Більшість велосипедистів знає про важливість тиску в шинах, але наше розуміння змінюється. Колись вважалося, що високий тиск (> 6.9 Бар) збільшує швидкість і ефективність, тепер виникає новий підхід щодо зниження тиску. Отже, яке оптимальне тиск в шинах?
Проста відповідь полягає в тому, що про це не можна сказати точно. Хоча є багато факторів, які слід враховувати і які говорять, що більш низький тиск в шинах, ймовірно, більш ефективно, ніж висока.
«Ми були абсолютно здивовані, що оптимального тиску не існує», - сказав Гейне. «Ми думали, може десь 8.3 Бар. Вище вже некомфортно, а нижче - повільно. Але не так вже й повільно. Покришки почали прогинатися під вагою до того як стали впливати на швидкість ».
Поттер прийшов до такого ж висновку після того, як працював над цим питанням з різними професійними гонщиками і командами:
«Ми провели тиждень в Аренбергском лісі, і кожен раз, коли ми знижували тиск, вони (гонщики) ставали швидше при тій же потужності. Ідеального тиску не існує; воно залежить від ваги велосипедиста, типу і якості полотна, і тому вибір правильного тиску дійсно дає можливість стратегічно вплинути на хід гонки ».
Одним з найбільших відкриттів цих досліджень стало те, що більшість гонщиків інтерпретують додаткові вібрації, пов'язані з надмірно накачаними покришками, як додаткову швидкість. При відсутності цих вібрацій більшість велосипедистів вважало, що вони їдуть повільніше і за підсумком швидко відмовлялися від зниження тиску. Однак, більш гнучкі по натурі гонщики в цих дослідженнях послідовно виявили, що більш низькі тиску забезпечують додатковий комфорт, не жертвуючи швидкістю.
Єдиний спосіб визначити ідеальний тиск для конкретного гонщика - експериментувати з різними величинами тиску. І так як більшість гонщиків занадто перекачують свої покришки, загальна порада Поертнера простий: «Опустіть тиск на 0.4 Бар, а потім катайтеся так тиждень».
Рішення про відповідний тиску починається з оцінки всіх факторів, які можуть вплинути на характеристики покришок:
Вага: можливо, первинний фактор. У той час як більша частина навантаження на покришки виходить з ваги гонщика, важливо також враховувати вагу велосипеда і перевезеного спорядження.
Покриття: гравій або грунтовка, гладкий або грубий асфальт. Тиск необхідно регулювати залежно від того, де доведеться їздити.
Погодні умови: вода на дорозі зменшує зчеплення з покришками, тому розумно знизити тиск приблизно на 0.7 Бар. Тимчасовий дощ або затінені дороги, які не висохло після нічного дощу, можуть ускладнити вибір оптимального тиску.
Ширина покришок: більш низький тиск може використовуватися з більш широкими покришками (наприклад, 28c) з меншим ризиком проколів.
Тип компаунда: має великий вплив на поведінку покришки. У велосипедної промисловості використовується безліч покришок і гумових сумішей, але порівнювати їх важко. Наявність проколоустойчівих зон і / або матеріалів також може мати ефект.
Тип покришки: вважається що трубчасті краще клінчерниє, але це скоріше не через їх конструкції, а за рахунок використовуваних в них матеріалів. Будь-який тиск, який добре працює для трубок, не обов'язково буде працювати також для клінчера або бескамерок, тільки якщо вони не зроблені з однакових матеріалів однаковим способом.
Ширина обода: ширина обода безпосередньо впливає на розмір і форму клінчера. Вузькі обода стискають краю покришки разом, створюючи форму лампи, в той час як широкі обода дозволяють покришці приймати форму півкола, яка є більш жорсткої по вертикалі. Таким чином, ширина (рис. 1А) і висота (рис. 1В) покришки зазвичай збільшується з шириною обода, і тому може використовуватися більш низький тиск.
Малюнок 1: Вплив ширини обода на ширину і висоту покришки. Для будь-якого заданого розміру покришки (23c, 25c і 28c) ширина накачаної покришки збільшується з шириною обода, як показано на графіку A. Це також відноситься до висоти накачаної покришки, як показано на графіку B. Дані, надані Джошем Пуртнером.
З огляду на всі ці фактори, повинно бути очевидно, що не можна порівнювати результативність покришок і величини тиску двох гонщиків, тільки якщо вони не будуть одного ваги і будуть використовувати однакові покришки і ширину обода на тих же дорогах при тих же умовах. Як вже було сказано, гонщики отримають набагато більше інформації і розуміння, коли вони по-експериментують з різними тиском в шинах.
Це підводить нас до проблеми оцінки продуктивності покришок. Шосейні велосипедисти, як правило, захоплені швидкістю. Але зосереджуючись лише на ній, ми втрачаємо два інших важливих аспекти, а саме комфорт і зчеплення. І, як з'ясовується, немає необхідності йти на компроміс з останнім, щоб насолоджуватися першим.
