34 перших побачень покришки з дорогою

Подробиці 08 Лютий 2016

Щоб полегшити перебіг велосипеда необов'язково змінювати раму на карбонову і вираховувати кожен грам сидушки, ободів і т.п. Можна просто підібрати правильні покришки на колеса, адже протектор, тиск і ширина покришки дуже впливають на опір Вашому зусиллю. Це довели наші велоедіномишленнікі фіни, а ось як вони це зробили - читайте далі.

Так що ж робить велосипедну покришку швидкої? На це питання ми шукали відповідь в Фінляндії, а саме за 100 км від Гельсінкі, в громаді Яка ж. Там, в лабораторіях компанії Wheel Energy, знаходиться найточніша апаратура в світі для оцінки опору коченню. Тому саме тут ми вирішили протестувати 34 шини різних моделей і виробників.

Така кількість ми взяли не просто так, а для чесності, щоб тестування було для науки, а не для реклами.

Теоретично ...

Велосипедисту, щоб утримувати темп 40 км / год під час їзди по рівній дорозі, треба виробляти енергію в 270-350 ват. При цьому велика частина енергії витрачається на опір вітру. Другим за споживанням енергії варто опір коченню. Так, наприклад, щоб витримувати середній темп 40 км / год, дві Велопокришка з опором коченню кожної близько 50 ват разом вимагатимуть 100 ват. Тому не дивно, що на грубій товстої старої туристичної шині Ви можете відчути себе повільним слабаком.

Також ми визначили, що на швидкість кочення м'якою і широкої гуми значний вплив має малюнок протектора. Хоча до цього ми, як і більшість велосипедистів, припускали, що лише гладкі тонкі покришки будуть мати найменший опір коченню. Але тест показав, що тільки одна з п'яти лідируючих шин, які ми тестували, була гладка, інші ж були повністю оброблені за допомогою сірки і високих температур, а також спресовані з тканиною.

Так що, якщо Ви шукаєте швидку шину, то не бійтеся вибирати більш широкі моделі, і не піддавайтеся обманливості «традиційної» вірі в швидкість тонких незаповнених покришок. Адже навіть наш тест показав, що найшвидшою шиною стала оброблена і наповнена герметиком - Specialized S-Works Turbo Tubeless Light.

Дивно бачити, що виробником чотирьох з п'яти лідируючих протестованих велосипедних покришок був Specialized. Але також варто зауважити, що всі п'ять моделей однотипного дизайну. Всі вони схожі з 25-ти міліметрової Continental GP 4000 S II з протектором Black Chili, яка була однією з найбільш продаваних у світі шин вищого класу протягом багатьох років. І що найцікавіше, що ця шина була створена інженерами, які в даний час працюють в компанії Specialized.

Наша таблиця

Тут Ви можете побачити нашу класифікацію протестованих 34-ох покришок по порядку. У таблиці вказані порядковий номер, назва, тип, ширина в мм, вага в гр, щільність плетіння каркаса, яка позначається числом ниток на дюйм, внутрішнє покриття, ціна і вати.

Тестували ми з силою, яку вимірювали в ватах, якої вимагає темп 40 км / год. Показання дані для однієї покришки, тобто, щоб дізнатися показники для двох - їх треба множити. Але це тільки якщо Ви не Пітер Саган - словацький велогонщик, який витворяє дивовижні речі на одному колесі.

умови тестування

У лабораторії Wheel Energy є спеціальна установка, з барабаном - діаметром в 120 см - яка має різні змінні поверхні. Наприклад, щоб зімітувати звичайну асфальтову дорогу, вони використовують поверхню з алмазним покриттям з малюнком як на сходах металевих сходів.

Шини ми брали різної ширини від 22 до 26 мм, включаючи клінчерниє, трубчасті покришки (з англ. Tubular, далі по тексту - трубка) і безкамерні покришки. При цьому для вірності кожну накачали до показника 116 psi, додали навантаження в 50 кг, швидкість кочення - 40 км / год. А для симуляції повсякденного використання коліс ми використовували камери: 70 грамові Bontrager XXX Latex Tubeі 95 грамові звичайні, більш дешеві, бутилові камери. А безкамерні Велопокришка наповнили на 25 гр герметиком Bontrager TLR.

Всі стандартні клінчерниє покришки ми ставили на обода Mavic Ksyrium Super Light, а безкамерні - на Fulcrum Racing 1 wheels.

