باریک یا پهن؟ فشار بالا یا فشار کم؟ وان یا کلینچر؟ ما عوارض مربوط به انتخاب تایر را بررسی می کنیم
در ادامه آزمایش ما: آیا تایرهای پهن تر واقعا سریعتر هستند؟ ما تصمیم گرفتیم تحقیقات خود را در مورد عوارض انتخاب تایر ادامه دهیم.
یکی از بزرگ‌ترین جهش‌های تاریخ در فناوری دوچرخه‌سواری از یک منبع بعید به دست آمد: یک جراح دامپزشک اسکاتلندی به نام جان بوید دانلوپ. در سال 1888، دانلوپ در یک انحراف قابل توجه از کار روزانه خود، اولین لاستیک پنوماتیک را ساخت تا پسرش را از سردرد و ناراحتی خلاص کند که پسرش را در حین چرخیدن سه چرخه جامد خود در اطراف سنگفرش های ناهموار بلفاست آزار می داد.
به سرعت به امروز بروید و مفهوم اصلی تغییر نکرده است - یک محفظه هوای مهر و موم شده لایه ای از بالش را بین سوار و جاده ایجاد می کند - اما این بدان معنا نیست که همه لاستیک ها برابر هستند. برخی از لاستیک‌ها سریعتر از سایرین هستند، اما قبل از اینکه بتوانید بهترین تایر را برای خود پیدا کنید، نیاز به درک کمی از فناوری تایر است.
مقاومت در برابر استراحت
در حین دوچرخه سواری، دوچرخه سوار باید با انواع مختلفی از مقاومت ها روبرو شود: مقاومت هوا، وزن (در صورت شتاب گیری یا ترمز کردن) و مقاومت غلتشی لاستیک، که اتلاف انرژی ناشی از چرخش لاستیک به جلو است. نیکلاس کرت، سازنده لاستیک جاده میشلین، می گوید. ما مقاومت غلتشی را با پارامترهای ثابتی مانند فشار تنظیم‌شده، سرعت ثابت، بار و دما اندازه‌گیری می‌کنیم. دستگاه اندازه گیری معمولاً از یک درام تشکیل شده است که برای شبیه سازی زمین صاف باید تا حد امکان بزرگ باشد. تایر با سرعت/بار/فشار معین در طول جلسه گرم کردن چرخانده می‌شود و سپس قدرت درام را متوقف می‌کنیم و فاصله را اندازه‌گیری می‌کنیم تا زمانی که چرخیدن تایر متوقف شود.هر چه فاصله بیشتر باشد، مقاومت غلتش کمتر است.'
بنابراین، در اصطلاح پایه، مقاومت غلتشی نیرویی است که در برابر حرکت رو به جلو لاستیک که روی یک سطح غلت می‌زند، عمل می‌کند. از نظر عملی، همراه با عواملی مانند مقاومت هوا، این نیروی مقاومتی به این معنی است که وقتی شما در حال چرخیدن آزاد بر روی یک سطح صاف هستید، در نهایت متوقف خواهید شد. اما از آنجایی که انرژی نه می تواند ایجاد شود و نه از بین می رود، بلکه فقط تغییر می کند، انرژی که ما را به جلو می راند کجا رفته است؟
Wolf VormWalde، مدیر محصول تایر در Specialized می گوید: «مقاومت غلتشی در تایرها انرژی مصرف شده برای غلبه بر تغییر شکل لاستیک است. هنگامی که یک تایر تحت بار است تغییر شکل می دهد و برای تغییر شکل یک ماده نیاز به نیرو دارد. هنگامی که تایر می پیچد، تغییر شکل ادامه دارد زیرا آج تایر و دیواره جانبی از طریق لکه تماسی [جایی که لاستیک با سطح جاده برخورد می کند] در حالی که چرخ می چرخد، ادامه دارد.بنابراین لاستیک تحت فشار قرار می‌گیرد و تغییر شکل می‌دهد و از قسمت تماس خارج می‌شود. اما برخلاف فنر عالی، تایر انرژی وارد شده به آن را در هنگام تغییر شکل پس نمی‌دهد.»
