Przewodnik dla rowerzystów po sztywności ramy

Spisu treści:

Przewodnik dla rowerzystów po sztywności ramy
Przewodnik dla rowerzystów po sztywności ramy

Wideo: Przewodnik dla rowerzystów po sztywności ramy

Wideo: Przewodnik dla rowerzystów po sztywności ramy
Wideo: Why Frame Stiffness Is MUCH More Important Than You Think 2024, Marsz
Anonim

Sztywność w rowerze szosowym jest niezbędna, ale musi być również zrównoważona z wygodą, wagą i kosztami. Badamy, jak

Przeszukaj internet, używając terminu „sztywność”, a nie zajdziesz daleko, zanim zobaczysz reklamy promujące farmaceutyczne rozwiązania dla męskich problemów. Wygląda na to, że rowery i sypialnie podzielają niezachwianą paranoję na temat słabych osiągów, co wyjaśnia, dlaczego marketingowy bum, który towarzyszy każdemu nowemu rowerowi, jest niezmiennie pełen twierdzeń o tym, że rama jest teraz super sztywna, a także lżejsza i wygodniejsza. Ale przynajmniej teoretycznie te trzy cechy są ze sobą sprzeczne, a projektanci rowerów nieustannie próbują znaleźć między nimi słodki punkt, majstrując przy wymiarach rur i materiałoznawstwie.

Pedał do węgla

Kiedy inżynierowie mówią o sztywności ramy, tak naprawdę mają na myśli dwa różne obszary osiągów roweru. Pierwszy dotyczy posiadania wystarczającej sztywności bocznej, aby umożliwić jak najefektywniejsze przeniesienie siły pedałowania rowerzysty na drogę. Drugi dotyczy przewidywalności i stabilności prowadzenia roweru.

Obraz
Obraz

Jeśli chodzi o sztywność boczną, za każdym razem, gdy stopa naciska na pedał, powstają znaczne naprężenia boczne (bok do boku) wraz z siłami skrętnymi (skręcającymi), które łączą się, aby wysunąć dolną część ramy wyrównania. Każdy milimetr ruchu ramy pochłania cenną energię, która może być skierowana na drogę, więc minimalizacja tego ugięcia skutecznie maksymalizuje efektywność pedałowania, stąd nieustanny nacisk na sztywność ram.

„W jaki sposób uzyskujesz energię, którą przekazujesz korbom do tylnego koła, tak naprawdę zależy od suportu, widełek tylnych, haków i sztywności kół” – mówi Gerard Vroomen, współzałożyciel rowerów Open, a wcześniej współtworzył właściciel Cervélo. To wyzwanie komplikuje jednostronny napęd roweru, który powoduje nierównomierne obciążenie tylnej części roweru. Konieczność przeciwstawienia się większym siłom po prawej stronie ramy jest powodem, dla którego wiele rowerów wybiera asymetryczną konstrukcję dolnych rur trójkątnych i rur podsiodłowych.

Ale jak przypomina nam Ben Coates, dyrektor ds. produktów drogowych w Trek, to, co robisz z jednym obszarem roweru, ma bezpośredni wpływ na inny: „Możesz zwiększyć sztywność suportu, na przykład dodając laminat do dolna strona główki, ale każdy kawałek laminatu wpływa na cały rower. Ryzykujesz niekorzystne skutki, jeśli nie rozumiesz, w jaki sposób dodawanie lub honowanie materiałów wpływa na inne części roweru.

‘Możemy sprawić, by rowery były sztywniejsze, niż chcą nawet najwięksi i najbardziej wymagający rowerzyści na świecie, ale samo uczynienie ich sztywniejszymi lub lżejszymi niekoniecznie jest przepisem na lepszy rower. Rozmowa musi zaczynać się od tego, jak chcesz, aby rower jeździł, a nie od tego, gdzie chcesz, aby był sztywny.„

Sztywność inżynierska

Jak projektanci usztywniają ramę we właściwych miejscach? Odpowiedź kryje się w średnicy przekroju rur, a także ich długości, a w przypadku rowerów karbonowych wielowarstwowości włókna węglowego

używane w ich konstrukcji.

„Im większa średnica dętki, tym sztywniejsza będzie” – mówi Adam Wais, dyrektor generalny i założyciel firmy Rolo, producenta ręcznie robionych rowerów z włókna węglowego. „I to jeszcze zanim zaczniesz patrzeć na materiały”.

To wyjaśnia tendencję w projektowaniu rowerów do przewymiarowanych rur dolnych, połączeń suportu i dolnych rur tylnych. Postępy we włóknach węglowych pozwoliły producentom zmniejszyć grubość ścianek rur, dając im swobodę tworzenia gargantuicznych rur bez zwiększania wagi.

Więc jeśli ogromne dolne rury i suporty są używane do przekazywania każdego wata mocy rowerzysty na drogę, dlaczego nie zastosować tej samej filozofii w górnej rurze i główce rury, aby wytrzymać siły pokonujące zakręty i zapewnić precyzyjne sterowanie?