Wheel Energy мають строгий протокол калібрування, за яким вони обіцяють забезпечувати точність показань з максимальним відхиленням в +/- 0,15 ват. В цей процес входить запуск апаратури за 12 годин до початку випробувань, доставка барабана і стабілізація температури повітря в приміщенні за стандартом. Також лаборанти проводять три тести для вимірювання показників з контрольними покришками, для перевірки налагодженої роботи техніки. І на завершення, кожна покришка пробігає на барабані по 10 хвилин, перед тим як лаборанти починають знімати показання (10 хвилин потрібні для того, щоб шина прогрілася, села на обід і виробила чітке внутрішнє напруження). Так що процедура калібрування передбачає максимальну швидкість тестування - 2 покришки на годину.

Рідко, але бувають випадки, коли Wheel Energy знаходять між показаннями тестів двох різних покришок однієї моделі різницю 0.1 або 0.2 вата. Виходячи з цього, для точності показника, ми тестували дві покришки однієї моделі і брали середній показник двох випробувань. Тому на одну модель у нас йшов цілу годину.

Значення складу покришки

Склад шини - це неточна наука змішування різних органічних полімерів і, найчастіше, неорганічних складових. Все настільки невизначено, тому як компанії, які виробляють покришки, дбають, щоб формула їх складу залишалася в таємниці.

Не секрет, що один з варіантів зниження середнього показника витрат на бензин в автомобілях - це використання коліс з хорошим накатом. Зрозуміло також і те, що виробники покришок працюють над тим, щоб автомобілісти купували саме їх шини. Для цього вони вводять до складу шин більший відсоток синтетичних складових у вигляді кремнію, адже він знижує показник опору коченню, але при цьому не впливає на зчеплення з дорожнім покриттям. Плюс кремнію і в тому, що він знижує в гумі внутрішнє тертя. Це пояснюється тим, що для зміни форми гуми теж потрібні витрати енергії, адже спочатку потрібна енергія для того щоб деформувати гуму, а після для того, щоб назад повернути їй колишній вигляд. Якраз цим пояснюється ефект згасаючих стрибків гумового м'яча.

крива гістерезису

Розглянемо графік. На ньому проілюстровано співвідношення складу покришки і сили, яка впливає на неї, як під час звичайного її використання. При зростанні навантаження нова покришка зазвичай не поспішає реагувати і лише в певний момент вона прогинається під впливом сили. Коли вантаж прибирають з шини, вона природним чином повертає колишню форму.

Така затримка в реакції на зовнішній вплив називається гістерезис (запізнювання), в зв'язку, з чим графік виглядає як на малюнку ↓. Величина витраченої енергії дорівнює ділянці в центрі «петлі гистерезиса». Чим швидше складу покришки, тим ця ділянка петлі менше. Чим менше петля, тим швидше велошіни.

Яку роль зіграв склад шини в випробуванні?

Це добре видно на прикладі двох лідируючих покришок, за іронією долі, вони обидві одного бренду. Наш срібний призер - 24-ох мм Specialized Turbo Cotton - під час випробування постійно показував похибка в округленні, але дивлячись на показник лідера таблиці, його похибка не грала ніякої ролі, адже лідер - 26-і мм S-Works Turbo Tubeless Light - в будь-якому випадку був на 3 вата швидше.

Turbo Cotton - це комбінація складових покришки і її виконання. У графі складу Specialized пише Gripton, але що це за комбінація складових невідомо. За ідеєю склад матеріалу покришки залежить від моделі і цілі її застосування. Turbo Cotton - єдина покришка в верхній частині сторінки з шириною менше 25-ти мм. Щоб бути найшвидшою (тобто мати найменший центр петлі гистерезиса) Gripton розміщують в центрі протектора. А до складу плечової зони входять полімерні компоненти з великим показником гістерезису, щоб зберігати зчеплення навіть з вологою дорогою.

Латексна просочення еластичного і необробленого бавовняного каркаса покришки з щільністю 320-TPI гарантує низький гістерезис. Каркас з нейлону або поліестеру, оброблений під високою температурою, має більший гистерезис, а отже, і більш високі витрати енергії.

Так що Turbo Cotton - це найшвидша клінчерна покришка нашого тесту, і при цьому вона може похвалитися відмінним зчепленням плечової зони. Адже навіщо взагалі швидкість без можливості її контролювати !?

