Rungon geometria voi vaikuttaa pyörän ajotapaan, mutta voitko todella ennustaa, kuinka hyvin pyörä ajaa vain putken kulmilla?
Varoitus: seuraavissa kappaleissa saatat kokea huojuntaa, floppia ja nykimistä. Älä huolestu – ne ovat termejä, jotka auttavat sinua ymmärtämään paremmin polkupyörän käsittelyn monimutkaista aihetta. Yksinkertaisesti sanottuna käsittely on panos, jota tarvitaan pyörän suunnan ohjaamiseen, ja suurin tekijä on pyörän geometria.
Dynamiikan täysin ymmärtäminen on kestänyt vuosisadan, mutta apulaisprofessori Arend Schwab Delftin teknisestä yliopistosta Hollannista on yksi fyysikkojen ryhmästä, joka väittää lopulta ratkeneensa ongelman vuonna 2011.
’Yhtälössämme on 27 parametria, hän kertoo Cyclistille. Näitä ovat putken kulmat, mitat, haarukan hara, pohjakannattimen korkeus ja painopiste. Muuta vain yksi elementti ja käsittely muuttuu.
Vuosikymmenten kumulatiivinen kokemus on johtanut rungonrakentajat maantiepyörien yleiseen geometriaan, joka on hyväksyttävä tasapaino painon, mukavuuden, tehokkuuden ja ajettavuuden välillä.
Tämä tarkoittaa, että nykyään suurin osa käsittelyä koskevista parannuksista tehdään pääputken kulman ja haarukan offsetilla, jota kutsutaan joskus haravaksi, koska ne määrittävät jäljen.
Saat käsityksen reitistä kuvittelemalla valonsäteen, joka loistaa alas pääputken keskeltä. Se koskettaa maata ennen pistettä, jossa eturengas koskettaa maata.
Näiden kahden pisteen välinen etäisyys on polku, ja se on yksi tärkeimmistä tekijöistä pyörän käsittelyssä.
'Trail vaikuttaa polkupyörän vakauteen, sanoo rungonrakentaja Richard Craddock Craddock Cyclesistä Bromsgrovessa.
’Kaikki pyörät ovat vakaampia mitä nopeammin ne liikkuvat, mutta enemmän polkua helpottaa pystyssä pysymistä. Huonona puolena on se, että enemmän polkua tarkoittaa enemmän heilumista, kun olet pois satulasta, ja kuljettaj alta vaaditaan enemmän vaivaa ohjaamiseen kaarteissa.’
Tämä viimeinen kohta antaa energiaa luxemburgilaisen pyörämerkin Rolon Anders Annerstedtille.
’Pidemmällä polulla varustettua pyörää on vaikeampi pitää ihanteellisella radalla nurkan takana. Joten hiusneulalla sinun on ohjattava käännöksen läpi ehkä kahdella tai kolmella eri syötteellä.
'Sinun on oltava voimakas, koska geometria haluaa pitää pyörän nykyisellä liikeradalla', hän sanoo.
Jos polkua on vähemmän, ratsastajan ei tarvitse käyttää niin paljon energiaa korjausten tekemiseen ja voi tehdä sen nopeammin, Annerstedt lisää.
Hän virittää geometriaansa eliminoidakseen liiallisen "pyörän floppauksen" – alhaisen nopeuden epävakauden – ja kaikki runkorakentajat pyrkivät säätämään polkua siten, että pyörän aiottuun käyttöön parhaiten sopii.
Joten retkipyörässä voi olla paljon polkua vakaan ja ennustettavan ajon takaamiseksi, kun taas kilpapyörässä voi olla pieni määrä polkua nopean ja terävän kaarteen saamiseksi.
Runkorakentaja voi säätää polkua kahdella päätavalla: muuttamalla pääputken kulmaa tai säätämällä haarukan k altevuutta (offsetia). Voit vähentää jälkiä tekemällä pääputkesta jyrkemmäksi, lisäämällä haarukan kallistusta tai molempia.
Maantiepyöräilijät ovat yleensä alkaneet suosia pyörien käsittelyä, jos polku on 50-60 mm. Pään kulma noin 73° ja haarukan siirtymä noin 45 mm yleensä saavuttaa tämän.
Monet runkorakentajat ovat hätkähdyttäviä tarkan lukunsa suhteen, mutta jos tiedät kaksi kolmesta muuttujasta, voit laskea kolmannen bikecad.ca-sivustolla.
Pienet runkokoot aiheuttavat ylimääräistä ongelmaa, koska etupyörä on lähempänä alatukea, mikä aiheuttaa riskin, että ajajan varpaat leikkaavat sen.
Välyksen lisäämiseksi joko pään kulmaa on pienennettävä tai haarukan poikkeamaa on lisättävä, mikä vaikuttaa käsittelyyn, ellei muita rakennemuutoksia tehdä.
Painot ja mitat
Valitettavasti geometriakaavion tarkistaminen polun arvioimiseksi ei kerro kaikkea, mitä sinun on tiedettävä käsittelystä, koska asiaan liittyy muita tekijöitä.
Runkorakentajat mainitsevat alakiinnikkeen korkeuden ja akselivälin kahdeksi seuraavaksi vaikuttavimmaksi geometriseksi elementiksi käsittelyssä.
Lisämuutoksia käsittelyyn voidaan tehdä muuttamalla varren pituutta, ohjaustangon leveyttä sekä pyörien ja renkaiden tyyppiä.
Esimerkiksi raskaammilla pyörillä ja renkailla on enemmän hitautta ja ne vaativat enemmän vaivaa tankojen kääntämiseen.
