Šaura vai plata? Augsts vai zems spiediens? Vannas vai klinčeri? Mēs pētām sarežģījumus saistībā ar riepu izvēli
Turpinot mūsu testu: vai platākas riepas tiešām ir ātrākas? Mēs nolēmām turpināt izmeklēšanu par riepu izvēles sarežģījumiem.
Viens no lielākajiem velosipēdistu tehnoloģiju lēcieniem radās no maz ticama avota: skotu veterinārārsta Džons Boids Danlops. 1888. gadā, būtiski atkāpjoties no sava ikdienas darba, Dunlops radīja pirmo pneimatisko riepu, lai atbrīvotu savu dēlu no galvassāpēm un diskomforta, kas bija satraucis puisi, braucot ar trīsriteni ar cieto riepu pa Belfāstas bedrainajiem bruģakmeņiem.
Ātri pāriet uz mūsdienām, un pamatkoncepcija nav mainījusies – noslēgta gaisa kamera nodrošina amortizācijas slāni starp braucēju un ceļu, taču tas nenozīmē, ka visas riepas ir vienādas. Dažas riepas ir ātrākas par citām, taču ir nepieciešama neliela izpratne par riepu tehnoloģiju, lai varētu atrast sev piemērotāko.
Pretošanās atpūtai
'Braucot velosipēdistam ir jāsaskaras ar dažāda veida pretestību: gaisa pretestību, svaru (ja paātrina vai bremzē) un riepas rites pretestību, kas ir enerģijas zudumi, riepai ripojot uz priekšu, saka Michelin ceļu riepu izstrādātājs Nikolass Krets. “Mēs mērām rites pretestību ar fiksētiem parametriem, piemēram, regulētu spiedienu, nemainīgu ātrumu, slodzi un temperatūru. Mērīšanas iekārta parasti sastāv no cilindra, kam jābūt pēc iespējas lielākam, lai imitētu līdzenu zemi. Iesildīšanās sesijas laikā riepa tiek pagriezta ar noteiktu ātrumu/slodzi/spiedienu, un tad mēs apturēsim trumuļa jaudu un mērīsim attālumu, līdz riepa pārstāj ripot. Jo garāks attālums, jo mazāka ir rites pretestība.’
Pamatā rites pretestība ir spēks, kas iedarbojas pret riepas kustību uz priekšu, kas ripo pa virsmu. Praktiski, kopā ar tādiem faktoriem kā gaisa pretestība, šis pretestības spēks nozīmē, ka, braucot uz līdzenas virsmas, jūs galu galā apstāsies. Bet, tā kā enerģiju nevar ne radīt, ne iznīcināt, tikai mainīt, kur ir pazudusi enerģija, kas mūs virzīja uz priekšu?
Rites pretestība riepās ir enerģija, kas tiek patērēta, lai pārvarētu riepas deformāciju,” saka Volfs VormValde, Specialized riepu produktu menedžeris. “Kad riepa ir pakļauta slodzei, tā deformējas, un materiāla deformācijai ir nepieciešams spēks. Riepai ripojot, ritenim griežoties, notiek deformācija, jo riepas protektors un sānu mala iet cauri kontakta laukumam [kur riepa saskaras ar ceļa virsmu]. Tādējādi riepa tiek nospriegota un deformēta, nonākot saskares vietā, un atslābst, izejot no kontakta vietas. Taču atšķirībā no ideālas atsperes, riepa deformējoties neatdod tajā ieguldīto enerģiju.’
Novērojiet, kas notiek ar stacionāra velosipēda riepām zem braucēja svara, un jūs sapratīsit, ko nozīmē VormWalde. Riepa zem braucēja slodzes sānos izspiedīsies, un protektors saplacinās, lai pielāgotos zem tās esošās virsmas formai. Kad velosipēds ir kustībā un riepa griežas, šis process notiek atkal un atkal vietā, kur riepa saskaras ar ceļa virsmu. Ideālā pasaulē riepa "dotu tik labi, cik tā ir", atsitoties no ceļa virsmas ar tik lielu spēku, cik pielietota, lai vispirms to saspiestu pret ceļa virsmu, un tādējādi enerģija, kas tiek nodota kustībai uz priekšu, būtu konservēti. Diemžēl gumijas savienojumi riepās ir “viskoelastīgi”, kas nozīmē, ka, deformējoties slodzes ietekmē, molekulas savienojuma polimēru ķēdēs pārkārtojas un, to darot, berzējas pret katru. Šī iekšējā berze rada siltumu, kas diemžēl ir bezjēdzīgs blakusprodukts, mēģinot virzīt velosipēdu uz priekšu. Vienkārši sajūtiet savu aizmugurējo riepu pēc stundas ar turbo trenažieri, un drīz jūs redzēsit attēlu.
Šī riepas deformācija ir tās rites pretestības un līdz ar to arī “ātruma” atslēga. Ir dažādi veidi, kā ietekmēt riepas deformāciju, viens no tiem ir mainīt tajā iesūknētā gaisa spiedienu.
Rakstura deformācija
Ja vairāk riepa deformējas, jo lielāka tai ir rites pretestība, noteikti viss, kas jums jādara, ir jāpiepūš riepa līdz augstākajam iespējamajam spiedienam, padarot to pilnīgi neiespējamu, un rites pretestības dēļ tiks zaudēta enerģija. samazināties līdz minimumam? Patiesība – kā vienmēr – ir nedaudz sarežģītāka.
Kristians Vurmbeks (Christian Wurmbäck), Continental produktu menedžeris, saka: “Palielinot spiedienu riepā, rites pretestība samazināsies, taču tikai līdz noteiktam punktam. Piemēram, ja ņemat 23 mm riepu un palielinat spiedienu no 85 psi uz 115 psi, jums būs mazāka rites pretestība. Bet, ja paņemat to pašu riepu un palielinat spiedienu no 115 psi uz 140 psi, praktiski nav nekādas atšķirības.’
VormWalde no Specialized piekrīt: “Uz ideāli gludas virsmas augstāks spiediens vienmēr ir ātrāks. Taču uz reāliem ceļiem šis efekts samazinās, tā ka mēs sakām, ka pie 130 psi riepa tiek izsūknēta [ti, tā nevar kļūt lietderīgāk stingrāka]. Svarīgi atcerēties, ka attiecības starp riepu un ceļu ir simbiotiskas un ceļi nekad nav pilnīgi gludi.
‘Jūs nevēlaties, lai riepa būtu tik cieta, ka, apgāžoties pa ceļu, tā nevar absorbēt virsmas frekvences. Riepai ir efektīvāk absorbēt nelīdzenumus un nelīdzenumus, nekā nodot šīs amplitūdas velosipēdam un braucējam. Velosipēda un braucēja pacelšana vienmēr patērēs vairāk enerģijas nekā riepas nospiešana. Tas ir viens no iemesliem, kāpēc jūs redzat ciklokrosa un kalnu riteņbraukšanas braucējus braucam tik zemā spiedienā, viņš piebilst.
Viņam ir doma. Tā vietā, lai ļautu īpaši nelīdzenai daļai viņu pacelt gaisā, pieredzējušais kalnu riteņbraukšanas braucējs centīsies noturēt savu ķermeni līdzenā plaknē, izmantojot rokas un kājas, lai absorbētu visus nelīdzenumus, ko rada reljefs. Nespeciālisti runājot, ja vēlaties virzīties horizontāli uz priekšu, jūs netērējat savu enerģiju, virzoties vertikāli uz augšu un uz leju.
Truks ir noteikt vislabāko riepu spiedienu ceļam, pa kuru braucat, - tas var prasīt nedaudz izmēģinājumu un kļūdu. Un tad jums ir jāuzdod sev jautājums, vai vispirms esat uz pareizā platuma riepām.
Mazais izmērs
Vecajos labajos laikos sacīkšu braucēji domāja, ka plānākas riepas ir labākas, un lielākā daļa profesionāļu riteņu tika apvilkti ar jebko, sākot ar 21 mm platu riepu un beidzot ar niecīgu 18 mm. Laika gaitā braucēji, iespējams, ir vairāk pakļāvuši komfortu un mazāk satriecošu ātrumu, tādējādi 23 mm riepas ir kļuvušas par šosejas velosipēdu standartu.
Tomēr Schwalbe produktu menedžeris Markuss Hahmeijers saka, ka riepu uzvedības pētījumos ir atklātas dažas diezgan pārsteidzošas lietas: “Ja salīdzina riepas ar dažādu platumu, bet identiskām specifikācijām - tāds pats sastāvs, tāds pats noapaļots profils, vienāds gaisa spiediens - var teikt. rites pretestības ziņā: jo platāks, jo ātrāk!'
