В итоге удалось найти компромисс. Гонщики использовали тонкие шины с гладкими протекторами и гибкими боковинами, накачанные до высокого давления, выраженного в фунтах на квадратный дюйм (psi). Мальчику мясника нужны были толстые шины для защиты от проколов при более низком давлении и длительного срока службы при тяжелых нагрузках. Велосипед почтальона находился где-то посередине между двумя крайностями. И возник ряд мифов, основанных на давлении в шинах.

Производители напечатали чрезвычайно широкий диапазон минимального и максимального давления в шинах на боковинах шин — информация, которая была бесполезна для отдельного велосипедиста. давление, которое требуется отдельному велосипедисту для желаемого сочетания сцепления с дорогой, скорости и комфорта.

Первой была разрушена легенда о том, что тонкие шины высокого давления означают скорость. Научные эксперименты показали, что гонщик весом, скажем, 155 фунтов, использующий 28-миллиметровые шины при давлении 60 фунтов на квадратный дюйм, полностью превзойдет своего старомодного противника из 1980-х, который проиграл 120 фунтов на квадратный дюйм в 20-миллиметровом жестком покрытии. Шина с более низким давлением и большим поперечным сечением обладает превосходным комфортом,

сцеплением с дорогой, скоростью и устойчивостью к проколам. В наши дни профессиональные гонщики ездят на шинах, иногда даже шириной 30 мм, которые подходят для поверхностей, на которых они будут соревноваться. И они делают это под давлением собственного веса или веса мотоцикла и велосипедиста вместе взятых.

Но что делать любителю, если он или она хочет найти оптимальное давление для конкретной шины? Зайдите в Интернет, и вы найдете множество простых в использовании приложений для расчета давления в шинах. Введите свой точный вес, диаметр используемой шины, затем нажмите РАСЧЕТ .

Здесь можно рассчитать давление в шинах велосипеда.

Изящной даме весом около 110 фунтов будет предложено использовать шины для толстого велосипеда при давлении чуть менее 20 фунтов на квадратный дюйм. А 200-фунтовый грубиян получит рекомендацию 130 фунтов на квадратный дюйм для своих 23-миллиметровых дорожных шин.

Имейте в виду, что такие цифры требуют тонкой настройки. Используйте это примерное значение в фунтах на квадратный дюйм в качестве отправной точки и экспериментируйте, используя 5 фунтов на квадратный дюйм больше или меньше, пока процесс не даст нужное вам давление. Этот процесс тонкой настройки нужно будет продлить еще на 1,5 фунта на квадратный дюйм от нижнего конца, если вы используете бескамерную камеру. А бескамерные шины без крючков стоит попробовать на 5 фунтов на квадратный дюйм меньше, чем рассчитывают приложения.

Какое оптимальное давление в шинах для гравия?

Не упустите момент от Парижа-Рубе и Unbound Gravel до Джиро д’Италия, Тур де Франс, Вуэльты Испании и всего, что между ними, когда вы присоединиться к Outside +.

Вы когда-нибудь чувствовали себя очень быстро на жестких, перекачанных шинах? Не так давно накачивание шелковых трубок размером 700 × 23 мм до 135 фунтов на квадратный дюйм было обычной практикой; Таким образом, мотоцикл казался пружинистым и быстрым.

Как вы, возможно, теперь знаете, более высокое давление не всегда означает более низкое сопротивление качению — за эти годы мы опубликовали различные тестовые статьи, подтверждающие этот вывод. Этот факт особенно актуален на гравийных дорогах. Те, кто ездит по гравию, знают, что низкое давление в шинах спасает ваше тело. Обменивает ли этот факт скорость на комфорт? Какое оптимальное давление в шинах для обоих качеств? Мы попытались выяснить это в лаборатории и на гравии.

Шины: ваша первая линия подвески

Когда ваша шина наезжает на неровность, подъем мотоцикла и водителя требует затрат энергии. Энергия, необходимая для движения вперед, исходит от гонщика, а для движения велосипеда по дороге остается меньше энергии.

