Vai riteņi ir labākie komponenti, ko uzlabot, ja vēlaties samazināt velosipēda svaru? Mēs atdalām faktus no griešanās
'Maciņa uz riteņiem ir divu vērta uz rāmja', vai tā saka. Šī tradicionālā gudrība ir noteikusi pieeju riteņu izvēlei daudziem velosipēdistiem - ja kādreiz ir bijusi vieta, kur izšļakstīt naudu, lai noskūtu dažus gramus, tad tie ir riteņi.
Bet, kā tas bieži notiek ar parasto gudrību, mēs ne tuvu neesam priecīgi to atstāt.
Ideja, ka riteņpāra svars ir svarīgāks par jebkuru citu velosipēda daļu, balstās uz to, ka riteņi kustas vairāk nekā jebkura cita velosipēda daļa.
Andijs Ruina, Kornela universitātes mašīnbūves profesors, to izsaka pavisam vienkārši: “Riteņa augšdaļa brauc divreiz ātrāk nekā velosipēds. Un pretējais virziens [riteņa apakšdaļa] neatceļ šo ātrumu.
'Līdz ar to tam ir divreiz lielāka kinētiskā enerģija, tāpēc ir nepieciešams divreiz lielāks spēks, lai to iedarbinātu, un tas liek velosipēdam divreiz vairāk palēnināt.’
Svars pret paātrinājumu
Svars ir tik svarīgs velosipēda kustības lielajā shēmā, jo tas ir saistīts ar paātrinājumu. Kad kaut kas pārvietojas ar nemainīgu ātrumu, visi spēki, kas to spiež un palēnina, ir līdzsvarā.
Saprātīgam svara pieaugumam nebūs nekādas nozīmes, izņemot nelielu berzes vai rites pretestības palielināšanos, ko tas varētu izraisīt.
Palielinot vai zaudējot ātrumu, tomēr stājas spēkā Ņūtona otrais likums: spēks=masa x paātrinājums. Tātad, jo lielāka ir jūsu masa, jo lielāks spēks jums ir nepieciešams, lai palielinātu ātrumu.
Kāpēc tad ir maza atšķirība, vai svars ir uz riteņa, nevis uz rāmja?
Lūk, kur tas kļūst nedaudz sarežģīts, pateicoties inercei. Inerce ir objekta pretestība tā kustības izmaiņām - tas ir iemesls, kāpēc būtu jāpieliek pūles, lai paātrinātu velosipēdu pat bezberzes apstākļos.
Riteņiem, velosipēdam un braucējam ir inerce, bet ar riteņiem efekts tiek palielināts, jo tie griežas.
Stīvs Viljamss, Lotus labākais transportlīdzekļu dinamikas inženieris, saka: “Riteņa gadījumā tā kā liela masa ir sadalīta ap loku, zināmā attālumā no riteņa centra, tas rada inerci. '
Šī inerce būtībā nozīmē pretestību riteņa pagriešanai. To dažreiz sauc par rotācijas inerci, bet, precīzāk, to sauc par inerces momentu.
Williams piebilst: “Tā kā velosipēds ripo uz riteņiem, jums ir ne tikai ātrāk jāstumj šī masa pa gaisu, bet arī ritenis jāgriežas ātrāk. Riteņa inerce pretosies griešanās ātruma pieaugumam.’
Tomēr būtiski ir tas, ka inerci nosaka masas attālums no griešanās centra: Inerces moments ir masas rezultāts, kas atrodas attālumā no ass, ap kuru tā tiek griezta. riteņa gadījumā tas ir masas attālums no vārpstas ass.'
Ejiet pie lietas
Visa šī zinātniskā runa mūs noved pie lietas būtības. Nepietiek pateikt, ka smags ritenis vairāk traucē nekā smags rāmis, jo tas viss ir atkarīgs no tā, kur šis svars ir sadalīts uz riteņa.
Ir pārāk vienkārši apgalvot, ka “mārciņa uz riteņiem ir divu vērta uz rāmja”. Profesors Džims Papadopuls, grāmatas Riteņbraukšanas zinātne autors, saka: “Iznāk, ka masa tieši apkārtmērā tiek skaitīta divreiz, masa spieķa centrā tiek skaitīta 1,5 reizes un masa pie rumbas. skaitīts vienreiz.'