Tas izklausās pretrunīgi - galu galā šosejas velosipēdi ir daudz ātrāki nekā tūrisma velosipēdi vai kalnu velosipēdi, taču riepas kontakta plākstera analīze ir palīdzējusi dizaineriem, piemēram, Hachmeyer, pārraudzīt populāro uzskatu, ka “šaurāks ir ātrāks”.
'Plašākas riepas ir ātrākas, piebalso Wurmbäck no Continental. “24 mm ripo ātrāk nekā 23 mm, bet 25 mm riepa ripo vēl ātrāk. Patiesībā mūsu GP4000s riepa ir aptuveni par 7% ātrāka 25 mm versijā nekā 23 mm.’
Iemesls meklējams šajā deformācijas jautājumā. Lai gan pie tāda paša spiediena gan platajām, gan šaurajām riepām ir vienāds kontakta laukums, katra kontakta plākstera precīza forma atšķirsies. Šaurākā riepā šis plāksteris būs plānāks, bet garāks, veidojot slaidu ovālu riepas dibena garumā, savukārt platākai riepai kontaktlaukuma forma būs apaļāka, jo riepa ir vairāk saplacināta visā tās platumā.. Rezultāts ir tāds, ka plānākas riepas plānāks, garāks kontakta laukums veicina lielāku riepas – īpaši sānu – deformāciju nekā tās platākā līdziniece. Un, kā jau esam dzirdējuši, jo vairāk riepa deformējas, jo vairāk enerģijas patērē tās deformācija. Bet, ja tas tā ir, vai mums visiem nevajadzētu braukt pa 28 mm?
Lieta pret
‘Lai gan rites pretestības ziņā 28 mm riepa būs ātrāka par tās 23 mm versiju, 28 mm svars būs lielāks nekā 23 mm, jo lielāks izmērs nozīmē vairāk materiāla. Tas, visticamāk, radīs ievērojamas atšķirības inerces ziņā, un tas ietekmēs paātrinājuma vai palēninājuma fāzes,”skaidro Nikolass Krets no Michelin.“Aerodinamiskās īpašības mainīsies arī no 23 mm riepas uz 28 mm.”
Ja stumtu, ko eksperti izvēlētos? "Mēs esam atklājuši, ka 24 mm ir ideāls kompromiss attiecībā uz rites pretestību, aerodinamiku un svaru," saka Specialized VormWalde. Tomēr Kens Eiverijs no Itālijas vecā gvardes Vittoria nepiekrīt: “Vairāks [platums] ne vienmēr ir labāks. Mērenība ir galvenais. Tiklīdz jūs pārsniedzat 26 mm, smalkie rites pretestības pieaugumi sāk izkliedēt. Formula tiek izmesta, tā teikt. Turklāt tiek pieņemts, ka visām riepām ir konsekvents profils, bet tā nav. Bieži vien protektora biezums [šķērsgriezumā] padara riepu smailāku nekā apaļu, tādējādi viena ražotāja 24 mm riepa noteiktā scenārijā var būt ātrāka vai lēnāka nekā 23 mm vai 25 mm.’
Lai vēl vairāk sarežģītu situāciju, papildus riepu spiediena un platuma izvēlei ir jāņem vērā arī riepas elastība.
Kas slēpjas apakšā
Ja deformācija izraisa enerģijas zudumu siltuma dēļ, tad elastīgākai riepai, lai noteiktā veidā deformētos, būs nepieciešams mazāk enerģijas nekā riepai, kuras karkass ir stingrāks. Zem riepas protektora gumijas maisījuma atrodas tūkstošiem cieši austas šķiedras. Atkarībā no riepas šajā slāņa karkasā var būt pat 320 pavedieni collā (tpi), tie visi ir ļoti smalka kokvilna vai, iespējams, pat 60, kas izgatavoti no izteikti biezāka neilona. Tādi ražotāji kā Vittoria un Challenge saka, ka rezultāts ir tāds, ka jo augstāks ir vītņu skaits, jo elastīgāka riepa un līdz ar to, jo vieglāk tā deformējas un līdz ar to būs mazāka rites pretestība.
‘Jo lielāks tpi skaits, jo elastīgāka ir riepa,” saka Simona Brauns-Nicol no Challenge. “Laika gaitā piegādātāji ir piegādājuši arvien augstākas kvalitātes diegu, kas ļāva riepu ražotājiem pāriet no maksimālās pinuma 280/300 tpi uz 320 tpi. Jo elastīgāks un elastīgāks korpuss, jo lielāks komforts un, pats galvenais, jo labāka saķere ar ceļu, tādējādi sasniedzot vislielāko ātrumu.” Tomēr riepu pasaulē nekas nav vienkāršs, tāpēc vairāk diegu automātiski nenozīmē ātrāka riepa.
