Spalanie gumy: Jakich opon powinieneś używać?

Spisu treści:

Spalanie gumy: Jakich opon powinieneś używać?
Spalanie gumy: Jakich opon powinieneś używać?

Wideo: Spalanie gumy: Jakich opon powinieneś używać?

Wideo: Spalanie gumy: Jakich opon powinieneś używać?
Wideo: Ursus V8 smali kapcia 2024, Marsz
Anonim

Wąskie czy szerokie? Wysokie ciśnienie czy niskie ciśnienie? Wanny czy klinczery? Badamy komplikacje związane z wyborem opon

Kontynuacja naszego testu: Czy szersze opony są naprawdę szybsze? Postanowiliśmy kontynuować nasze badanie komplikacji związanych z wyborem opon.

Jeden z największych postępów w technologii rowerowej pochodzi z mało prawdopodobnego źródła: szkockiego lekarza weterynarii o nazwisku John Boyd Dunlop. W 1888 r., podczas znacznego odejścia od codziennej pracy, Dunlop stworzył pierwszą oponę pneumatyczną, aby uwolnić syna od bólów głowy i dyskomfortu, które niepokoiły chłopca, gdy jeździł na swoim trójkołowym rowerze po wyboistym bruku Belfastu.

Przewiń do przodu, a podstawowa koncepcja się nie zmieniła – zamknięta komora powietrzna zapewnia warstwę amortyzacji między kierowcą a drogą – ale to nie znaczy, że wszystkie opony są takie same. Niektóre opony są szybsze niż inne, ale potrzeba trochę zrozumienia technologii opon, zanim będziesz mógł znaleźć najlepszą dla siebie.

Opieranie się odpoczynku

'Podczas jazdy rowerzysta musi zmierzyć się z różnymi rodzajami oporu: oporem powietrza, ciężarem (w przypadku przyspieszania lub hamowania) oraz oporem toczenia opony, który jest stratą energii spowodowaną toczeniem się opony do przodu, ' mówi Nicolas Cret, twórca opon drogowych Michelin. „Mierzymy opór toczenia za pomocą stałych parametrów, takich jak regulowane ciśnienie, stała prędkość, obciążenie i temperatura. Maszyna pomiarowa składa się zwykle z bębna, który musi być jak największy, aby symulować płaskie podłoże. Podczas rozgrzewki opona jest obracana z określoną prędkością/obciążeniem/ciśnieniem, a następnie zatrzymamy moc bębna i mierzymy odległość, aż opona przestanie się toczyć. Im dłuższa odległość, tym niższy opór toczenia.”

W skrócie, opór toczenia to siła, która działa przeciwko ruchowi opony toczącej się po nawierzchni. W praktyce, wraz z takimi czynnikami, jak opór powietrza, ta siła oporu oznacza, że podczas swobodnego poruszania się po płaskiej powierzchni w końcu się zatrzymasz. Ale skoro energii nie można ani stworzyć, ani zniszczyć, a jedynie zmienić, to gdzie się podziała energia, która napędzała nas naprzód?

Obraz
Obraz

„Opór toczenia w oponach to energia zużywana do pokonania deformacji opony” – mówi Wolf VormWalde, kierownik ds. produktów oponiarskich w firmie Specialized. „Kiedy opona jest obciążona, odkształca się, a odkształcenie materiału wymaga użycia siły. Kiedy opona toczy się, odkształcenie trwa, gdy bieżnik i ściana boczna przechodzą przez obszar styku [gdzie opona styka się z nawierzchnią drogi], gdy koło się obraca. W związku z tym opona jest naprężona i odkształcona wchodząc w obszar styku i rozluźnia się wychodząc poza obszar styku. Ale w przeciwieństwie do idealnej sprężyny, opona nie oddaje energii włożonej w nią podczas odkształcania się.”