Pamatojoties uz to, mums vajadzētu pielāgot frāzi, lai teiktu, ka “mārciņa uz diskiem ir divu vērta uz rumbām”, taču Williams no Lotus ir skeptiski noskaņots pret paziņotajiem ieguvumiem no vieglākiem diskiem.
‘Var redzēt, ka riteņa inerces samazināšanai ir labvēlīga ietekme, salīdzinot ar nerotējošās masas samazināšanu, taču tā ir ļoti maza. Patiesībā masa, kas saglabāta no riteņu diskiem, visticamāk, būs par mazāk nekā 10% izdevīgāka nekā tāda pati masa, kas saglabāta no pārējā velosipēda.’
Daži diezgan sarežģīti aprēķini atklāj, ka ieguvums paātrinājuma ziņā, griežot svaru no riteņu diskiem, būtu 0,9% pretstatā 0,8%, nogriežot svaru no rāmja.
Ja par ieguvumiem, kas gūti, samazinot jūsu velosipēda griežamās masas svaru, var diskutēt, nākamā joma, kas jāņem vērā, ir žiroskopija.
Jauniniet uz dažiem vieglākiem riteņiem par mazāk nekā
Giroskopa iegūšana ar to
Žiroskops ir ritenis vai disks, kas griežas ap asi tā, lai tas pats sevi stabilizētu. Tas ir leņķiskā impulsa ietekmes dēļ - kad riteņa augšējais punkts sāk vilkt to uz leju pa labi, piemēram, kad ritenis ir pagriezies par pusapgriezienu, tas pats riteņa punkts ir apgriezts otrādi un pēkšņi spiež riteni atpakaļ pa kreisi.
Giroskopiskais griešanās efekts ir iemesls, kāpēc griežamā virsma paliek vertikālā stāvoklī, un iemesls, kāpēc velosipēda riteņiem ir nozīme, lai mēs turamies stāvus.
Tā kā žiroskops darbojas pēc šī leņķisko spēku pamatprincipa, svars riteņa ārākajā daļā visvairāk ietekmē riteņa stabilizācijas spēku. Tātad, ja loks ir smagāks, tas var nospiest riteni atpakaļ vertikāli ar lielāku spēku, vai tiešām?
Ruina Kornela universitātē zīmē neskaidru priekšstatu par zinātnisko vienprātību: “Nav viennozīmīgas atbildes uz to, vai smagāks loks ir stabilāks. Taču šķiet, ka tendence ir tāda, ka lielāks žiroskops šķiet stabilāks.’
Tas liecina, ka smagāks loks, nevis kopumā smagāks ritenis, varētu nodrošināt lielāku stabilitāti.
Bet ir jāņem vērā arī cits aspekts. Viljamss saka: “Lielākas inerces ritenim būtu jaudīgāks žiroskopiskais efekts, taču ir arī otrs žiroskopiskais efekts – jo ātrāk stūre tiek vadīta, jo lielāka ir žiroskopiskā pretestība pagriešanai. Tik liela inerce apgrūtina stūres pagriešanu un velosipēda nosvēršanu.’
Smagais loks padarīs jūs stabilāku braukšanas laikā, taču tas var upurēt veiklību, ko varētu nodrošināt brīvāka un ātrāka stūrēšana.
Ruina tomēr nedaudz nepiekrīt. “Ja sakāt, ka velosipēds vadāmības laikā jūtas ļoti ātrs, tas gandrīz noteikti ir saistīts ar velosipēda ģeometriju un masas sadalījumu stūres mezglā,” viņš saka.
‘Un atcerieties, ka visietekmīgākais svars, kas saistīts ar noliekšanos stūrī, esi tu.’
Galu galā, ja esat tāds braucējs, kurš meklē nelielus pakāpeniskus uzlabojumus sava komplekta veiktspējā, jums vajadzētu koncentrēties uz vieglāko disku atrašanu, nevis vieglāko kopējo riteni.
Vai arī jūs varat darīt to pašu, ko darām mēs, un izvēlēties tos, kas izskatās stilīgākie.