مشاهده کنید که برای لاستیک های دوچرخه ثابت زیر وزن یک سوار چه اتفاقی می افتد و متوجه خواهید شد که VormWalde چیست. لاستیک زیر بار سوار از دیواره های جانبی بیرون زده و آج صاف می شود تا با شکل سطح زیر آن مطابقت داشته باشد. هنگامی که دوچرخه در حرکت است و لاستیک در حال چرخش است، این فرآیند بارها و بارها در نقطه ای که تایر با سطح جاده برخورد می کند اتفاق می افتد. در یک دنیای ایده آل، لاستیک «به همان خوبی که داشت می دهد»، با همان نیرویی که در وهله اول برای کوبیدن آن روی سطح جاده وارد می شد، از سطح جاده خارج می شود، و از این رو انرژی وارد شده به حرکت رو به جلو خواهد بود. حفظ شده است. متأسفانه، ترکیبات لاستیکی در لاستیک‌ها «ویسکوالاستیک» هستند، به این معنی که وقتی تحت بار تغییر شکل می‌دهند، مولکول‌های موجود در زنجیره‌های پلیمری ترکیب، خودشان را مرتب می‌کنند و با انجام این کار، روی هر کدام ساییده می‌شوند.این اصطکاک داخلی گرما ایجاد می کند که متأسفانه یک محصول جانبی بی فایده در تلاش برای به جلو راندن دوچرخه شماست. فقط لاستیک عقب خود را بعد از یک ساعت روی توربو مربی احساس کنید و به زودی تصویر را خواهید دید.
این تغییر شکل لاستیک است که کلید مقاومت غلتشی و در نتیجه "سرعت" آن است. راه‌های مختلفی وجود دارد که می‌توانید بر نحوه تغییر شکل تایر تأثیر بگذارید، یکی از آنها تغییر فشار هوایی است که به آن پمپ می‌کنید.
تغییر شکل شخصیت
اگر تغییر شکل تایر بیشتر باشد، مقاومت غلتشی آن بیشتر می شود، مطمئناً تنها کاری که باید انجام دهید این است که تایر را تا بالاترین فشار ممکن باد کنید، تغییر شکل آن را غیرممکن می کند، و اتلاف انرژی از طریق مقاومت غلتش باعث می شود. به حداقل برسد؟ حقیقت - مثل همیشه - کمی پیچیده تر است.
Christian Wurmbäck، مدیر محصول در Continental، می‌گوید: «افزایش فشار در لاستیک، مقاومت غلتشی را کاهش می‌دهد، اما فقط تا حدی.به عنوان مثال، اگر یک تایر 23 میلی متری بردارید و فشار را از 85psi به 115psi افزایش دهید، مقاومت غلتشی کمتری خواهید داشت. اما اگر همان لاستیک را بردارید و فشار را از 115psi به 140psi افزایش دهید، عملاً هیچ تفاوتی وجود ندارد.»
VormWalde از Specialized موافق است: "در یک سطح کاملا صاف فشار بالاتر همیشه سریعتر است. اما این اثر در جاده‌های واقعی کاهش می‌یابد، به طوری که می‌گوییم با 130psi تایر را به حالت مرده پمپ می‌کنید [یعنی دیگر نمی‌تواند سفت‌تر شود]. نکته مهمی که باید به خاطر داشته باشید این است که رابطه بین لاستیک و جاده همزیست است و جاده ها هرگز کاملاً هموار نیستند.
نمی خواهید لاستیک آنقدر سفت باشد که وقتی از جاده غلت می زنید نتواند فرکانس های سطح را جذب کند. جذب ناهمواری‌ها و ضربه‌ها برای لاستیک بیشتر از انتقال این دامنه‌ها به دوچرخه و سوارکار است. بلند کردن دوچرخه و سوارکار همیشه انرژی بیشتری نسبت به فشار دادن لاستیک مصرف می کند.او اضافه می‌کند که یکی از دلایلی که می‌بینید دوچرخه‌سواران سیکلوکراس و دوچرخه‌سواران کوهستانی با این فشار کم می‌دوند، همین است.