Obserwuj, co dzieje się z oponami roweru stacjonarnego pod ciężarem rowerzysty, a zrozumiesz, co oznacza VormWalde. Opona pod obciążeniem rowerzysty wybrzuszy się na ścianach bocznych, a bieżnik spłaszczy się, dostosowując się do kształtu powierzchni pod nią. Gdy rower jest w ruchu, a opona się obraca, proces ten powtarza się wielokrotnie w punkcie, w którym opona styka się z nawierzchnią drogi. W idealnym świecie opona „dałaby tak dobrze, jak to tylko możliwe”, odbijając się od nawierzchni drogi z taką samą siłą, z jaką wciskała ją w nawierzchnię, a zatem energia włożona w ruch do przodu byłaby konserwowane. Niestety, mieszanki gumowe w oponach są „lepkosprężyste”, co oznacza, że gdy odkształcają się pod obciążeniem, cząsteczki w łańcuchach polimerowych mieszanki przegrupowują się, a tym samym ocierają się o każdą z nich. To wewnętrzne tarcie wytwarza ciepło, które niestety jest bezużytecznym produktem ubocznym w dążeniu do napędzania roweru do przodu. Po prostu poczuj tylną oponę po godzinie na turbotrenerze, a wkrótce otrzymasz zdjęcie.

To właśnie ta deformacja opony jest kluczem do jej oporów toczenia, a tym samym jej „prędkości”. Istnieje wiele sposobów wpływania na sposób, w jaki opona się odkształca, a jednym z nich jest zmiana ciśnienia powietrza, które w nią wpompowujesz.

Odkształcenie znaku

Jeśli im bardziej opona się odkształca, tym większy ma opór toczenia, z pewnością wystarczy napompować oponę do najwyższego możliwego ciśnienia, co uniemożliwi jej deformację, a strata energii spowodowana oporami toczenia będzie być zminimalizowane? Prawda – jak zawsze – jest nieco bardziej skomplikowana.

Christian Wurmbäck, kierownik produktu w firmie Continental, mówi: „Zwiększenie ciśnienia w oponie zmniejszy opór toczenia, ale tylko do pewnego momentu. Na przykład, jeśli weźmiesz oponę 23 mm i zwiększysz ciśnienie z 85 psi do 115 psi, będziesz miał mniejszy opór toczenia. Ale jeśli weźmiesz tę samą oponę i zwiększysz ciśnienie ze 115 psi do 140 psi, praktycznie nie ma różnicy.”

Obraz
Obraz

VormWalde ze Specialized zgadza się: „Na idealnie gładkiej powierzchni wyższe ciśnienie jest zawsze szybsze. Ale ten efekt zmniejsza się na prawdziwych drogach, tak że mówimy, że przy 130 psi pompujesz oponę do całkowitego wyczerpania [tj. nie może być bardziej użytecznie sztywne]. Ważną rzeczą do zapamiętania jest to, że relacja między oponą a drogą jest symbiotyczna, a drogi nigdy nie są idealnie gładkie.

‘Nie chcesz, aby opona była tak twarda, aby podczas przetaczania się po drodze nie mogła pochłaniać częstotliwości powierzchniowych. Opona skuteczniej pochłania nierówności i nierówności niż przekazuje te amplitudy na rower i rowerzystę. Podnoszenie roweru i jeźdźca zawsze zużywa więcej energii niż zgniatanie opony. To jeden z powodów, dla których widzisz rowerzystów przełajowych i górskich jeżdżących tak nisko” – dodaje.

On ma rację. Zamiast bowiem pozwolić, by szczególnie wyboista sekcja wyrzuciła go w powietrze, doświadczony kolarz górski będzie starał się utrzymać swoje ciało na płaskiej płaszczyźnie, używając rąk i nóg do pochłaniania wszystkich nierówności terenu. Mówiąc o laiku, jeśli chcesz iść poziomo do przodu, nie marnujesz energii na poruszanie się pionowo w górę i w dół.

Sztuką jest ustalenie najlepszego ciśnienia w oponach dla drogi, po której jedziesz – coś, co może wymagać odrobiny prób i błędów. A potem musisz najpierw zadać sobie pytanie, czy masz odpowiednią szerokość opon.

Mała sprawa rozmiaru

W dawnych dobrych czasach kierowcy wyścigowi uważali, że cieńsze opony są lepsze, a większość profesjonalnych kół jest wyposażona w oponę o szerokości od 21 mm do zaledwie 18 mm. Z biegiem czasu, być może, rowerzyści postawili na większy komfort i mniejszą prędkość, tak że 23-milimetrowe opony stały się standardem w rowerach szosowych.

Jednakże menedżer produktu w Schwalbe, Marcus Hachmeyer, mówi, że badania nad zachowaniem opon ujawniły pewne dość zaskakujące rzeczy: „Jeśli porównasz opony o różnych szerokościach, ale o identycznych specyfikacjach – ta sama mieszanka, ten sam zaokrąglony profil, to samo ciśnienie – można powiedzieć pod względem oporów toczenia: im szerszy, tym szybszy!”

Brzmi to sprzecznie z intuicją – w końcu rowery szosowe są o wiele szybsze niż rowery turystyczne czy górskie – ale analiza miejsca styku opony pomogła projektantom takim jak Hachmeyer przejrzeć popularne przekonanie, że „węższe równa się szybsze”.

„Szersze opony są szybsze”, powtarza Wurmbäck z Continental. „24 mm toczy się szybciej niż 23 mm, ale opona 25 mm toczy się jeszcze szybciej. W rzeczywistości nasza opona GP4000s jest o około 7% szybsza w wersji 25 mm niż w wersji 23 mm.”

Powodem jest kwestia deformacji. Chociaż przy tym samym ciśnieniu zarówno szerokie, jak i wąskie opony mają tę samą powierzchnię styku, dokładny kształt każdej powierzchni styku będzie się różnić. W węższej oponie ta łatka będzie cieńsza, ale dłuższa, tworząc smukły owalny kształt wzdłuż dolnej części opony, podczas gdy w szerszej oponie kształt łaty styku będzie bardziej okrągły, ponieważ opona jest bardziej spłaszczona na całej szerokości. W rezultacie cieńsza, dłuższa powierzchnia styku opony sprzyja większym deformacjom opony – w szczególności ścianki bocznej – niż jej szerszy odpowiednik. A jak już słyszeliśmy, im bardziej opona się odkształca, tym więcej energii zużywa na odkształcenie. Ale jeśli tak jest, czy nie powinniśmy wszyscy jeździć na 28mm?

Obraz
Obraz

Sprawa przeciwko

‘Chociaż opona 28 mm będzie szybsza niż jej 23 mm pod względem oporów toczenia, waga 28 mm będzie wyższa niż 23 mm, ponieważ większy rozmiar oznacza więcej materiału. Prawdopodobnie spowoduje to zauważalną różnicę pod względem bezwładności i będzie miało wpływ podczas faz przyspieszania lub zwalniania” – wyjaśnia Nicolas Cret z Michelin.„Właściwości aerodynamiczne zmienią się również z opony 23 mm na 28 mm.”

Co wybraliby eksperci? „Odkryliśmy, że 24 mm to idealny kompromis pod względem oporów toczenia, aerodynamiki i masy” – mówi VormWalde z Specialized. Jednak Ken Avery z włoskiej starej gwardii Vittoria nie zgadza się: „Więcej [szerokość] nie zawsze jest lepsza. Kluczem jest umiar. Gdy przekroczysz 26 mm, subtelne przyrosty oporu toczenia zaczynają zanikać. Formuła jest odrzucona, że tak powiem. Zakłada to również, że wszystkie opony mają spójny profil, czego nie mają. Często grubość bieżnika [w przekroju] sprawia, że opona jest bardziej spiczasta niż okrągła, tak że opona 24 mm od jednego producenta może być szybsza lub wolniejsza w danym scenariuszu niż opona 23 lub 25 mm.”

Aby jeszcze bardziej skomplikować sprawę, oprócz wyborów dotyczących ciśnienia i szerokości opony, należy wziąć pod uwagę elastyczność opony.

Co kryje się pod spodem

Jeżeli odkształcenie powoduje utratę energii z ciepła, to bardziej elastyczna opona będzie potrzebowała mniej energii na odkształcenie w określony sposób niż opona, której karkas jest sztywniejszy. Pod mieszanką gumową bieżnika opony leżą tysiące ciasno splecionych włókien. W zależności od opony, ta warstwa osnowy może zawierać aż 320 nitek na cal (tpi), wszystkie z bardzo cienkiej bawełny, a może nawet 60, wykonane z zdecydowanie grubszego nylonu. Skutkiem tego, jak twierdzą producenci tacy jak Vittoria i Challenge, jest to, że im większa liczba gwintów, tym opona jest bardziej elastyczna, a co za tym idzie łatwiej się odkształca, a co za tym idzie, będzie miała mniejszy opór toczenia.

„Im większa liczba tpi, tym bardziej elastyczna opona” – mówi Simona Brauns-Nicol z Challenge. „Z biegiem czasu dostawcy dostarczali coraz wyższą jakość nici, co umożliwiło producentom opon przejście z maksymalnego splotu 280/300 tpi do 320 tpi. Im bardziej giętka i elastyczna karkas, tym większy komfort, a przede wszystkim lepsza przyczepność do drogi, a tym samym osiąganie największej prędkości.” Jednak w świecie opon nic nie jest proste, a więc więcej wątków nie oznacza automatycznie szybsza opona.

Obraz
Obraz

VormWalde w Specialized mówi: „Opona 60tpi z dobrą mieszanką karkasu może być tak szybka, jak opona 100tpi. Ważny jest też materiał – niektóre osłonki z polibawełny są szybkie, ale to nie ze względu na ilość nici, tylko ze względu na impregnację lateksem, która sprawia, że jest bardzo elastyczna. Duża liczba wątków niekoniecznie oznacza szybszą oponę”.

Jeżeli bardziej elastyczne opony oznaczają lepsze opory toczenia, to to samo należy powiedzieć o dętkach. „Jeszcze bardziej elastyczną i odporną na przebicie jazdę można osiągnąć, używając dętki lateksowej zamiast dętki butylowej” – mówi Simona Brauns-Nicol z Challenge. „Nasz może zostać napompowany około 300 razy w stosunku do pierwotnej objętości. Lateks jest jednocześnie mocny i elastyczny i nie przebija się tak łatwo, ponieważ elastyczność oznacza, że lateksowa rurka ma tendencję do omijania ciał obcych”.

Latex jest nie tylko z natury bardziej elastycznym materiałem, ale jest również lżejszy – dzięki czemu przewyższa rury butylowe pod względem oporów toczenia. Jednak ta elastyczność ma swoją cenę: lateks jest bardziej porowaty niż butyl, co oznacza, że powietrze będzie odczuwalnie wyciekać w ciągu kilku dni.

Ludzie tacy jak Specialized i Challenge mogliby prawdopodobnie przez wiele dni kłócić się o dętki lateksowe, liczbę wątków i karkasy (nic dziwnego, że Challenge szczyci się produkcją opon o liczbie wątków do 320tpi, podczas gdy Specialized wydaje się zadowolone z maksymalną produkcją 220tpi), ale ich przeciwstawne punkty widzenia podkreślają sedno problemu „szybkich opon”: nie ma ostatecznych odpowiedzi. Jasne, są podstawowe parametry – rozmiar, ciśnienie, giętkość – ale takie rzeczy są tak nierozerwalnie ze sobą powiązane, jak i kwestie oporów toczenia, aerodynamiki i bezwładności, że nie ma sensu skupiać się tylko na jednym aspekcie kosztem innych.

Jak ujął to Cret w firmie Michelin: „Projektowanie opony powinno być postrzegane jako próba jednoczesnej poprawy wielu sprzecznych obszarów osiągów. Opona to zawsze kompromis osiągów. Czym jest szybka opona? Cóż, to zależy od tego, co rozumiesz przez szybko.

I wreszcie…do wanny czy nie?

Od lat szytki są reklamowane jako najlepsza opona dla poważnego rowerzysty, a zwolennicy twierdzą, że jedyny powód, aby nie jeździć na nich codziennie, to niedogodności i koszty przebicia. Istnieje jednak kilka firm, które chcą zdenerwować ten konkretny wózek z jabłkami.

„Clinczery są szybsze niż rurki”, deklaruje Wolf VormWalde z Specialized. „Dzieje się tak, ponieważ połowa efektywnej komory powietrznej to obręcz. Ściany boczne obręczy nie odkształcają się podczas toczenia, a tym samym nie zużywają energii. Myślałeś, że zmusiliśmy Tony'ego Martina do używania klinczerów z powodów komercyjnych, prawda? Nie! Są po prostu szybsze”.

To latanie wbrew konwencjonalnej mądrości nie pochodzi tylko od jednego człowieka (choć jednego z centrum dość dużej korporacji rowerowej), ale jest to raczej sentyment podzielany przez gigantów oponiarskich, takich jak Schwalbe i Continental. Ale jeśli tak jest, dlaczego zawodowcy nie jeżdżą w klinczu? Cóż, mówi Christian Wurmbäck z Continental, to oczywiste.

‘Zestaw kołowy pod szytkę jest lekki, ale, co ważne dla profesjonalnych rowerzystów, zapewnia możliwość jazdy po płaskim. W przypadku szybkobieżnego płaskiego, rura pozostaje na obręczy z powodu kleju, w przeciwieństwie do klinkieru, który ma tendencję do odpadania, co powoduje bardzo nieprzyjemny wypadek.”

Zalecana: