Що, якби ми говорили про l; Значення коліс на дорожньому велосипеді - Bike Café

Колеса дорожнього велосипеда слід вибирати з максимальною обережністю. Було б згубно мати дуже високу кінцеву раму з колесами початкового рівня. Тоді це було б так, ніби ви їхали на колесах 2CV на Формулі 1: поведінка вашого "коня" буде значно знижена.

коліс

На новому велосипеді вибір навісних коліс часто спотворюється внаслідок контракту між виробником та постачальником коліс щодо обсягів закупівлі. До того ж, купуючи новий велосипед, колісна пара, на жаль, часто відходить на другий план. Клієнт бачить лише загальну красу велосипеда, який купує, забуваючи придивитися уважніше до «посадки», встановленої на велосипеді. Це тоді, коли можна розглянути переговори, щоб якісно піднятися на цій стратегічній частині велосипеда, що дозволить вам вийти з магазину з високопродуктивним велосипедом. Велику частину часу на якісних велосипедах вибір виробника гарний, але все одно доведеться подивитися двічі.

Колесо: важливий фактор ефективності, але не просто ...

Колеса велосипеда відіграють дуже важливу роль у загальних характеристиках. Саме вони передають силу, яка рухає велосипед вперед. Вони також стикаються з дорогою, яка не завжди є дуже "рівною" або дуже "рівною". Перш ніж вдаватися до основної теми колес, давайте подивимося, що може вплинути на продуктивність.

Ефективність велосипедиста, звичайно, проходить через його телята, але ми повинні враховувати, що ця сила передається машині за зв'язком: людина - машина - дорога ... Дорога, яка йде вгору і вниз, з різними поверхнями, вітер від спереду, але іноді збоку або ззаду. Бій для велосипедиста завжди нерівномірний. Бажання їздити з певною швидкістю або підтримувати певну середню потребує вироблення потужності, здатної подолати три форми опору, які є дуже нерівними в залежності від обставин, опору через сила тяжіння, опір завдяки повітря і опір завдяки інші тертя. Для кожної з цих форм опору існує набір факторів, деякі з яких залежать від ваших можливостей або вибору, який ви зробите ... інші не..

Для характеристики та кількісної оцінки цих різних форм опору ми будемо використовувати набір параметрів і поставити в ситуацію "лямбда" велосипедиста, якого називатимуть Роджером. Він розвиває а потужність близько 200 Вт в трьох класичних ситуаціях: нахил, рівний противітр, аеродинамічне положення ... Для порівняння, "професійний" вершник під час фінального підйому на Альп-д'Юез Тур де Франс може розвивати більше 400 Вт під час прориву протягом 35 хвилин підйому.

Нарешті, перед тим, як зосередитись на колесах, ми також повинні поговорити про його їзду на велосипеді, його фізичний стан, вагу, і як крайній засіб, і не в останню чергу, бюджет, який ми маємо. Ідеальне колесо залишиться компромісом, і термін універсальність набуде тут повного значення. Забуття пройти всі ці моменти може призвести до поганого вибору.

Що таке колесо? ... Детальний огляд

Ободок

Ми також говоримо про коло. Хромована сталь давно зникла, алюміній залишається найпоширенішим, і він поступово замінюється вуглецевим волокном, а також змішаною структурою алюміній/вуглець. Алюміній та вуглець тепер дозволяють отримувати профілі (висоту та ширину), починаючи від лінзоподібного колеса, ідеально аеродинамічного, до напіваеродинамічного з палицями та змінної висоти від 24 мм до 88 мм, ширини від 19 до 28 мм. (19 залишаються найпоширенішими). Форма обода дозволяє, залежно від випадку, класичну збірку шини/внутрішньої гуми, трубчасту або безкамерну (безкамерну шину). Гальмівна поверхня також знаходиться на ободі. Принаймні, це так сьогодні, оскільки використання дискового гальмування на дорожніх велосипедах, заохочуване новими практиками (міський, гравійний, пішохідний та ін.) Та дозволене на перегонах UCI у 2016 році, повинно розвивати цей момент. Нарешті, легкосплавні диски початкового рівня скріплені, а на більш досконалих моделях вони зварені.