او یک امتیاز دارد. زیرا به جای اجازه دادن به بخش مخصوصاً ناهموار که او را به هوا پرتاب کند، دوچرخه‌سوار کوهستانی باتجربه سعی می‌کند بدنش را روی یک هواپیمای صاف نگه دارد و از دست‌ها و پاهایش برای جذب تمام برجستگی‌های زمین استفاده می‌کند. به زبان ساده، اگر می خواهید به صورت افقی به جلو بروید، انرژی خود را برای بالا و پایین رفتن عمودی هدر نمی دهید.
ترفند این است که بهترین فشار لاستیک را برای جاده‌ای که در آن سوار می‌شوید تعیین کنید - چیزی که ممکن است به کمی آزمون و خطا نیاز داشته باشد. و سپس باید از خود بپرسید که آیا در وهله اول از لاستیک‌هایی با عرض مناسب استفاده می‌کنید یا خیر.
موضوع کوچک اندازه
در روزهای خوب قدیم، اتومبیل‌رانان فکر می‌کردند لاستیک‌های نازک‌تر بهتر هستند، به طوری که بیشتر چرخ‌های حرفه‌ای با لاستیک‌هایی از عرض ۲۱ میلی‌متر تا لاستیک‌های کوچک ۱۸ میلی‌متری پوشیده می‌شوند. با گذشت زمان، سواران ممکن است سهام بیشتری را در راحتی و کمتر در سرعت بی حس کننده قرار دهند، به طوری که تایرهای 23 میلی متری به یک استاندارد دوچرخه جاده تبدیل شده اند.
با این حال، مارکوس هاچمایر، مدیر محصول Schwalbe می گوید مطالعات در مورد رفتار تایرها چیزهای نسبتاً شگفت انگیزی را آشکار کرده است: اگر لاستیک هایی را با عرض های مختلف اما مشخصات یکسان مقایسه کنید - ترکیب یکسان، مشخصات گرد یکسان، فشار باد یکسان - می توان گفت. از نظر مقاومت غلتشی: هر چه پهن تر، سریع تر!'
این به نظر غیر منطقی به نظر می رسد - هرچه باشد، دوچرخه های جاده بسیار سریعتر از دوچرخه های تور یا دوچرخه های کوهستانی هستند - اما تجزیه و تحلیل وصله تماس لاستیک به طراحانی مانند Hachmeyer کمک کرده است تا این باور عمومی را که "باریکتر مساوی سریعتر است" پشت سر بگذارند.
"لاستیک‌های پهن‌تر سریعتر هستند،" Wurmbäck در Continental تکرار می‌شود. یک تایر 24 میلی‌متری سریعتر از 23 میلی‌متر می‌چرخد، اما یک تایر 25 میلی‌متری حتی سریعتر از آن می‌چرخد. در واقع، تایر GP4000s ما در 25 میلی‌متری 7 درصد سریعتر از نسخه 23 میلی‌متری است.»
دلیل به این موضوع تغییر شکل برمی گردد. اگرچه در فشار یکسان، هر دو لاستیک پهن و باریک سطح تماس یکسانی دارند، شکل دقیق هر لکه تماسی متفاوت خواهد بود.در لاستیک‌های باریکتر، این وصله نازک‌تر اما طولانی‌تر خواهد بود، و یک شکل بیضی باریک در امتداد ته لاستیک ایجاد می‌کند، در حالی که برای تایرهای پهن‌تر، شکل لکه تماس دایره‌ای‌تر خواهد بود، زیرا تایر در عرض آن بیشتر پهن می‌شود.. نتیجه این است که لکه تماسی باریک تر و طولانی تر لاستیک باعث تغییر شکل بیشتر لاستیک - به ویژه دیواره جانبی - نسبت به همتای پهن تر آن می شود. و همانطور که قبلاً شنیده ایم، هرچه یک تایر بیشتر تغییر شکل دهد، انرژی بیشتری با تغییر شکل آن مصرف می شود. اما اگر اینطور است، آیا همه ما نباید روی 28 میلی متر سوار شویم؟
پرونده علیه
"اگرچه یک تایر 28 میلی متری از نظر مقاومت در برابر غلتش سریعتر از نسخه 23 میلی متری خود است، وزن 28 میلی متری بیشتر از 23 میلی متر است زیرا اندازه بزرگتر به معنای مواد بیشتر است. Nicolas Cret از میشلین توضیح می دهد که این احتمالاً تفاوت قابل توجهی از نظر اینرسی ایجاد می کند و در مراحل شتاب یا کاهش سرعت تأثیر خواهد داشت."ویژگی های آیرودینامیکی نیز از لاستیک 23 میلی متری به 28 میلی متر تغییر خواهد کرد."