Покришки прогинаються в точці, де стикаються з полотном, і це створює опір, яке велосипедист повинен подолати, щоб їхати вперед. Звичайно, існують інші форми опору, які є більш значними (наприклад, опір повітря), але багато шосейні велосипедисти цінують той факт, що вони можуть мінімізувати опір коченню шляхом ретельного вибору покришок (і трубок).
Виміряти опір коченню в контрольованих умовах порівняно просто. Великий обертовий барабан або ролери можуть використовуватися для відтворення незначних відмінностей в опорі коченню, дозволяючи порівнювати різні марки, моделі і розміри і оцінювати їх для визначення «найшвидших» покришок. Також було перевірено вплив інших факторів - включаючи тиск, матеріали, а також метод склеювання на трубчастих покришках.
Результати цих досліджень дали багато інформації про параметри, які можуть впливати на опір коченню. Вони призводять до деяких чітким і міцним принципам, таким як зменшення опору коченню в міру збільшення тиску в шинах, а також дають свіжі дані про нові тенденції , Таких як більш широкі покришки. Проте, завжди існував ризик того, що такий серйозний лабораторний тест буде ігнорувати інші проблеми які присутні в реальному світі.
Саме Том Ангальт вперше припустив , Що опір коченню більше, ніж тертя. Порівнюючи свої «лабораторні» дані з даними реального світу, Ангальт зауважив несподіване збільшення опору коченню, коли на дорозі використовувалися сильно накачані шини (рис. 2А). Ян Хейн і Джош Пуртнер згодом підтвердили ці спостереження, представивши новий погляд на опір коченню і відзначивши ефективність низького тиску.
Малюнок 2: Коли покришки тестуються на роллерного верстаті, опір коченню (Crr) зменшується в міру збільшення тиску. Однак це не відноситься до реальної дорозі, як показують дані Тома Анхольта (графік A). Недавнє тестування іншими дослідниками підтвердило це явище, і це найбільш очевидно для грубих дорожніх покриттів (графік B, дані, надані Джошем Пуртнером).
Сучасний підхід стверджує, що є два компонента опору коченню: по-перше, гістерезисна втрати, що виникають у міру того, як покришка прогинається. Вони є найвищими, коли покришка занадто м'яка. І, по-друге, втрати амортизації, які діють на гонщика і знаходяться на максимальному рівні, коли покришка занадто сильно накачана. Кожен ефект, як видається, в значній мірі не залежить від іншого, тому чистий результат залежить від суми двох.
У кожного велосипедиста є здорове повагу до таких наслідків, які можуть викликати гістерезисна втрати, і, отже, бажання надмірно накачувати шини. На відміну від цього, більшість з них навіть насолоджуються втратами амортизації, коли вони приймають форму гудіння і гуркоту, вибираючи інтерпретацію такої віддачі як показник швидкості. Хоч і при збільшенні швидкості зростає вібрація, але будь-який велосипедист, який по-експериментує з більш низьким тиском в шинах, виявить, що з ним можна їхати так само швидко, як і без нього.
Кількість енергії, яка втрачається через втрати амортизації, значно зростає в міру того, як поверхня дороги стає грубіше. Ян Хейн виміряв величезні втрати , Коли їхав на запобіжним смугах, які межують з деякими дорогами, в той час як Джош Пуртнер виявив, що навіть невелика кількість надмірного тиску (0.7 Бар) може викликати очевидне погіршення (малюнок 2B). Він також виявив, що жорсткі покришки (наприклад, тренувальні) були більш сприйнятливі до втрат в амортизації , Ніж еластичні гоночні покришки.
Висновки для цих досліджень зрозумілі: гонщики, які їздять на надмірно накачаних шинах, втрачають енергію в порожню. Важливо відзначити, що при величинах тиску, які широко використовуються багатьма велосипедистами (6.9 - 8.3 Бар), втрати вже стають значними. Таким чином, велика кількість гонщиків, може знизити опір коченню (і підвищити ефективність), просто знизивши тиск на 0.7 - 1.4 Бар, навіть якщо вони збираються їздити по гладким асфальтованих дорогах.
Можливо, найбільшим недоліком низького тиску в шинах, є підвищений шанс зміїного укусу. Для клінчера це скоріше забобон, в той час як власники трубок і бескамерок повинні враховувати цей ризик.
Зміїний укус виникає коли покришка сильно притискається до обода і камера затискається між дорожнім полотном і бічними стінками обода. Більшість гонщиків інтуїтивно розуміють, що тиск робить деякий вплив на те, наскільки легко отримати зміїний укус, проте дослідження Деймона Рінарда і Джоша Пуртнера показали деякі цікаві спостереження.
Дослідники використовували прес для вимірювання величини сили, необхідної для стиснення покришок різного розміру (23-28c) до 20 мм при тиску (6-8 Бар). Колесо було закріплено в затискному пристосуванні, тому ці випробування були швидше статичними, ніж динамічними, проте до пресу кріпили різні за формою ковадла, щоб імітувати різноманітність перешкод . Таким чином, ковадло з радіусом 80 мм представляла собою кругляк, в той час як радіус 8 мм використовувався для різкого удару.