Промені

Вони виготовляються з різних матеріалів: оцинкованої або нержавіючої сталі, алюмінію, вуглецевого волокна та титану. Кругла форма, найбільш класична, перетворилася на плоску, овальну, трубчасту. Є 16, 20, 24, 32 класичні та 36, переріз спиці може бути змінним для однакової форми (круглі 1,6 та 2,3 мм). Припасування та кріплення спиць буде різним залежно від обода, асиметричним для тилу, радіальним або симетричним для спереду з варіаціями кількості переходів. У всіх випадках вузол повинен залишатися сумісним з одного боку з ободом, а з іншого з маточиною.

Центр

Матеріал - це в основному алюміній, але також вуглець, змішаний вуглець/титан із сталевими кульковими підшипниками та для більш дорогої кераміки. Це задня втулка, яка приймає корпус вільного ходу з двома можливими стандартами: Campagnolo або Shimano/SRAM.

Шини: шини, трубчасті або безкамерні

То шини, трубчасті чи безкамерні? ... Це сварка серед фахівців, яка відновлюється з появою безкамерних. Як потрапити туди в лавині незаперечних тверджень із такою кількістю критеріїв: вага, стійкість до проколів, споживані вати, комфорт, знос, які неможливо визначити кількісно для підтвердження об’єктивного висновку. Існує великий вибір розмірів та профілів багатьох торгових марок, за винятком безкамерних, які нещодавно вийшли на цей ринок із декількома типами: UST Tubeless, Tubeless No Tubes, Tubeless з клапаном. Незалежно від вибору шин, обід повинен залишатися сумісним.

Коротше кажучи, ви зіпсовані вибором, щоб скласти своє ідеальне колесо.

Знову на дорозі з Роджером

Тому наш друг "Роджер" піде дорогою, де йому доведеться зіткнутися з різними опорами, і залежно від обставин вони будуть діяти більш-менш на три основні фактори: механічне тертя, гравітація, аеродинаміка.

Щоб проілюструвати графікою важливість цих 3 форм опору, ми використовували калькулятор Sportech для визначення процентного розподілу 200 Вт потужності, що подається Роджером

Ми застосували дані, що стосуються "Роджера", не вдаючись одразу до пояснення деяких:

  • Вага: 70 кг,
  • Вага його велосипеда та обладнання: 9 кг,
  • Температура: 20 ° C,
  • Тиск: 760 мм рт. Ст,
  • Тертя Cf: 0,0027,
  • Підшипник Crr: 0,008,
  • Аеродинаміка SCx: 0,40.

Деякі параметри не враховані в розрахунку. Роджер їде один, йому не вигідно всмоктування, він стикається з вітрами сам (+) або назад (-).

Механічне тертя

Роджер на розгорнутих плоских руках, стикаючись з вітром 11 км/год, він рухається зі швидкістю 24 км/год

Під гору, під гору, на рівнині, ми не застраховані від механічного тертя у багатьох формах .

Найважливіше тертя - це опір коченню. Оскільки колесо не ковзає на землі, це фізичне явище буде виражене a коефіцієнт опору коченню Crr залежно від природи ґрунту та покришки (зокрема, її накачування).

Crr може варіюватися від 0,010 для асфальту у поганому стані до 0,004 на велодромі.

Інші фактори, які повинні бути отримані в результаті розрахунку потужності, що поглинається цим резистором, завжди вага (велосипед + велосипедист), швидкість і g прискорення сили тяжіння.

Тоді приходять механічне тертя наступна ланцюгова передача (нижній кронштейн, ланцюг, перемикачі, корпус вільного ходу).

На даний момент неможливо змоделювати ефективність рами в лабораторії або порівняти жорсткість між різними парами коліс. Підлога залишається за Роджером, який регулярно катається, та його сенсаціями. Деякі рами не дотримуються обіцянки, деякі колеса схожі на те, що вони швидко старіють.

Щоб закрити предмет тертя через передачу, тертя ступиці коліс слідують a коефіцієнт тертя Cf але перш за все квадрат швидкість.

Пор варіюватиметься від 0,0030 для низьких кінцевих стандартних коліс до 0,0024 для висококласних колісних дисків.

Калькулятор Sportech враховує всі фактори, що призводять до загальної суми тертя, не маючи змоги детально визначити частину опору коченню механічного тертя та тертя ступиці.

Ми використовували метод розрахунку ChronosWatts, де опір опори розраховується окремо і в якому відсоток 2,5% застосовується до загальної потужності для визначення потужності тертя та тертя маточини. Сума двох відповідає загальній цифрі Sportech.

Факти

  • Ви не можете замінити поверхню, на якій їдете, але можете замінити шину. Рішень багато - шини/тюбелари, розміри, профіль, напірний тиск ... і таким чином змінюють коефіцієнт опору коченню Crr.
  • Найважливішим тертям є тертя опору коченню, яке може досягати 20%
  • Вага маточини є хорошим показником коефіцієнта тертя.
  • Ми оцінимо якість маточин на спуск.
  • Потужність, що відтворюється на терті ступиці та інших тертях, є змінною залежно від швидкості, але залишається менше 2,5% від загальної потужності.

Сила тяжіння

Роджер в горах на 9% схилі, без вітру, він піднімається до 9 км/год

Вага, який є "ворогом" при підйомах, але також під час розгону, стає "другом" при спуску.

Як і всі інші деталі, колеса піддаються силі тяжіння, їх вага додається до ваги решти велосипеда, але, якщо вони рухаються з однаковою швидкістю, на відміну від інших частин, їх маси "обертаються", викликаючи додатковий опір під час прискорення - це частина ефекту інерції внаслідок обертання. Чим далі маса знаходиться від центру (шина та її камера, обод, частина спиць), тим більше додаткової потужності потрібно виробляти під час розгону. Потужність цього пирога відповідає випадку постійної швидкості. Фактори, не залежні від бігуна у формулі, нахил, прискорення сили тяжіння, вітер, якщо такий є. Він може лише крутити педалі сильніше або на легшому велосипеді, щоб подолати гравітацію.

Факти

Аеродинаміка

Роджер на квартирі, руки внизу на кермі, без вітру, він їде зі швидкістю 30 км/год

Аеродинаміка: це повітря, яким ми дихаємо і яке стає все більш стійким із збільшенням швидкості.

Принаймні одним фактором, який безпосередньо не бере участь у цьому розрахунку, є вага. Для інших ми повинні терпіти це, погодні умови, висоту. Залишається здатність бігуна пропонувати якомога менше фронтальної площі (S) та оптимізувати свій коефіцієнт проникнення в повітря (Cx), що бере участь у ефекті опору.

Не в останню чергу - швидкість. Цей опір повітря пропорційний квадрату швидкості (тому потужність, яку він поглинає, пропорційна кубу цієї відносної швидкості). Чим швидше ви їдете, тим більше вам доводиться натискати на педалі. Але тільки на рівні 20 км/год на рівнині потужність, що розвивається для подолання опору повітря, стає важливішою, ніж стійкість до механічного тертя. Ця сила доставки, звичайно, встановлена ​​для сольного бігуна. У випадку, коли вершник захищений у групі, потужність, що надається на аеродинамічній частині, зменшується приблизно на 30%.

Числа

Загальноприйнята цифра для товару SCx коливається від 0,2 до 0,4 при фронтальній поверхні 0,45 м2, що залежить від морфології бігуна та a Cx від 0,5 до 0,9 залежно від положення велосипедиста (руки витягнуті, руки зігнуті, руки нижче керма, проти годинника). З огляду на різні кругові схеми, ми можемо побачити, що ви повинні спочатку врахувати свою керованість та своє положення на велосипеді, перш ніж вивчати колеса.

Ідеально аеродинамічне колесо для послужних списків - це сочевикове колесо, але його ворогом є вітер. З цієї причини, залежно від погодних умов, це колесо заборонено на час випробувань на дорозі, з міркувань безпеки. Чечевичне колесо доступне з напіваеродинамічними моделями зі спицями або з профільованими ободами та спицями. нові технології та нові матеріали постійно покращують аеродинамічні характеристики ободів, мінімізуючи їх вагу.

Факти

  • Ідеально обведені обідки виготовлені з вуглецю.
  • Чим більша висота обода, тим він буде чутливішим до вітру.

Інші факти:

Колеса в основному зроблені так, щоб працювати якомога довше. Вони не є зношеними частинами, але їх слід регулярно обслуговувати. Є колеса, прості в обслуговуванні, що дозволить їм старіти краще за інших.

  • Розкриття колеса з карбоновим ободом - справа спеціаліста.
  • Колесо зі спицями вимагає регулярного контролю натягу спиць.
  • Гальмівна доріжка вуглецевого колеса старіє швидше, ніж алюмінієвого колеса.

Слова фахівців

Це слова відомих компетентних професіоналів, які пропонують домовленості по меню. Колеса виробника або колеса по меню? Останні, ймовірно, будуть дорожчими, але змонтовані професіоналом, результат гарантований. Інформація на колесі виробника часто надто обмежена, щоб гарантувати вибір, якщо не усну передачу.

