Amata

Сообщение от Sersus

Зима, велотоксикоз и всё такое. Давайте продолжим читать научные изыскания на всяческие полезные велосипедные темы, которые могут пригодится в наступающем сезоне. Ведь несмотря на то, что многим проблемам сто лет в обед, народ до сих пор всем скопом не может решить проблемы "Как прибавить, если очень хочется?" или "Какое седло самое удобное?"
Так давайте запутаемся ещё больше!

Сопротивление качению - оно же Сопротивление покрышек накату.
С точки зрения конкретных измерений.

Вчера за ролик с балалайкой,
Где голым прыгал мой дружбан,
Я получил сто тысяч лайков
и в жбан...
(с)

Немного предварительной теории я честно скоммуниздил с русскоязычного сайте Schwalbe и введу тут для разогрева. Эта информация очень важна для осмысления последующих тестов.

Часть первая.

"Какие факторы влияют на сопротивление качению?"

Давление в шинах, диаметр колеса, конструкция покрышки, протектор и другие факторы имеют влияние на сопротивление качению.

Чем выше давление в шинах, тем меньше деформация покрышки и, следовательно, меньше сопротивление качению.
При одинаковом давлении, шины меньшего диаметра имеют большее сопротивление качению. Другими словами, во время езды покрышка становится менее круглая и сопротивление качению становится больше.
Широкая покрышка катит лучше, чем узкая. Это утверждение обычно вызывает скептицизм, однако при одинаковом давлении, узкая покрышка больше деформируется во время вращения.
Очевидно, конструкция шины также имеет влияние на сопротивление качению.
Чем меньше материала используется, тем меньше материала для деформации.

Чем более гибкий материал, такой как состав резины (компаунд), тем меньше энергии теряется на деформацию.
В общем, ровный протектор катит лучше, чем грубый протектор. Высокие шипы и широкие промежутки между ними не улучшают накат покрышки.



Тут мы видим, что, грубо говоря, после 20кмч сопротивление воздуха возрастает нелинейно и очень резко вверх. Поэтому, если вы быстрый гонщек КК или часто и быстро ездиете по грунтовому плоскачу или, тем паче, асфальту, то одевайте лайкру, брейте ноги и применяйте прочие методы повышения аэродинамики - это сэкономит вам многаватт энергии, особенно, если путь вам предстоит далёкий и долгий.

Почему широкие покрышки катят лучше, чем узкие?

Ответ на этот вопрос кроется в прогибании покрышки. Каждая шина расплющивается немного под нагрузкой, это создает плоскость контакта.
При одинаковом давлении широкая и узкая покрышки будут иметь одинаковую площадь контакта.
При этом широкая покрышка сплющивается больше по ширине, чем по длине, и по этому легче катится.
Узкая шина будет иметь более вытянутое пятно контакта. Поэтому, во время вращения узкие шины больше деформируются по окружности, чем широкие.
У широкой шины радиальная длина пятна контакта короче, что делает такую шину более "округлой" и накатистой.
Чем меньше шина деформируется по окружности, тем легче она катится.

Почему же профессионалы шоссе катаются на узких покрышках, если широкие шины катят лучше?

Широкая покрышка катит лучше при одинаковом давлении в шинах, но узкие покрышки можно накачать до более высокого давления, чем широкие. Однако езда при этом станет менее комфортной.
В дополнение, узкие покрышки имеют преимущество над широкими на больших скоростях, поскольку они оказывают меньшее сопротивление потоку воздуха.
При постоянной скорости около 20км/ч лучше кататься на широких покрышках.
На практике, энергия экономится за счет эластичности покрышек ( во время езды шины "поглощают" толчки, которые могли бы передаваться велосипедисту).

Не надо переоценивать сопротивление качению, это только одна из частей составляющих общее сопротивление движению. В добавок правильное давление в шинах имеет намного большее влияние на сопротивление качению, чем структура покрышки.

Чтобы сделать покрышку с низким сопротивлением качению, необходимо пойти на компромисс в других важных составляющих, таких как защита от проколов и сцепление.

Как определить, что покрышка изношена?

В велосипедных шинах протектор менее важен по сравнению с автомобильными шинами. Поэтому использование шины с изношенным протектором небольшая проблема, за исключением кончено покрышек для МТБ.
Если антипрокольный слой или нити каркаса покрышки уже видны через протектор, покрышка уже достигла предельного износа и должна быть заменена. Сопротивляемость проколам также зависит от толщины протектора, поэтому не стоит доводить протектор шины до продела. Шины надо менять во время.