Gdy pochylasz rower w narożnik, zbiegają się trzy duże siły: grawitacja, która ciągnie pionowo w dół; energia kinetyczna, która sprawia, że poruszasz się do przodu, oraz siła dośrodkowa, która wypycha Cię na zewnątrz – w lewo przy skręcaniu w prawo i odwrotnie. Jeśli rama jest zbyt elastyczna, siły te mogą wypchnąć koła i rurę czołową z osi, prowadząc do nieprecyzyjnego sterowania.

Obraz
Obraz

„Potrzebujesz kół do śledzenia, a im lepiej jeżdżą od przodu do tyłu, tym bardziej przewidywalne są pokonywane zakręty” – mówi Thomas McDaniel, menedżer produktu w BMC. „Powiedz, że pokonujesz zakręt, po którym przejechałeś tysiące razy, dzięki czemu jesteś pewny siebie i jedziesz z dużą prędkością, ale pewnego dnia znajdziesz masywną skałę w samym środku trasy, którą zawsze jedziesz. Jak dobrze rower może zaakceptować twoją potrzebę zmiany w środku zakrętu? Tutaj w grę wchodzi sztywność przodu.„

Okazuje się, że jeśli rower jest zbyt sztywny z przodu, trudno się pochylić, co stwarza inny rodzaj problemów z prowadzeniem. Chris D’Aluisio, dyrektor kreatywny Specialized, podejmuje historię, przypominając moment, w którym Tarmac SL4 zastąpił SL3. Wcześniej, kiedy Specialized opracowywało nowy rower, używał ramy o rozmiarze 56 cm jako punktu odniesienia dla nowego zestawu celów, w tym sztywności. Po trafieniu w cele, ramka byłaby następnie skalowana, z nieco mniejszymi rurkami dla mniejszych ramek i większymi rurkami dla większych ramek.

‘Dzięki SL4 uczyniliśmy 56 sztywniejszymi i lżejszymi, a wyżsi jeźdźcy – w rozmiarze 56 i wyższym – powiedzieli: „Wow! Jest o wiele lepiej”. Ale w moim rozmiarze 52 jechało gorzej” – mówi D’Aluisio z orzeźwiającą szczerością. „Było zbyt surowe, nie tylko w pionie, ale także przy pochyleniu się w róg. Miał zbyt dużą sztywność przodu i nie pozwalał motocyklowi w mniejszych rozmiarach na zachowanie elastyczności na drodze w środku zakrętu, co powodowało drganie przodu, szczególnie na wyboistej nawierzchni, co mogło być denerwujące.„

Okazało się, że zmiany w skalowaniu roweru nie zaszły wystarczająco daleko, a mniejsze ramy, z rurami o podobnym przekroju i ułożeniu karbonowym do 56 cm, były niewiarygodnie sztywne, ponieważ te rurki były krótsze.

„Małe rowery były proporcjonalnie znacznie sztywniejsze niż większe, co jest całkowitym przeciwieństwem tego, czego potrzebuje rowerzysta”, mówi D’Aluisio. „Wyższy kierowca, z dłuższą sztycą i wyżej położonym środkiem ciężkości, wymaga od roweru dużo więcej pracy. Kiedy prosisz rower, aby przesunął się od prawej do lewej podczas manewru, ten rower wykonuje całą pracę, aby przenieść ciężar rowerzysty z jednej strony na drugą i złapać go przed upadkiem. Musimy odzyskać przyczepność, gdy kolarz skręca”.

W rezultacie firma Specialized zdecydowała, że musi skutecznie traktować każdy inny rozmiar ramy tak, jakby był osobnym projektem niestandardowym, proces ten nazywa się inżynierią Rider First.

To pomaga wyjaśnić, dlaczego inżynierowie nie robią po prostu całego roweru tak sztywnego, jak to tylko możliwe, ale jest też inny powód: wygoda, znana również jako podatność, czyli zdolność ramy do radzenia sobie z niedoskonałościami na drodze powierzchni i pochłaniają drgania z asf altu.

Po stworzeniu Cervélo R3, roweru, który przez siedem lat z rzędu cieszył się miejscami na podium po brutalnym bruku Paryż-Roubaix, Vroomen wie, czego potrzeba, aby rower był w stanie dostarczyć moc na tylne koło, jednocześnie chroniąc kierowcę z najgorszych powierzchni.

„Idealnie potrzebujesz jak najmniejszej sztywności pionowej, aby uzyskać pewien komfort i zgodność”, mówi. „Ale rura, którą powiększasz, aby uzyskać sztywność przy skręcaniu, również staje się większa w pionie i sztywniejsza w pionie, i nie jest łatwo rozdzielić te dwa czynniki. W tym sensie zawsze będzie to kompromis – najwygodniejszy rower będzie nie do jazdy, ponieważ jest tak elastyczny we wszystkich kierunkach, a najsztywniejszy możliwy rower będzie również nie do jazdy, ponieważ jest niesamowicie sztywny, co jest nie tylko niewygodne, ale także wolniejsze. Potrzebujesz pewnego rodzaju zgodności, aby zniwelować nierówności drogi.”