Pyörän käsittelytapa riippuu myös rungon ja haarukoiden jäykkyydestä, mikä tarkoittaa, että materiaalit ja putken muodot osallistuvat.
’Materiaalien valinnan ja käytön ansiosta pyöränvalmistaja voi saavuttaa tarkempia pyörän käsittelyominaisuuksia määritellyn geometrian sisällä, sanoo Tim Hartung, Trek Bicyclesin suunnitteluinsinööri.
’Tässä komposiittimateriaaleilla on suuri etu isotrooppisiin materiaaleihin, kuten teräkseen ja alumiiniin, verrattuna.’
Hän pitää siitä, että hiilen avulla hän voi hallita ja säätää jäykkyyttä tarkasti asettelukuvioiden, putkien paksuuksien ja poikkileikkausmuotojen avulla.
Modernit kehitystyöt, kuten maantiepyörien levyjarrut, ovat myös vaikuttaneet pyörän ajotapaan, Hartungin mukaan: "Yleensä läpiakselit ovat paljon paksumpia [kuin tavalliset pikalukituslaitteet], yleensä 12 mm tai 15 mm.
'Paksumpi akseli on vahvempi ja jäykempi ja luo myös jäykemmät järjestelmäliitokset rungon ja pyörän välille. Se voi luoda skenaarion, jossa etu- ja takapyörät eivät ole synkronoituja keskenään.
'Takapyörä ja runko pysyvät enemmän samassa tasossa toistensa kanssa, mikä voi olla huonoa, kun yritetään pitää tasaista linjaa nopeissa kaarteissa.
'Voit päätyä pyörään, jonka järjestelmässä ei ole tarpeeksi "antaa" tai joustaa pitämään hyvää linjaa nurkassa tai mahdollistamaan onnistuneen vastaohjauksen vastaavasti.
‘Tämä saattaa tarkoittaa, että renkaan kosketuskohta maan kanssa takaosassa saattaa vaarantua. Tai sitten painat jarrua säätääksesi linjaasi tien nopeassa mutkassa, Hartung lisää.
’Kumpikaan näistä ei ole toivottavaa kilpailutilanteissa. Muista, että vain huippupyöräilijät huomaavat tämän yksityiskohtaisuuden, ja osaa tästä vaikutuksesta voidaan lieventää muuttamalla rungon jäykkyysparametreja.’
Orgaaninen elementti
Riippumatta siitä, mitä geometriaa ja jäykkyyttä pyörälle on valittu, on aina yksi muuttuja, jota runkorakentajan on mahdoton ennustaa tarkasti: ajaja.
Vartalon muodot ja ajotyylit tulevat vaikuttamaan käsittelyn dynamiikkaan, ja Delftin teknillisen yliopiston Arend Schwabilla on selvä näkemys siitä, kuinka ajajan asema liittyy ajettavuuteen.
'Ratsastajan asento tai asento ei ole niin tärkeä käsittelyssä, mutta tapa, jolla pidät ohjaustangosta, on erittäin tärkeä, hän sanoo.
’Ohjausrakenne on erittäin kevyt, ja jos siihen lisätään suuri käsivarsien ja ylävartalon massa, se voi vaikuttaa järjestelmään ja sen vasteeseen.’
Schwab ehdottaa, että teoriassa tankojen pitäminen suorilla käsivarsilla samassa kulmassa pääputken kanssa olisi parasta vakauden kann alta, koska silloin käsivartesi ja ylävartalon paino vaikuttaa ohjausjärjestelmään vain vähän.
Lontoolainen runkorakentaja Tom Donhou lisää: Haluat todella pitää painopisteen oikeassa paikassa, varsinkin kun ajat suurella nopeudella. Nopeuden heilahtelu johtuu painon sijoittamisesta, joten sinun on jaettava oikea paino pyörien välillä.’
Rungonrakentajalle kaikkien geometristen elementtien tasapainottaminen ajajan fysiologiaa vastaan voi olla pelottava tehtävä, varsinkin kun asiakkaat voivat olla erittäin vaativia, mutta samalla epäselviä, millaista käsittelyä he haluavat.
’Ihmiset käyttävät sellaisia sanoja kuin reagoiva, reaktiivinen, ketterä, ketterä, aggressiivinen, sanoo Tom Rodi amerikkalaisen tilaustyöntekijän Parlee Cyclesin edustajasta.
‘On olemassa 20 tai 30 adjektiivia, jotka kuulet. Joskus joku puhuu pyörästä "hermostuneeksi". Se voi olla liian jyrkkä pääputkessa tai haarukka liian jäykkä.
'Katsoteltavaa on paljon. Siinä on pään, ylä- ja alaputkien vääntöjäykkyys, koko haarukkakokoonpanon vääntövaste ja pystysuora yhteensopivuus – näiden osien kyky taipua tien poikkeavuuksien seurauksena.’
On ilmeistä, että pyörän ajettavuuden ennustamiseen ei ole yksinkertaista ratkaisua. Se on jotain, jota runkorakentajat jatkavat puuhailua ja hiomista yhtä paljon yrityksen ja erehdyksen avulla kuin tieteen avulla.
Ja kun olet saanut kehyksen, myös siihen kiinnitettävät osat vaikuttavat, mutta enimmäkseen tapa, jolla vedät tämän hiusneulan mutkan läpi, on sinun käsissäsi.
Pyörän käsittelytapa riippuu suurelta osin sitä käsittelevästä henkilöstä.