VormWalde uzņēmumā Specialized saka: “60 tpi riepa ar labu apvalka maisījumu var būt tikpat ātra kā 100 tpi riepa. Svarīgs ir arī materiāls – daži polikokvilnas apvalki ir ātri, bet tas nav diegu skaita dēļ, bet gan lateksa impregnēšanas dēļ, kas padara to ļoti elastīgu. Liels diegu skaits ne vienmēr nozīmē ātrāku riepu.’
Ja elastīgākas riepas nozīmē labāku rites pretestību, tad tas pats sakāms par kamerām. "Vēl elastīgāku un izturīgāku braukšanu var panākt, izmantojot lateksa cauruli, nevis butila iekšējo cauruli," saka Simona Brauns-Nicol no Challenge. "Mūsu var uzpūst līdz aptuveni 300 reižu lielākam par sākotnējo tilpumu. Latekss ir vienlaikus izturīgs un elastīgs, un tas neduras tik viegli, jo elastības dēļ lateksa caurule mēdz apiet svešķermeņus.’
Latekss ir ne tikai pēc būtības elastīgāks materiāls, bet arī vieglāks, tāpēc rites pretestības ziņā tas pārspēj butila caurules. Tomēr par šo elastību ir jāmaksā: latekss ir poraināks nekā butils, kas nozīmē, ka gaiss dienas laikā manāmi iztecēs.
Tādas kā Specialized un Challenge varētu turpināt strīdēties par lateksa caurulēm, vītņu skaitu un apvalkiem (nav pārsteigums, ka Challenge lepojas ar to, ka ražo riepas ar diegu skaitu līdz 320 tpi, savukārt Specialized šķiet apmierināts ar maksimālo izšķirtspēju 220 tpi), taču viņu pretējie viedokļi izceļ šīs “ātro riepu” problēmas būtību: nav viennozīmīgu atbilžu. Protams, ir pamatparametri – izmērs, spiediens, elastība – taču šādas lietas ir tik nesaraujami saistītas gan viena ar otru, gan rites pretestības, aerodinamikas un inerces jautājumiem, ka nav jēgas koncentrēties tikai uz vienu aspektu uz citu rēķina.
Kā norāda Cret no Michelin: “Riepas projektēšana ir jāuztver kā mēģinājums vienlaikus uzlabot daudzas pretrunīgas veiktspējas jomas. Riepa vienmēr ir veiktspējas kompromiss. Kas ir ātra riepa? Tas ir atkarīgs no tā, ko jūs domājat ar ātro.’
Un visbeidzot… vannoties vai nē?
Gadiem ilgi cauruļveida riepas tiek uzskatītas par labāko riepu, ko var dabūt nopietns braucējs, un atbalstītāji apgalvo, ka vienīgais iemesls, kāpēc ar tām nebraukt ikdienā, ir neērtības un pārduršanas izmaksas. Tomēr ir daži uzņēmumi, kas vēlas izjaukt šo konkrēto aplikāciju.
‘Klinčeri ir ātrāki par cauruļveida,’ paziņo Specialized’s Wolf VormWalde. “Tas ir tāpēc, ka puse no efektīvās gaisa kameras ir mala. Ripošanas laikā loka sānu malas nedeformējas un tādējādi nepatērē enerģiju. Jūs domājāt, ka mēs pamudinājām Toniju Mārtinu izmantot klinčerus komerciālu iemeslu dēļ, vai ne? Nē! Viņi vienkārši ir ātrāki.’
Šis lidojums pretī tradicionālajai gudrībai nav tikai no viena cilvēka (lai gan tas ir diezgan lielas velosipēdu korporācijas centrā), bet drīzāk tas ir arī riepu gigantu Schwalbe un Continental noskaņojums. Bet, ja tas tā ir, kāpēc profesionāļi nebrauc ar klinčeriem? Nu, saka Continental Christian Wurmbäck, ka tas nav nekas.
‘Cauruļveida riteņpāris ir viegls, taču, kas ir svarīgi profesionāļiem, tas nodrošina spēju braukt līdzenam. Liela ātruma plakanas gadījumā cauruļveida forma līmes dēļ paliek uz loka, atšķirībā no klinčera, kurai ir tendence nokrist, izraisot ļoti nepatīkamu negadījumu.’