Opony wykonują dużą część tej pracy, ale projektanci wprowadzają również pewną elastyczność do ramy, szczególnie w rurze podsiodłowej i za pomocą bardzo cienkich lub spłaszczonych podpór siodełka, aby rozproszyć wstrząsy poruszające się z tyłu roweru do rowerzysty.

Prawdopodobnie najlepszym przykładem tego, jak można oddzielić podatność pionową od sztywności suportu i główki ramy, jest Trek Domane, wyścigowy rower, który zabrał Fabiana Cancellarę na najwyższy stopień podium podczas Tour of Flanders i Paryż-Roubaix. Rura podsiodłowa Domane jest „oddzielona” od rury górnej, dzięki czemu rura podsiodłowa zgina się niemal niezależnie od ramy, bez utraty sztywności. Nowy rozdzielacz IsoSpeed w najnowszym modelu Domane SLR ma nawet „regulowaną podatność”, dzięki czemu rowerzysta może spersonalizować poziom sztywności.

„Asortyment tuningu Domane zaczyna się mniej więcej na tym samym poziomie podatności pionowej, co Madone [aero wyścigowa platforma Treka], a jego podatność wzrasta nawet o 35% bez wpływu na sztywność pedałowania”, mówi Coates.

Obraz
Obraz

Ramy przyszłości

Nieustająca pogoń za sztywniejszymi, lżejszymi i wygodniejszymi ramami nie słabnie, a producenci nieustannie poszukują nowych materiałów i technologii. Na przykład brytyjska marka rowerowa Dassi bada możliwości grafenu, cudownej substancji, która ma niezwykły potencjał, jeśli producenci znajdą sposoby na wykorzystanie jego możliwości.

„Grafen wykazuje właściwości, które znacznie przewyższają tradycyjne włókna węglowe, które są umieszczane w ramie roweru” – mówi Stuart Abbott, były inżynier projektu lotniczego i kosmonautyczny, który sześć lat temu założył firmę Dassi. „Istnieje mistyczna możliwość stworzenia ramy, która mogłaby ważyć zaledwie 300 g, ponieważ grafen jest o wiele lżejszy i o wiele mocniejszy, że masz możliwość zastąpienia obszarów karbonowych, które w niektórych miejscach mogą mieć grubość 2 lub 3 mm. rama – szczególnie wokół suportu – z czymś, co jest 100 razy lżejsze i jedną tysięczną grubości.”

Na razie jednak szybkie sprawdzenie rzeczywistości jest konieczne dla każdego, kto jest na krawędzi zakupu nowego roweru. Kolarstwo nie przypomina Formuły 1, w której najlepszy samochód zawsze wygrywa, niezależnie od kierowcy. Wiele tegorocznych głównych wyścigów – w tym Paryż-Roubaix, Tour of Flanders, Mediolan-San Remo, Paryż-Nicea i Tour of Romandie – zostało wygranych przez zawodników na różnych motocyklach. Innymi słowy, najlepsze osiągi dotyczą rowerzysty, a nie roweru, i nie ma obiektywnego „właściwego” poziomu sztywności w ramie, jest tylko poziom, który jest odpowiedni dla Ciebie.

Top 10 najsztywniejszych rowerów

Jak zmierzyć sztywność roweru? Niestety nie mamy laboratorium do testowania elastyczności, ale znamy miejsce, które to robi. Nasi przyjaciele z niemieckiego magazynu rowerowego Tour słyną z naukowego podejścia do testów rowerowych, które obejmuje poddawanie każdej nagiej ramy rygorystycznej serii testów stanowiskowych w celu ustalenia wartości sztywności.

Równanie oparte na wyniku sztywności, jaki rama osiąga przy główce ramy (mierzonej w Nm/°), podzielonej przez całkowitą masę ramy (w kg), zapewnia wskaźnik sztywności do masy, który daje Tourowi tablica wyników dla najsztywniejszych ramek…

Rower Data Sztywność w stosunku do wagi
1. Cervelo Rca styczeń 2015 142Nm/°/kg
2. Specjalistyczny asf alt SL4 Grudzień 2011 141,2Nm/°/kg
3. Cannondale SuperSix Evo Ultimate wrzesień 2011 139,2Nm/°/kg
4. Canyon Ultimate CF SLX Styczeń 2016 131.5Nm/°/kg
5. Trek Emonda grudzień 2014 131,3Nm/°/kg
6. Focus Izalco Max lip 2013 127.1Nm/°/kg
7. Filc F1 Grudzień 2011 125,3Nm/°/kg
8. AX Lekkość Fiolka Evo styczeń 2015 125.1Nm/°/kg
9. Storck Aernario Październik 2015 123,9Nm/°/kg
10. Zespół Rose X-Lite 8000 grudzień 2014 123,7Nm/°/kg

Żargon węglowy: co to wszystko oznacza?

Zalecana: