben nicht in seine Ursprungsform zurückkehren konnte. Also doch, breitere Reifen haben mehr Grip. Naja, nicht ganz. Was wir nicht betrachtet haben, ist die Normalkraft und was sie mit dem Reifen anstellt. Diese verformt den Reifen und sie verformt auch schmale Reifen mehr als breite. Eigentlich korrekt, zumindest solange wir gerade ausfahren. In der Schräglage ist es so, dass bei gleicher Kurvengeschwindigkeit mehr Schräglage erforderlich ist mit den breiteren Reifen, weshalb der Contact Patch oder zu deutsch Larch beim breiteren Reifen eben doch etwas größer ist. Also der breitere Reifen hat bei gleicher Bauhöhe, gleichem proportionalem Aufbau, mehr Kontaktfläche, mehr Gummi, der sich viskulastisch verhalten kann, mehr Glebeeffekt, also mehr Grip. Und ich glaube, an der Stelle hören jetzt auch die meisten YouTuber auf, aber ihr seid ja nicht bei den meisten. Eingangs hatte ich mal gesagt, Reifen sind nicht linear viskulastisch und das ist eine Erkenntnis aus der Doktorarbeit von Herrn Dr. Söderland, der nachgewiesen hat, dass sich russgefüllte Elastomere aus verschiedenen Gründen, sagen wir mal, sich komisch verhalten. Folgende Phänomene treten auf, von denen wir uns zwei im Speziellen anschauen möchten. Der erste ist die prozessabhängige Relaxation. Das bedeutet grob, dass sich ein Reifen je nach Art und Dauer der Belastung unterschiedlich verformt und wieder seine Ausgangsform zurückkehrt. Heißt, eine einmalige oder monotone Belastung zwingt dem Reifen ein anderes Verhalten auf als eine zyklische Belastung. In unserem Fall eine langgezogene Kurve verändert den Reifen und den Latsch anders als eine schnelle Wechselkurve. Das zeigt sich auch in der Dissertation von Herrn Dr. Ingenieur Maurice Misser, der hier den Mullings- bzw. Pain-Effekt aufführt. Der Pain-Effekt besagt, unter dynamischer Belastung zeigt sich mit zunehmender Belastungsamplitude und gleichbleibender Frequenz eine Verringerung der Steifigkeit. Hier seht ihr die schematische Darstellung von viskulastem Werkstoffverhalten gefüllter Elastomere unter dynamischer Beanspruchung. Es ist so ein Reifen, aber auch kein reiner Elastomer, wir haben ja auch noch eine Karkasse. Deren Aufgabe ist es jetzt, diese zyklische Belastung auszugleichen und das schafft eine harte Karkasse von Slicks deutlich besser als eine eher weiche, federnde Karkasse von Turnsportreifen. Das heißt, mit Slicks kann ich nicht nur weicheren Gummi verwenden, sondern auch die Launen des Gummis ein bisschen ausgleichen. Und zum anderen und eigentlich wichtiger meiner Meinung nach, russgefüllte Elastomere verhalten sich tixotropisch. Heißt, bei konstanter Belastung verlieren die Viskosen, also flüssigen Teil des Reifens, ihre flüssigen Eigenschaften. Je länger diese Schärphase, also Verschiebung, dauert, desto weniger können sie die Adhäsion sprichwörtlich zum Tragen bringen. Diesen Effekt kennt ihr auch alle, die versucht haben, Ketchup aus einer Glasflasche zu prügeln. Man klopft und klopft und klopft, nichts passiert, aber sobald man aufhört zu klopfen und die Flasche weniger steil hält, wird das Ketchup plötzlich wieder flüssig. Das ist genau dieser tixotropische Effekt. Und das ist durchaus ein Problem, wenn sich flüssige Teile des Reifens wie eine nicht newtonische Flüssigkeit verhalten. Motorradreifen verhalten sich also wie Ketchup. Wer das noch nicht gewusst hat vor dem Video, der gibt mir jetzt an der Stelle doch gerne einen Daumen hoch. Die Tixotropeneffekte kann man ebenfalls etwas ausgleichen durch mehr viskose Anteile im Reifen. Das kennen wir dann eben als weichere Reifen. Diese beiden Effekte, ebenso wie die Nicht-Linearität, sprechen also gegen mehr Grip durch eine Zunahme von viskolasten Eigenschaften, abhängig von der Art der Belastung. Das hört sich jetzt alles vielleicht schwierig an, aber nochmal einfach zusammengefasst. Grip entsteht durch Mikroverzahnung von Reifen mit Asphalt, dafür muss ein Teil des Reifens flüssig werden. Manchmal macht der Gummi das aber nicht, weil er sich wie eine nicht newtonische Flüssigkeit verhält, also wegen der Belastung, die zu schlagartig kommt, dann so verhärtet. Ihr kennt das vom Hören her, wenn ein Kommentator sagt, er hat zu stark oder zu schlagartig Gas gegeben, oder ans Gas gegangen, oder zu abrupt gebremst, oder zu schnell umgelegt in der Kurve. Da hatte der Gummi eben keine Zeit zu reagieren, die Belastung kam zu schlagartig und auf einmal verhält er sich eben nicht mehr, dass er sich verzahnt, sondern er wird einfach hart, schlagartig. Ganz krank, wenn die Dimension eben auch in der MotoGP, die Reifen sind eben so weich, dass die Fahrer quasi auf einer flüssig Klebeschicht fahren. Deshalb haben die auch so krass schmale Temperaturfenster und klagen, dass ihnen auf einer langen Geraden der Vorderreifen auskühlt. Aber jetzt im Klartext, haben