В терминологии подвески «неподрессоренная масса» — это масса части автомобиля, которая перемещается вверх и вниз по всей высоте выступа. «Подрессоренная масса», напротив, представляет собой подвешенную массу. Автомобиль более эффективен, когда процент подрессоренной массы высок, а процент неподрессоренной массы низок. Это означает, что меньшая масса отклоняется при движении по кочкам.

Если бы шина была полностью жесткой, то весь велосипед и водитель (при условии, что локти водителя остаются заблокированными) были бы неподрессоренными массами. Это было бы не только неудобно и трудно контролировать, но и медленно.

Однако, если бы шина была достаточно большой и мягкой, чтобы она могла поглотить всю высоту неровности на себя, то велосипед и водитель вообще не качались бы вверх и вниз. Это оптимально, так как масса этой небольшой секции в нижней части шины, которая движется вверх и вниз (неподрессоренная масса), очень мала, и, по сути, весь велосипед и водитель (подрессоренная масса) сохраняют свой импульс движения вперед. Таким образом, для поддержания скорости велосипеда требуется меньше энергии. Вот почему толстые велосипеды и горные велосипеды «плюс» могут быть достаточно эффективными и быстрыми на неровных трассах, даже если они медленно катятся по асфальту и тяжелы для подъема.

В лаборатории Microbac

Наши друзья из Microbac Laboratories катались на велосипеде на наборе роликов, к центру переднего ролика и одного из задних которых был приварен 8-миллиметровый алюминиевый выступ, чтобы имитировать ухаба на дороге. Мы измерили сопротивление качению — определяемое путем измерения мощности, необходимой для поддержания заданной скорости, — и определили, что оно уменьшилось, когда мы увеличили давление в шинах. Мы также измерили вибрации от удара с помощью акселерометра на подседельной стойке. Возможно, неудивительно, что при более высоком давлении всадник получил удар.

Проблема с любым лабораторным тестом заключается в том, что трудно имитировать условия реального мира. В этом случае диаметр ролика мал, что сильно отличается от езды на большом ролике, которым является Земля. Тренировочный ролик Крейтлера, который мы использовали в Microbac, имеет диаметр около 4,5 дюймов (114 миллиметров), тогда как диаметр Земли составляет 12,7 миллиона метров — его кривизна настолько велика, что даже сегодня некоторые люди думают, что он плоский. На ведущем в мире независимом испытательном стенде велосипедных шин Wheel Energy Oy в Финляндии для испытания на сопротивление качению используется ролик диаметром 1200 миллиметров. Это примерно в 10 раз больше, чем у ролика Крейтлера, но все же в 10 миллионов раз меньше диаметра Земли.

Мы можем предсказать, что более высокое давление в шинах приведет к меньшему сопротивлению качению при езде на тонком катке (по сравнению с случаем на ровной дороге) — маленький каток будет глубоко вдавливаться в шину. Чем больше ролик вдавливается в шину, тем больше потери энергии из-за внутреннего трения и гистерезиса (отставания в прогибе эластичного материала по отношению к приложенной нагрузке). Однако на ровной дороге величина прогиба шины с тем же велосипедом и водителем на нем значительно меньше, чем на катке.

Мы решили эту проблему в Microbac, покатавшись не только на наборе катков Kreitler с выступами высотой 8 мм спереди и сзади, но и на наборе гладких роликов Kreitler. Гонщик крутил педали на роликах с постоянной передачей с двумя разными частотами вращения, 60 и 80 об / мин, с давлением 30, 50 и 70 фунтов на квадратный дюйм в шинах Schwalbe G-One AllRound MicroSkin TL Easy (700 × 35 мм) для гравия. с бутиловыми внутренними трубами.

Передние и задние ролики различались по диаметру, поэтому частоты ударов были случайными и не могли синхронизироваться. Это создавало высокочастотные вибрации, имитирующие быструю езду по ухабистой дороге. Акселерометр измерял величину ускорения подседельного штыря вверх и вниз со скоростью 1000 показаний в секунду (1000 Гц) в течение 30 секунд; это в общей сложности 30 000 точек данных за испытание на вибрацию для каждого давления в шинах и частоты вращения педалей.

Акселерометр измерил разницу напряжений при скачках вверх и вниз, которую программное обеспечение Microbac преобразовало в ускорение; большее изменение напряжения указывает на большее ускорение, измеряемое в G (один G — это ускорение свободного падения, или 9,8 м/с/с). Более высокое число G, зарегистрированное для заданного давления в шинах и частоты вращения педалей, указывает на то, что меньшее ускорение на ударах поглощается шинами и велосипедом, а большее передается гонщику. Меньшее число будет означать большее поглощение вибрации шинами и меньшее воздействие на водителя.

Сопротивление качению и вибрация

С помощью кривошипа измерителя мощности Stages компания Microbac измерила среднюю мощность, необходимую для поддержания заданной частоты вращения педалей — 60 или 80 об/мин — при каждом давлении в шинах и на каждом типе ролика. Поскольку единственной переменной было давление в шинах, более низкая средняя мощность указывала на меньшее сопротивление качению.

Что они нашли?

Средняя вибрация повышалась с каждым увеличением частоты вращения педалей и с каждым увеличением давления в шинах. Как и следовало ожидать, среднее вертикальное ускорение было очень низким с гладкими роликами, а различия при разных частотах вращения педалей и давлении были почти незаметны — измерялись одной или двумя сотыми G. С 8-миллиметровыми неровностями спереди и сзади роликов, однако средняя вибрация была по крайней мере в пять раз больше G, чем при том же давлении и частоте вращения на гладких роликах. Это демонстрирует, что неровные поверхности могут истощать энергию гонщика не только из-за увеличения сопротивления качению, но и из-за усталости прыгающих мышц.

В то время как сопротивление качению снижалось почти при каждом повышении давления в шинах как на гладких, так и на неровных катках, на ухабистых катках это снижение, как правило, было менее значительным. В одном случае при 80 об/мин сопротивление качению увеличилось с 50 до 70 фунтов на квадратный дюйм. Это указывает на то, что более низкие давления лучше справлялись с неровностями, чем более высокие. Пробеги при всех давлениях в подавляющем большинстве случаев подвергались первичному влиянию, а именно ролику малого диаметра, сжимающему каркас шины и состав протектора.

Снова на дороге

Затем мы провели тесты на качение на гравийной дороге и обнаружили, что сопротивление качению уменьшается с уменьшением давления — в отличие от лабораторных результатов на роликах — до точки, где шина становится слишком мягкий.

У нас было два гонщика (оба весом около 150 фунтов и на велосипедах 56 см) спускались по постепенному холму по гравию. Два гонщика всегда стартовали в одних и тех же точках, передние колеса, примыкающие к двум большим кольям, врезались в дорогу, а задний гонщик стартовал более чем в 20 футах от переднего. Оба гонщика стартовали одновременно в каждом заезде, каждый из которых совершал одно нажатие на полпедали — верхняя нога опускалась до нижней части хода, а затем гонщик с этого момента двигался по инерции. Гонщики сохраняли одно и то же положение тела на протяжении всех заездов и следовали по одной и той же линии, причем задний гонщик шел по линии слева от линии переднего гонщика. Это, в сочетании с большим смещением между гонщиками на старте, гарантировало, что идущий сзади гонщик не получит выгоды от тяги от переднего гонщика. Единственной (контролируемой) переменной было то, что давление в шинах переднего гонщика (который ехал на том же велосипеде и шинах, которые использовались в тестах Microbac Lab) менялось каждые несколько заездов.