Що ж з приводу 26-ти мм S - Works Turbo Tubeless Light, то її складові це: легка боковина з обробленого нейлону з щільністю 180 TPI і гріптоновим протектором з низьким опором коченню. Все це, на додачу до нульового тертя з відсутньою внутрішньої камерою, і допомогло зайняти найвищу позицію в таблиці класифікації.

Варто звернути увагу, що першими продуктами, які виробляла компанія Specialized, були саме покришки, і зараз на протязі декількох років компанія вклала значні інвестиції в поліпшення ряду моделей. Додатково Specialized найняли двох німецьких інженерів - Вольфа Ворма Вальді дослідника і розробника шин і Вольфганга Аренца фахівця за складом гуми - які раніше працювали на німецьку компанію Continental.

«Зона протектора - це місце, де покришка отримує найбільшу виразну деформацію» - говорить Ворм Вальді. «Якраз там і проявляється опір коченню. Саме ця зона нас цікавить при роботі над складом гуми ».

Гнучкий каркас зменшує опір коченню, але не компенсує поганий склад

Всі шини мають кілька шарів ниток, які утримують всі ділянки покришки разом. Два шару ниток, які лежать поперек - вважаються одним шаром. Каркас шини має свою щільність, яка вимірюється в TPI (threads per inch - пров. Ниток на дюйм) на шар.

Однак, порівнювання TPI це не просто порівняння кількості ниток. Хоча і має бути таким, але в Continental вважають інакше, що ускладнює порівняння TPI їх покришок і покришок інших виробників. Щоб порахувати TPI покришок Continental нитки всіх шарів одного листа підсумовують. Наприклад, каркас шини GP 4000 S II, в якій по стандартному підрахунку 165- TPI, у Continental виходить 330 TPI. Це вводить в оману і, насправді, не має сенсу, тому як, очевидно, що показник зростає, а з ним і уявлення про те, що шина дуже жорстка (в таблиці ми вказували все TPI за загальноприйнятими стандартами), адже чим більше TPI, тим менше гнучка покришка.

Але також наш тест показав, що і покришки з високим TPI можуть бути швидкими. Наприклад, Turbo Cotton від Specialized з TPI 320 (показник розрахований за загальноприйнятими стандартами) і ще одна з п'ятірки лідерів - Zipp Tangente Speed ​​- гарний тому приклад.

Незважаючи на показники, інші безкамерні шини від Vittoria, Veloflex і Challenge стоять в таблиці нижче. Чому так? Ми припускаємо, що тут все залежить від складу самої шини, який в даному випадку поступається складу лідируючих покришок. Навіть в межах однієї компанії різні моделі шин можуть мати абсолютно різні склади. Наприклад, Challenge Elite з бавовняно поліестерної боковиной і щільністю в 265- TPI не така гнучка як Challenge Criterium з щільністю 320- TPI з бавовни, а також вимагає витрати енергії на 4 вата більше з тієї ж самої шириною. Дійсно, тут поясненням може бути лише склад шини.

Трубка необов'язково має більш низький опір коченню

Чесно кажучи, ми очікували, що покришки трубки матимуть низький опір коченню, так як у них немає всередині камери, яка зазвичай тертям з покришкою піднімає показник опору коченню. І з одного боку мали рацію, адже лідер таблиці - покришка трубка. Однак в цілому наше випробування показало, що трубки і клінчерниє шини мають приблизно однаковий показник опору коченню, за винятком ідеальної поверхні, по якій ми запускали колеса, але таку не зустрінеш в реальних умовах.

По нерівній поверхні, де ймовірність проколоти колесо підвищується, трубка - це досить привабливий варіант, особливо, коли вона наповнена герметиком, нехай при цьому вона поступається за швидкістю. Наприклад, 25-ти мм клінчера Schwalbe ONE з латексної камерою має, по суті, таке ж опір коченню, як і 25-ти мм трубка Schwalbe ONE. Це пояснюється тим, що у трубки повинні бути більш товсті стінки каркаса, щоб тримати тиск повітря. Тому і вага у них приблизно такий же, як і у клінчерниє шин з камерою.

Співвідношення: тиск / швидкість

Багато велосипедистів зациклюються на тиску повітря в колесі. Але як виявляється, для покришок високої якості це питання насправді не такий вже і важливий. При цьому низькоякісний каркас буде гальмувати в будь-якому випадку, незалежно від правильності тиску в шині. Плюс низького тиску в покришці в тому, що вона стає м'якше і з'їдає нерівності дорожнього покриття. Хоча при цьому тиск від 109 до 73 psi з'їдає додатково і за 5 ватт енергії на кожну покришку.

