Ovatko pyörät parhaita komponentteja päivitettäväksi, jos haluat säästää pyörän painoa? Erottelemme tosiasiat spinistä
'Pauna pyörissä on kahden arvoinen rungossa', tai niin sanotaan. Tämä perinteinen viisaus on ohjannut monien pyöräilijöiden pyöränvalintaa – jos koskaan on ollut paikka roiskuttaa rahaa muutaman gramman ajelemiseksi, se on pyörät.
Mutta kuten tavanomaisen viisauden kanssa usein tapahtuu, emme suinkaan ole iloisia voidessamme jättää asian siihen.
Ajatus siitä, että pyöräkerran paino on tärkeämpi kuin mikään muu pyörän osa, perustuu siihen tosiasiaan, että pyörät liikkuvat enemmän kuin mikään muu pyörän osa.
Andy Ruina, Cornellin yliopiston konetekniikan professori, sanoo asian yksinkertaisesti: "Pyörien yläosa kulkee kaksi kertaa nopeammin kuin polkupyörä. Ja vastakkainen suunta [pyörän alaosa] ei kumoa tätä nopeutta.
'Siksi siinä on kaksi kertaa enemmän liike-energiaa, joten sen saaminen liikkeelle vaatii kaksi kertaa enemmän voimaa ja se saa pyörän hidastumaan kaksi kertaa niin paljon.'
Paino v kiihtyvyys
Paino on niin tärkeä polkupyörän liikkeen suuressa järjestelmässä, koska sillä on suhde kiihtyvyyteen. Kun jokin liikkuu tasaisella nopeudella, kaikki sitä työntävät ja hidastavat voimat ovat tasapainossa.
Kohtuullisella painonlisäyksellä ei ole merkitystä, lukuun ottamatta sen mahdollisesti aiheuttamaa pientä kitkan tai vierintävastuksen lisääntymistä.
Kun nopeutuu tai menettää nopeutta, Newtonin toinen laki astuu voimaan: voima=massa x kiihtyvyys. Joten mitä enemmän massaa sinulla on, sitä enemmän voimaa tarvitset nopeuteen.
Miksi sitten on väliä onko paino pyörässä eikä rungossa?
Tässä se menee hieman monimutkaiseksi inertian ansiosta. Hitaus on kohteen vastustuskykyä sen liikkeen muutokselle – se on syy, miksi pyörän kiihdyttäminen vaatisi vaivaa jopa kitkattomassa universumissa.
Pyörien, pyörän ja ajajan inertia on kaikilla, mutta pyörillä vaikutus on suurennettu, koska ne pyörivät.
Steve Williams, Lotuksen paras ajoneuvodynamiikkainsinööri, sanoo: Pyörien tapauksessa, koska vanteen ympärille on jakautunut paljon massaa, jonkin matkan päässä pyörän keskustasta, se antaa sille hitauden. '
Tämä inertia tarkoittaa käytännössä vastusta pyörän pyörimiselle. Sitä kutsutaan joskus pyörimishitaudeksi, mutta tarkemmin sanottuna sitä kutsutaan hitausmomentiksi.
Williams lisää: 'Koska pyörä pyörii pyörillään, sinun on paitsi työnnettävä se massa ilmassa nopeammin, myös sinun on saatava pyörä pyörimään nopeammin. Pyörän hitaus vastustaa pyörimisnopeuden kasvua.’
Ratkaisevaa on kuitenkin se, että hitaus määräytyy massan etäisyyden pyörimispisteestä: 'Hitausmomentti on seurausta massasta, joka on etäisyydellä akselista, jonka ympäri sitä pyöritetään. pyörän tapauksessa se on massan etäisyys karan akselista.'
Mene asiaan
Kaikki tämä tieteellinen keskustelu vie meidät asian ytimeen. Ei riitä, että sanotaan, että raskas pyörä on enemmän este kuin raskas runko, koska kaikki riippuu siitä, mihin paino jakautuu pyörälle.