Малюнок 3: Визначення сили, необхідної для стиснення покришки. Дві ковадла різного діаметру (80 мм і 8 мм) використовувалися для стиснення, заданих розмірів при трьох значеннях тиску, на 15 мм (графіки А і B). Ці значення були об'єднані, щоб розрахувати загальну силу, необхідну для стиснення (графік C). Дані надані Джошем Пуртнером.
Серед результатів цих досліджень - явна демонстрація того, що середнє значення сили, необхідну для стиснення покришки, значно зменшується в міру зменшення діаметра ковадла, як показано на малюнку 3. Знадобилося майже вдвічі більше сили для стиснення покришки з 80 мм ковадлом (рис. 3А) , ніж 8 мм ковадлом (рис. 3В).
Це те, що вже зрозуміло більшість велосипедистів, які постраждали від зміїного укусу. Що цікавіше, так це те, що тиск в шинах має незначний вплив на стиск за допомогою кругляка (рис. 3А), і майже не впливає при різкому ударі (рис. 3B). Таким чином, якщо ви досить сильно вдарилася об вибоїну, то додаткові 1,5 Бар майже нічого не вирішать.
Аналогічно, розмір задіяної покришки, мабуть, не має великого значення. Однак більш широкі покришки також більш високі (рис. 1B) і, отже, можуть більше стискатися без настання проколу.
Для покришки 23c ця висота може становити 22-23,5 мм, в залежності від ширини обода (рис. 1B), в порівнянні з 26-28 мм для покришки 28c. Згідно з даними, представленим на рис. 3А-В, загальна сила, необхідна для стиснення покришки, збільшується з її розміром, як показано на рис. 3С. Простіше кажучи, додаткова амортизація, що забезпечується більшими покришками, означає, що потрібно більше сили для створення проколу.
Фактично, використовуючи ширшу покришку, можна знизити тиск і як і раніше бути захищеним від зміїних укусів . Таким чином, тим, хто страждає від постійних проколів, є сенс в перейти з перекачаних вузьких покришок на ширші з меншим тиском.
У порівнянні з гонщиками по бездоріжжю, у шоссеров немає такої ж потреби в зчепленні, але воно все ще важливо для них в поворотах і в мокру погоду. Хоча наше розуміння зчеплення далека від завершення , Ясно, що більш низький тиск забезпечує додаткове зчеплення, дозволяючи покришці краще контактувати з дорогою. М'який кожух також сприяє цьому, як і м'які гумові суміші, а також широке пляма контакту, яке дають широкі покришки.
Звичайно, існує межа того, наскільки можна знизити тиск, щоб поліпшити зчеплення. Як тільки покришка починає сильно прогинатися під вагою їздця, вона стає нестабільною, і це погіршує зчеплення.
Зниження тиску не змінить її еластичність. Це особливо стосується тренувальних клінчера, які товщі і жорсткіше. Такі покришки будуть більш стійкими до проколів, але вони не будуть так само легко і швидко взаємодіяти з дорожнім полотном, як гнучка гоночна покришка. Таким чином, вони завжди будуть відчувати додатковий опір коченню і втрати при амортизації.
Таким чином, найбільш ефективним способом максимізації зчеплення є використання більш широких покришок, з гнучким кожухом, з відносно низьким тиском. Оскільки така комбінація мінімізує втрати амортизації, безумовно, гонщики збільшать зчеплення і комфорт, не жертвуючи своєю швидкістю.
Але є межа до яких пір можна збільшувати ширину покришки перш ніж вона почне знижувати аеродинамічні характеристики коліс. Покришка, як правило, починає заважати аеродинаміці, якщо її ширина перевищує ширину обода на 5%, але Джош Пуртнер показав , Що можна використовувати більш широку покришку (наприклад, 25c) на ободі, який був оптимізований для меншою покришки (наприклад, 23c), поки тиск в ній залишається низьким.
Немає простої формули для визначення оптимального тиску в шинах. І, як обговорювалося вище, немає сенсу радитися з вашими приятелями. Замість цього кращий підхід - почати експериментувати з різними тисками, тримаючи в голові те, що 0.3 Бар можуть змінити ситуацію.
Хоча такий експеримент може виявитися трудомістким, докладні записи незабаром дадуть гонщику зрозуміти про величинах тиску, які будуть працювати з точки зору комфорту, зчеплення і опору коченню, і тих, які не будуть. Це та інформація, яка може надати гонщикам стратегічну перевагу, в той час як рекреаційні гонщики виявлять, що вони будуть краще підготовлені до улюбленої поїздці.
При всьому тому, що кожен гонщик потребує відправної точки. Один із способів почати - використовувати дані Френка Берто для 15% падіння колеса . Ще один - діяти за порадою Джона Гейне, починаючи з високого тиску (наприклад, 7 Бар), а потім приспускати до тих пір, поки вібрації від грубого дорожнього полотна не зникнуть.
Все це тільки пропозиції. Значна частина даних сприяє широким (25-28c), еластичним шинам при більш низькому тиску (4-5.5 Бар), але кожен гонщик повинен поекспериментувати з розмірами і тиском, поки вони його не задовольнять.
Отже, яке оптимальне тиск в шинах?