Иногда боковые стенки покрышки повреждаются еще до того как сотрется протектор. В большинстве случаев это преждевременный износ в следствии, продолжительного использования недостаточно накачанных шин. Важно проверять и подкачивать давление в шинах хотя бы раз в месяц.

На какой пробег рассчитаны различные покрышки?

Трудно дать ответ на этот вопрос, поскольку пробег покрышки зависит от давления в шинах, нагрузки, поверхности дороги, температуры и стиля катания.
Например, покрышка износится намного быстрее при использовании в жаркую погоду с большой нагрузкой и по грубому асфальту.
Для МТБ шин практически невозможно дать полезные указания, поскольку индивидуальный стиль катания является основным фактором износа

Почему давление в велосипедных шинах так важно?Во-первых, только достаточно накачанная шина может выдержать вес велосипеда.
Во-вторых, чем выше давление в покрышках, тем меньше сопротивление качению.
И в-третьих, высокое давление уменьшает вероятность прокола.

Долговременное использование недостаточно накачанных шин часто ведет к преждевременному износу и старению покрышки. Обычно на боковых поверхностях появляются трещины.
С другой стороны, слабо накачанная шина лучше поглощает неровности дороги.

Широкие покрышки обычно используют с низким давлением. Преимущество в том, что большой объем воздуха поглощает кочки и выбоины дороги без недостатков в виде большого сопротивления качению, меньшей сопротивляемости проколам и износу покрышки.

Используете манометр для проверки давления в шинах. Широко применяемый метод "нажатия пальцем", очень не точный, поскольку все покрышки будут ощущаться одинаково твердыми, начиная с давления в две атмосферы (2 BAR).

Допустимый диапазон давления в шинах указывается на боковой поверхности покрышки. Запомните, чем больше давление в шинах, тем меньше сопротивление качению, износ и вероятность прокола. Чем ниже давление, тем больший комфорт и сцепление обеспечивает покрышка.
Легкие ездоки или велосипедисты, предпочитающие комфортное катание, могут слабее накачивать шины, но реальное давление в шинах никогда не должно быть выше или ниже границ давления, указанного на боковой поверхности каждой покрышки.

---

Последнее утверждение может вызвать скепсис, потому что иногда нижний предел давлений указывается настолько высоким, что, если его соблюдать, не будет ни сцепления, ни наката по грунтам на КК или МТБ-покрышках для более-менее лёгких райдеров. Поэтому лично я этот предел никогда не соблюдаю и всегда качаю так, чтобы подо мной на грунтах покрышка проседала в разумных пределах, не пробивалась, но и не была, как мяч.
С другой стороны, тут на форуме многократно можно было прочитать о том, что "стенки покрышки ХХХ такое говно, что потрескались и рассыпались через ХХХ часов катания". Подозреваю, что чем тяжелее райдер (или чем больше и тяжелее багажник на его заднем колесе ), тем сложнее ему с выбором...

Короче, производители вынуждены постоянно балансировать между шириной покрышки, толщиной стенок, их упругостью, компаундом (составом резины), набором из разных компаундов в едином протекторе, строением рисунка и его высотой, и так далее и тому подобное.



PS Для себя, с точки зрения грунтового покатушечника, проблему выбора решил давно. Если катать по грунтам, то выбор между весом и шириной должен однозначно стоять в пользу ширины, потому что экономия на весе стократ менее эффективна, чем улучшение наката! Мало того, чем шире и выше покрышка, тем слабее её можно накачать, не боясь пробиться и получить змеиный укус (для камерных) или пробить обод (для бескамерных). А дальше уже дилемма между толщиной стенок и устойчивостью к порезам\проколам - то есть, дубовость покрышки супротив эластичности с меньшим сопротивлением накату по грунту.

PPS И вот тут ещё для любителей почитать, а также для тех, кто ещё не читал: "Влияние ширины покрышек и давления на накат. Конкретные замеры". Там ещё всё это в сравнении с влиянием веса покрышек на эффективность езды, о котором я тут чуть ранее говорил.

Я свой характер закаляю
Преодолением преград:
Упорно циркулем рисуя
квадрат.
(с)