On liian yksinkertaista väittää, että "naula pyörissä on kahden arvoinen rungossa". Professori Jim Papadopoulis, Cycling Sciencen kirjoittaja, sanoo: "On käynyt ilmi, että hieman massaa kehän kohdalla lasketaan kahdesti, vähän massaa pinnan keskellä 1,5 kertaa ja vähän massaa navassa. laskettu kerran.'
Tällä perusteella meidän pitäisi mukauttaa ilmausta sanomaan "puntaa vanteilla on kahden arvoinen navoissa", mutta Williams Lotusissa suhtautuu skeptisesti kevyemmillä vanteilla saavutettaviin hyötyihin.
‘Voimme nähdä, että pyörän hitausvoiman vähentämisellä on suotuisa vaikutus ei-pyörivän massan vähentämiseen, mutta se on hyvin pieni. Todellisuudessa pyörien vanteista säästyvä massa on todennäköisesti alle 10 % edullisempi kuin sama massa, joka säästyy pyörän muusta osasta.’
Jotkut melko monimutkaiset laskelmat paljastavat, että etu kiihtyvyydessä leikkauspainosta pyöränvanteilta olisi 0,9 % verrattuna 0,8 %:iin, kun painoa leikataan rungosta.
Jos pyöräsi pyörivän massan leikkaamisesta saatavat hyödyt ovat keskustelun kohteena, seuraavaksi huomioitava alue on gyroskooppi.
Päivitä joihinkin kevyempiin pyöriin alle 500 £
Gyroskoopin hankkiminen
Gyroskooppi on pyörä tai kiekko, joka pyörii akselin ympäri siten, että se vakauttaa itsensä. Tämä johtuu kulmaliikkeen vaikutuksista – kun pyörän yläpiste alkaa vetää sitä alas oikealle, esimerkiksi kun pyörä on pyörinyt puoli kierrosta, sama pyörän piste on ylösalaisin ja painaa yhtäkkiä pyörä takaisin vasemmalle.
Pyöräyksen gyroskooppinen vaikutus on syy siihen, miksi pyörä pysyy pystyssä ja miksi pyörän pyörät pitävät meidät pystyssä.
Koska gyroskooppi toimii kulmavoimien perusperiaatteella, pyörän uloimman osan paino vaikuttaa eniten pyörän vakauttavaan voimaan. Joten jos vanne on raskaampi, se voi varmasti työntää pyörän takaisin pystyasentoon voimakkaammalla voimalla?
Ruina Cornellin yliopistosta maalaa hämärän kuvan tieteellisestä konsensuksesta: "Ei ole lopullista vastausta siihen, onko raskaampi vanne vakaampi." Mutta trendi näyttää olevan se, että isompi gyroskooppi tuntuu vakaamm alta.’
Joten vihjaa siihen, että raskaampi vanne voisi tarjota enemmän vakautta kokonaisuutena raskaamman pyörän sijaan.
Mutta on otettava huomioon toinenkin näkökulma. Williams sanoo: Korkeammalla inertialla pyörällä olisi voimakkaampi gyroskooppinen vaikutus, mutta on olemassa toinen gyroskooppinen vaikutus - mitä nopeammin ohjaustankoa ohjataan, sitä suurempi on gyroskooppinen vastus kääntymiselle. Niin suuri inertia vaikeuttaa ohjaustangon kääntämistä ja pyörän kallistamista.’
Raskas vanne tekee sinusta vakaamman ajon aikana, mutta saattaa uhrata sen ketteryyden, jonka vapaampi ja nopeampi ohjaus saattaa mahdollistaa.
Ruina on kuitenkin hieman eri mieltä. "Jos sanot, että pyörä tuntuu erittäin nope alta käsitellessäsi, se liittyy melkein varmasti pyörän geometriaan ja massan jakautumiseen ohjauskokoonpanossa", hän sanoo.
’Ja muista, että kulmaan nojaamisen vaikutusv altaisin painoarvo olet sinä.’
Jos olet loppujen lopuksi sellainen ratsastaja, joka etsii pieniä asteittaisia parannuksia sarjasi suorituskykyyn, sinun tulee keskittyä kevyimpien vanteiden löytämiseen kevyimmän kokonaisvanteen sijaan.
Tai voit tehdä niin kuin me muutkin ja valita tyylikkäimmät näyttävät.