В принципі все логічно, адже чим менше тиск в шині, тим менше вона накачана і тому більшу ділянку протектора стосується дороги. Для доказу хлопці з Wheel Energy випробували покришку з параметрами 700х23, яку накачали до 112 psi і додали навантаження силою в 50 кг: при цих умовах покришка залишила слід довжиною в 75 мм. Слід тій же шини в тих же умовах, тільки з тиском 84 psi був довший на 7 мм, відповідно - 82 мм.

Варто пам'ятати також і про внутрішнє тертя з камерою, яка збільшується при втраті пружності покришки. Тому для швидкості важливо високий тиск в колесах. Wheel Energy також провели експеримент на барабані з гладкою поверхнею з 22 мм трекової бескамеркой, яку поступово накачували - від 101 psi до 203 psi - в результаті чого поступове зростання тиску збивало показник опору коченню, що в черговий раз доводить вплив високого тиску на швидкість шини.

На барабані з грубою поверхнею покришка з більш низьким тиском показала себе краще, адже низький тиск це більш м'яка шина, відповідно вона з'їдає нерівності дороги. Власне це схоже на суперечку про ресори, де підвіска робить автомобіль швидше на нерівній дорозі, тому як, чим менше опір при зустрічі з кожним горбком, тим менше енергії витрачається на утримання швидкості.

Але який тиск все ж найкраще для поверхні, по якій Ви плануєте їхати? Це залежить від типу покришки, на якій Ви збираєтеся їхати. Так, клінчерна необроблена з грубим протектором буде м'якше, ніж тонка жорстка трубка.

Ширше = швидше?

Однією з причин опору коченню в покришці є внутрішнє тертя матеріалів і нерівності дороги, які порушують рівновагу велосипеда й велосипедиста.

Коли справа доходить до внутрішнього тертя, то у широких покришок контакт поверхонь коротше, що, в результаті, менше впливає на деформацію. При однаковому тиску, зона контакту залежить також і від ваги навантаження на велосипед. При стабільних показниках тиску в колесах і ваги навантаження на велосипед, зона контакту буде та ж сама. Більш широка і коротка зона контакту, яка не має особливо помітної деформації по вертикалі, означає, що внутрішнє тертя і гістерезис цієї шини незначні.

Широка шина зроблена з тих же матеріалів, що і вузька, покаже рівень кочення через грубу дорозі вище, навіть, незважаючи на її більшу вагу. Це можна пояснити тим, що в широкій менший показник внутрішнього тертя і широка покришка краще амортизує нерівності дороги, про що ми вже говорили вище.

Латексні камери швидше, ніж бутилові

Шина Challenge Elite 25 мм була єдиною, з якою ми провели випробування з камерами двох видів - латексної і бутиловой. Тест показав, що колесо з латексної камерою зажадав на 1.3 вата менше енергії, ніж з бутиловой (латексна - 41.1 ват, бутилова - 42.4 вата). На гладкому барабані різниця була ще більш відчутна - на цілих 3 вата на користь латексної камери (латексна - 27.8 вата, бутилова - 31.0 ват).

Ми припускаємо, що латексна камера показала такий результат, бо вона легша, еластична і щільніше прилягає до каркасу покришки, ніж груба бутиловая.

Підведемо підсумки

Якщо Ви хочете надійності - широкі бескамеркі з герметиком для Вас. Якщо ж проколи не проблема для Вас і Ви не хочете надшвидкості і головних болів з приводу тиску в колесах, то клінчерниє шини з направленим малюнком протектора - то, що Вам потрібно.

Леннард Зінн

Переклад з англ. Валерії Думанецького

Джерело: http://velonews.competitor.com/

Пару слів від veliki. ua

Тест показав, що будь-які показники виробники не вкладали в покришку, лише досвід покаже Вам, що і справді варто брати і для чого саме краще його використовувати. Але необов'язково обкатати всі відомі покришки, щоб підібрати якісну і з гуманної вартості. Просто читайте наші матеріали на сайті veliki. ua і, якщо з'являться питання, то телефонуйте або заходьте до нас в гості на Дегтярівську, 51В, де консультанти з задоволенням поділяться своїми знаннями та порадять найбільш підходящий варіант;)