اگر فشار داده شود، کارشناسان چه چیزی را انتخاب می کنند؟ VormWalde از Specialized می گوید: «ما دریافتیم که 24 میلی متر مصالحه ایده آل در مقاومت غلتشی، آیرودینامیک و وزن است. با این حال، کن اوری از گارد قدیمی ایتالیایی ویتوریا مخالف است: "عرض بیشتر همیشه بهتر نیست." اعتدال کلید است. هنگامی که از 26 میلی متر عبور کردید، دستاوردهای ظریف در مقاومت غلتشی شروع به از بین رفتن می کند. به اصطلاح فرمول دور ریخته شده است. همچنین، این فرض را بر این می‌گذارد که همه لاستیک‌ها مشخصات ثابتی دارند، که ندارند. اغلب ضخامت آج [در مقطع] تایر را نوک تیزتر از گرد می کند، به طوری که یک تایر 24 میلی متری از یک سازنده ممکن است در یک سناریوی معین سریعتر یا کندتر از لاستیک 23 یا 25 میلی متری باشد.'
برای پیچیده تر کردن مسائل، علاوه بر انتخاب های مربوط به فشار و عرض تایر، ملاحظاتی در مورد انعطاف پذیری لاستیک وجود دارد.
آنچه در زیر نهفته است
اگر تغییر شکل باعث از دست دادن انرژی ناشی از گرما شود، در آن صورت تایرهایی که انعطاف پذیرتر هستند نسبت به لاستیک هایی که لاشه آن سفت تر است، انرژی کمتری برای تغییر شکل به روشی خاص مصرف می کند.زیر ترکیب لاستیکی یک آج لاستیک هزاران الیاف محکم بافته شده است. بسته به نوع لاستیک، این لاشه لایه ای می تواند حاوی 320 نخ در هر اینچ (tpi) باشد که همه آنها پنبه ای بسیار ظریف یا شاید به تعداد 60 نخ از نایلون کاملاً ضخیم تر ساخته شده اند. به گفته سازندگانی مانند ویتوریا و چالش، نتیجه این است که هرچه تعداد رزوه بیشتر باشد، انعطاف‌پذیری لاستیک بیشتر می‌شود و بنابراین تغییر شکل آن آسان‌تر می‌شود و در نتیجه مقاومت غلتشی کمتری خواهد داشت.
Simona Brauns-Nicol از Challenge می‌گوید: «هرچه تعداد tpi بیشتر باشد، لاستیک انعطاف‌پذیرتر است». با گذشت زمان، تامین‌کنندگان نخ‌هایی با کیفیت بالاتر و بالاتر ارائه کردند که این امکان را برای تولیدکنندگان تایر فراهم کرد تا از حداکثر بافت 280/300tpi به 320tpi برسند. هرچه بدنه انعطاف‌پذیرتر و انعطاف‌پذیرتر باشد، راحتی بیشتر و مهم‌تر از همه، پایبندی به جاده بیشتر می‌شود، بنابراین بیشترین سرعت را به دست می‌آوریم.» با این حال، در دنیای لاستیک‌ها هیچ چیز ساده نیست، و بنابراین نخ‌های بیشتر به‌طور خودکار به این معنی نیست. لاستیک سریعتر
VormWalde در Specialized می گوید: «تایر 60tpi با ترکیب بدنه خوب می تواند به سرعت یک تایر 100tpi باشد. جنس آن نیز مهم است – برخی از روکش‌های پلی‌کتونی سریع هستند، اما این به دلیل تعداد نخ‌ها نیست، به دلیل آغشته بودن لاتکس است که آن را بسیار الاستیک می‌کند. تعداد نخ های بالا لزوماً به معنای لاستیک سریعتر نیست.'