Прислухайтеся до цих порад від "професіоналів", які можуть повідомити ваш вибір ...

Як ми вже пояснювали вище, першим дією у вашому виборі є встановлення ваших велосипедних практик. Поодинці, у велосипедному клубі, ви живете в горах, Ландах, Бретані ... Ваш фізичний стан, а також ваша вага будуть враховуватися на балансі.

Зустрічі з Бенуа Ступічі з компанії Asterion (розташована в місті Шарлі поблизу Ліона) та Стеваном з однойменної компанії Stevan 11 (з місцем розташування в Сен-Канна - Буш-дю-Рон)

Кількість спиць

Астеріон: "Ми не опускаємося нижче 24 спиць ... І навпаки, 36 спиць, як ми бачили свого часу, це не має сенсу на сучасних дисках ... Навпаки, ми ризикуємо послабити колесо, тому що просвердлили маточину занадто багато. а з дисковим гальмом це зробить його менш міцним. "

Стеван 11: "Я відмовляюся робити легкі колеса для людей вагою 100 кг ... Я не опускаюсь нижче 20 до 24 спиць ..."

Спиці

Ми поговоримо про діаметр, матеріал, його форму, вагу, розмір обода і втулку, на якій він буде встановлений.

Астеріон: "Ми використовуємо спиці франко-бельгійського бренду Sapim, у них на землі гіпердинамічна плоска спиця ... Відділ перегонів більш стійкий ... Перепади напруги/ослаблення спиць зношують матеріали"

Стеван 11: "Це спиця є центральним елементом колеса ... встановлення обода високого класу зі спицями низького класу є єресь ..."

Кріплення

Стеван 11: " Для кріплення коліс я використовую 2 різні тензіометри для точного вимірювання натягу спиці, швейцарський інструмент DT (точніше) та Parktool ... Я готовий кинути виклик старому людині, який працював напередодні, який робив це без цих вимірювальних інструментів ... Мій перші колеса, я зробив їх без вимірювального інструменту, мені вдалося це зробити, але це новачок для початківців ... Після перевірки за допомогою тензіометра лише одна спиця не мала необхідного натягу ... ”

Час складання

Астеріон: "Установка колеса 20 'цілком здійсненна, але коли ви їдете з ним, спиці розслабляться ... ЯКЩО ви хочете добре працювати на колесі, щоб досягти його максимальної ефективності, після цього буде робота з повторного натягу і там час збірки може досягати 1h1/2 2h ... ну немає правила ... "

Stevan11: "Для алюмінієвого колеса на його складання потрібно менше 50 '... Для вуглецю це складніше, ми ставимо спиці, а потім щодня їх трохи затягуємо, тому що вуглець осяде ..."

Говорили напруженість

Астеріон: «Рецепт роботи колеса ... однією з ключових є натяг спиці для ефективності. Спиці повинні бути досить щільними, щоб при кожному обертанні колеса не було ослаблення спиць, розташованих знизу ... "

"Для Гравію ви повинні триматися на досить сильній напрузі, але ви можете грати з кількістю спиць, щоб адаптуватися до використання та ваги вершника. "

Співбесіда

Колеса можна чистити, а іноді їх доводиться ремонтувати: парус, стрибок, зламана спиця ...

За винятком старовинних коліс (круглі спиці), на нинішніх (дорогих) висококласних колесах спиці вже не круглі і вимагають великої напруги. Отже, втручання вже не в межах досяжності любителя, а належного обладнання та досвідченого дилера велосипедів. Швейцарський тензіометр DT на 400 євро не окупається лише кількома колесами, спиці яких повинні бути затягнуті.

Зірочка: "Коли колесо встановлено правильно, нульове обслуговування не відбувається, якщо воно втрачає збіг, це тому, що воно було встановлене неправильно або ви перевищили межу пружності обода і зігнули його. "

Стеван 11: "Я часто відновлюю колеса після того, як продавець сказав йому" твоє колесо зіпсовано ... ", тому що він просто не може відновити свою завісу ... Це межа продавця велосипедів у порівнянні зі спеціалістом з коліс, який зможе взяти на себе стійка ... "

Відео

Дякуємо тим, хто співпрацював у реалізації цього файлу: П'єру, який керував розслідуванням щодо "опорів", Патріку за ІТВ, проведеному в Roc, Паскалю, нашому вчителю фізики, який приніс свої знання, а також Жану-Денису.