Гонщики выполнили несколько заездов при каждом из четырех параметров давления в шинах переднего гонщика: 15, 30, 50 и 70 фунтов на квадратный дюйм. В конце каждого примерно 450-метрового пробега с помощью секундомера измерялась разница во времени между гонщиками, катящимися через фиксированную точку. Чем больше временной разрыв между гонщиками, тем ниже сопротивление качению, что указывает на то, что передний гонщик откатывался от заднего больше, чем на пробеге с меньшей измеренной разницей во времени.

Средняя разница во времени между гонщиками была наибольшей при 30 фунтов на квадратный дюйм (4,3 секунды), что указывает на то, что это давление соответствовало наименьшему сопротивлению качению. Наибольшее сопротивление качению наблюдалось при 15 фунтах на квадратный дюйм и 70 фунтов на квадратный дюйм, при этом среднее время при этих давлениях было примерно одинаковым, 2,7 и 2,6 секунды соответственно. Сопротивление качению уменьшалось, когда давление составляло 50 фунтов на квадратный дюйм (средняя разница во времени между гонщиками 3,2 секунды), но не так сильно, как при 30 фунтов на квадратный дюйм.

Всадник впереди не видел и не слышал всадника сзади и понятия не имел, приближается он или нет. Интересно, что передний гонщик также уверовал в то, что он быстрее на действительно жестких шинах; его восприятие того, что было быстро, было совершенно неправильным.

При 70 фунтах на квадратный дюйм (его самый медленный пробег) ведущий гонщик сказал, что он «чувствовал себя намного быстрее». Хотя он сказал, что поездка была «намного грубее» и «когда я попадаю в эти ряби, мальчик, я их чувствую», он также сказал: «Кажется, я ускорялся быстрее при более высоком давлении». Данные говорят об обратном.

При давлении 50 фунтов на квадратный дюйм, по его словам, это было «более комфортно (чем 70 фунтов на квадратный дюйм), но я не могу дождаться, чтобы вернуться к 30 фунтам на квадратный дюйм».
Наконец, сказал он, «15 фунтов на квадратный дюйм просто брали каждую неровность и плавили ее».

Вынос

А пока, если вы планируете участвовать в гонках по гравию, учтите следующее: гонщик весом около 150 фунтов будет быстрее на грунтовых дорогах при давлении около 30 фунтов на квадратный дюйм на 700×35 мм, чем он или она. быть с этой шиной при значительно более высоком или более низком давлении. Велогонщики, привыкшие к езде на трубах размером 700 × 33 мм при давлении всего 14 фунтов на квадратный дюйм в очень грязных условиях и около 25-30 фунтов на квадратный дюйм в более общих условиях, могут не найти эту концепцию сложной для восприятия. Но многим чистым дорожникам, переезжающим на гравий, будет трудно сбросить воздух до 30 фунтов на квадратный дюйм перед долгой гонкой.

Поскольку на грунтовых дорогах сопротивление качению больше, чем на дорогах с твердым покрытием, для преодоления того же расстояния требуется больше времени. Более низкие скорости означают, что аэродинамическое сопротивление (которое увеличивается пропорционально квадрату скорости) составляет меньший процент сил трения, которые вы должны преодолеть, чтобы поддерживать свою скорость. Таким образом, сопротивление качению занимает значительно большую часть ваших энергетических затрат на грязи, чем на асфальте.

Наши результаты показывают, что вы будете кататься быстрее при давлении 30 фунтов на квадратный дюйм и чувствовать себя более комфортно (и тратить меньше энергии), чем при давлении 50 или 70 фунтов на квадратный дюйм.

Мы не проверяли давление во всех шинах, а также не проверяли шины, кроме Schwalbe G-One размером 700×35 мм. Несмотря на то, что наша методика испытаний методом скатывания была достаточно точной, чтобы различать изменения давления в 20 фунтов на квадратный дюйм в одной и той же шине, точность, которая позволила бы нам отличить, скажем, бескамерные и бутиловые камеры от латексных и трубчатых камер, или разницу в 5 фунтов на квадратный дюйм в давления в шинах, различий в ширине шин в два-три миллиметра или между разными моделями шин одинаковой конструкции до сих пор не существует.