breitere Reifen mehr Grip? Es ist überleben, es kommt darauf an, und zwar auf Asphalt, Temperatur, Gummimischung, Karkasse, Art der Belastung. Reguläre Slicks auf der Rennstrecke in ihrem Temperaturbereich bei gleichmäßiger, nicht zu langer Belastung haben mehr Grip, ja. Aber selbst dort ist es ein so geringer Anteil, dass es eigentlich zur Vernachlässigung ist. An der Stelle möchte ich erwähnen, dass ich mich für praktische Erfahrungen mit Slicks auf der Renne mit Matthias Meindl unterhalten habe, wonach er sagt, 190 oder 200er, das hängt vom Setup des Bikes ab, wo man sich wohlfühlt und was eben besser passt. Aber man sagt nicht prinzipiell 200er, weil er mehr Grip hat. Mal ganz grob zusammengefasst. Die breiteren Reifen haben aber zwei große Vorteile bezogen auf Temperatur, nämlich Masse und Fläche. Ich kann mit einem schmaleren Reifen die gleiche Schräglage fahren und ich kann die gleiche Leistung ans Hinterrad abgeben, die Frage ist halt, wie lang. Bei sehr langen Kurven oder langen Beschleunigungsphasen überhitzt der schmale Reifen früher, einfach weil er weniger Masse und Fläche hat, in die er die Hitze verteilen kann. Und auch wenn der 190er und 200er das gleiche Temperaturfenster benötigen, kann man die Hitze besser kontrollieren im 200er, weil eben mehr Fleisch dran ist. Und das darf man nicht vernachlässigen, selbst auf der Geraden haben MotoGP-Bikes durchgehend Spin am Hinterrad. Als Hobbyracer spürt man am Ende einer langen Beschleunigung aus der Kurve leicht, dass der 190er schmiert, wo der 200er noch gehalten hätte. Das heißt, hier hat der 200er mehr Grip ja, 10 Meter weiter vorne in der Kurve nicht. Bedeutet also, mit einem 200er könnt ihr keine größeren Schräglagen fahren, weil er mehr Grip bietet, aber je nach Belastung könnt ihr länger Schräglage fahren oder länger beschleunigen. Oder anders ausgedrückt, die Chance den Reifen temperaturtechnisch zu überfahren, ist beim breiteren Reifen ein bisschen geringer. Und bei Straßenreifen, naja, je härter, also unwiskoser eine Reifenmischung wird, desto weniger kommen die Effekte zum Tragen. Bei Slicks ist er schon nicht groß, bei Straßenreifen tendiert er einfach gegen Null. Ich tue für Mezzanine den M9 RR, 200er und 190er Test und ich habe auf der Straße ehrlich gesagt keinen Unterschied gemerkt, was den Grip angeht. Wo man natürlich einen Unterschied merkt, ist bei den Gummimischungen. Natürlich versagten Roadtec 01 SE bei 32 Grad Außentemperatur irgendwann einfach mal die Polymerketten aufreißen, wo halt der M9 RR, Rossro 4, Supercorsa SP etc. noch gehalten hätten. Aber da verlassen wir das Feld der Reifendimension, sondern gehen halt in die Gummimischung dann, ja. Und wenn das alles nicht gilt, kommen wir zurück zum Gesetz der Haftreibung. Ob ihr jetzt Straßenfahrer aus einem 200er oder 190er Pneu montiert, ist mit Bezug auf die Haftung ehrlich gesagt größtenteils irrelevant. Moderne Motorradreifen sind temperaturtechnisch zu überfahren, das muss man auch wollen. Ihr könnt die sehr schnell in das Temperaturfessel zurückbringen, wir reden hier von zwei Minuten normal fahren, ohne Hartangasen, ohne Rausbeschleunigen und alles ist wieder safe. Deshalb gilt für die Straße, wie viel Stabilität gibt mir der Reifen, wie satt liegt er in der Kurve, wie ist das Einlenkverhalten. Die Optik ist sicherlich ein Punkt, ein 200er Schlappen sieht halt einfach gut aus, aber um den Grip macht euch bitte keine Sorgen. Ich hoffe, das Video war jetzt nicht zu komplex, ich weiß, es ist, wenn man in zwei Doktorarbeiten reinsteigt, wird es ein bisschen verwirrend, aber dafür einmal richtig gelernt, besser als zweimal so halb. So, kleiner Nachtrag, ganz vergessen, warum hat man denn am Vorderrad nur einen 120er Reifen und keinen 200er, 190er? Ein 200er vorne wird natürlich auch mehr Grip bringen, wird diese Stürze übers Vorderrad vermutlich auch ein bisschen reduzieren. Es hat einfach einen ganz einfachen Grund, man könnte nicht mehr so richtig lenken, das Lenken wird viel, viel schwerer fallen, das Umlegen in Kurven wird viel, viel schwerer sein. Das ist ehrlich gesagt der einzige Grund, warum vorne die Reifen schmaler sind, damit das Einlenkverhalten besser wird. Heißt auch, könnt ihr aus Hinterrad dann quasi anwenden, die Idee, dass ein schmalerer Reifen einfach in die Kurve geht, als ein breiterer Reifen, der breitere Reifen gegebenenfalls ein bisschen satt an der Kurve liegt. Aber das müsst ihr für euch rausfinden, zwischen 190er und 200er, ich habe jetzt nicht einen riesen Unterschied gemerkt, um ehrlich zu sein, am Hinterrad. Mir taugt der 200er schon ein bisschen besser, aber geht beide super und vorne, wie gesagt, ein bisschen größer das Rad, dafür ein bisschen schmaler, einfach um das Einlenkverhalten zu verbessern. So, das war's jetzt wirklich, bis zum nächsten Video.