اگر لاستیک های انعطاف پذیر بیشتر به معنای مقاومت در برابر غلتش بهتر است، در مورد لوله های داخلی نیز باید گفت. Simona Brauns-Nicol در Challenge می‌گوید: «با استفاده از لوله لاتکس به جای لوله داخلی بوتیل می‌توان سواری انعطاف‌پذیرتر و مقاوم‌تر در برابر سوراخ شدن را به دست آورد.» ما را می توان تا حدود 300 برابر حجم اصلی خود باد کرد. لاتکس در عین حال قوی و الاستیک است و به این راحتی سوراخ نمی‌شود، زیرا خاصیت ارتجاعی به این معنی است که لوله لاتکس تمایل دارد اجسام خارجی را دور بزند.»
علاوه بر اینکه ذاتاً ماده ای انعطاف پذیرتر است، لاتکس نیز سبک تر است - بنابراین از نظر مقاومت در برابر غلتش بهتر از لوله های بوتیل خواهد بود. با این حال، این انعطاف پذیری هزینه دارد: لاتکس متخلخل تر از بوتیل است، به این معنی که هوا در طول روز به طور محسوسی نشت می کند.
امثال Specialized و Challenge احتمالاً می‌توانند روزها درباره لوله‌های لاتکس، تعداد نخ‌ها و روکش‌ها بحث کنند (تعجبی نیست که Challenge به تولید لاستیک‌هایی با تعداد رزوه‌ها تا 320tpi افتخار می‌کند، در حالی که Specialized به نظر قانع است. با تولید حداکثر 220 تن در هر اینچ)، اما دیدگاه‌های متضاد آنها، اصل موضوع «لاستیک سریع» را برجسته می‌کند: هیچ پاسخ قطعی وجود ندارد. مطمئناً، پارامترهای اساسی وجود دارد - اندازه، فشار، انعطاف‌پذیری - اما چنین چیزهایی به قدری با یکدیگر و مسائل مربوط به مقاومت غلتشی، آیرودینامیک و اینرسی مرتبط هستند که تمرکز کردن بر روی یک جنبه به قیمت از دست دادن جنبه‌های دیگر بیهوده است.
همانطور که Cret در میشلن می گوید، "طراحی تایر باید به عنوان تلاش برای بهبود بسیاری از مناطق عملکرد متناقض در همان زمان تلقی شود." لاستیک همیشه یک سازش عملکرد است. لاستیک سریع چیست؟ خب، این بستگی به این دارد که منظور شما از سریع چیست.'
و در نهایت… وان زدن یا نرفتن؟
سال‌هاست که لاستیک‌های لوله‌ای به‌عنوان بهترین لاستیک‌هایی که یک سوارکار جدی می‌تواند تهیه کند، تبلیغ می‌شد، و حامیان ادعا می‌کردند که تنها دلیل عدم استفاده از آنها به‌صورت روزانه، ناراحتی و هزینه پنچر شدن است. با این حال، چند شرکت در خارج وجود دارند که مایل به ناراحتی این applecart خاص هستند.
«کلینچرها سریعتر از لوله‌ها هستند،» از Specialized Wolf VormWalde می‌گوید. این به این دلیل است که نیمی از محفظه هوای موثر لبه است. دیواره های کناری رینگ هنگام غلتش تغییر شکل نمی دهند و در نتیجه انرژی مصرف نمی کنند. فکر کردی ما تونی مارتین را مجبور کردیم به دلایل تجاری از کلینچر استفاده کند، اینطور نیست؟ نه! آنها به سادگی سریعتر هستند.'
این پرواز در برابر خرد متعارف فقط از طرف یک مرد نیست (البته یکی در مرکز یک شرکت نسبتاً بزرگ دوچرخه‌سواری)، بلکه احساساتی است که غول‌های تایرسازی مانند شوالبه و کانتیننتال نیز دارند. اما اگر چنین است، چرا حرفه‌ای‌ها به کلینچر سوار نمی‌شوند؟ کریستین وورمباک از Continental می‌گوید خوب، این موضوع بی‌معنی است.
چرخ‌های لوله‌ای سبک است، اما مهم‌تر از همه برای سوارکاران حرفه‌ای، قابلیت دویدن صاف را دارد. در صورت تخت شدن با سرعت بالا، لوله‌ای به دلیل چسب روی لبه می‌ماند، بر خلاف کلینچر که تمایل به افتادن دارد و تصادف بسیار بدی را ایجاد می‌کند.»
