Что такое сопротивление качению покрышки велосипеда: как улучшить накат байка
Хороший велосипед отличается от некачественного, прежде всего, высокими ездовыми показателями. Накат велосипеда важен не только в профессиональном спорте, но и в любительском катании.
При хорошем накате байк имеет легких ход, райдер меньше устает и преодолевает больший километраж. В сегодняшней статье мы рассмотрим сопротивление качению покрышки и другие факторы, влияющие на ездовые показатели велосипеда.
Что такое сопротивление качению покрышки велосипеда: как улучшить накат байка
От чего зависит накат
Основными факторами, влияющими на показатели наката, являются трение во втулках и сопротивление качению покрышек. Сопротивление качению представляет собой энергию, теряемую при движении покрышки. Причиной такой потери является постоянное изменение формы шины при езде на велосипеде. Резина деформируется под воздействием многих обстоятельств: веса райдера, скорости передвижения и рельефа дороги.
- Сопротивление воздуха. Чем больше скорость передвижения, тем больше сопротивление.
- Геометрия рамы.
- Вес велосипеда и райдера.
- Особенности рельефа дороги. При подъеме в гору велосипед преодолевает градиентное сопротивление.
- Сопротивление трения в узлах байка.
Втулки велосипеда должны быть в исправном состоянии. Следует следить за тем, чтобы крепления элементов были не перетянуты и не ослаблены.
Тип подшипников практически не влияет на накат. Важно, чтобы элементы были в хорошем состоянии и имели подходящую смазку, если конструкция предполагает ее наличие.
Вес райдера на практике влияет на накат только при движении под горку. Часто потери в накате на подъеме легко компенсируются большей скоростью на спуске.
Формула расчета сопротивления качению
Сопротивление качению рассчитывается по следующей формуле:
Pск = (g·cos(tan−1 (G)) · Wкг · Cк) ?
Давайте расшифруем сокращения:
Pск — представляет собой мощность райдера
g — это гравитационная сила
G обозначает градиент дорожного полотна
Wкг представляет собой сумму веса велосипедиста и байка
Cк — это коэффициент сопротивления качению
Понять данную формулу довольно непросто. Однако можно заметить, что мощность напрямую зависит от скорости. Чем большую скорость имеет велосипед, тем больше мощности необходимо, если представить, что все другие параметры неизменны.
От теории к практике
- Диаметр шин.
- Ширина колес.
- Давление в резине.
- Особенности конструкции.
При катании на ровном асфальте высокое давление в шинах позволяет снизить деформацию резины и уменьшают сопротивление качению.
В условиях бездорожья ситуация обратная. Чем ниже давление в шинах, чем ниже сопротивление. Это правило также относится к лесным дорогам из мягкого грунта и покрытиям из гравия. Слабо накаченное колесо в данном случае лучше адаптируется к неровностям дороги. Велосипед меньше погружается в грунт, экономятся силы райдера.
Колеса меньшего диаметра отличаются более высоким сопротивлением качению в условиях одного и того же давления. Деформация резины в таких вариантах пропорционально более высокая.
На величину сопротивления качению оказывает влияние и конструкция колеса. Более гибкие материалы имеют меньше энергии при деформации.
Гладкая колесная резина практически всегда выигрывает, по сравнению с высоким протектором.
Почему спринтеры предпочитают узкие колеса
Узкие шины позволяют райдеру развивать большую скорость, по сравнению с широкими аналогами. Они отличаются меньшим сопротивлением воздуха.
Байк на узкой резине имеет быстрый разгон. Колеса обладают облегченным весом, велосипед становится более подвижным.
Однако данное правило неотделимо от практики. Спринтеры катаются по ровному асфальтовому покрытию. Стандартное катание со скорость около 20 км/ч по неровным дорогам предполагает наличие более широких шин. Такая резина поможет сэкономить силы, благодаря эластичности материала. К тому же покрышки эффективно поглощают удары при преодолении неровностей.
Для города хорошо подойдут сликовые покрышки с гладкой поверхностью. При катании на природе следует отдать предпочтение полусликовым или горным вариантам.
Наличие протектора ухудшает накат велосипеда. Для минимизации данного эффекта при подходящих условиях дороги можно максимально увеличить давление в шинах. Так уменьшится площадь контакта резины с дорогой.
Выбор велопокрышек и давления зависит от рельефа дороги
В среде райдеров все еще живет миф о том, что максимально накаченные колеса подходят для всех типов дорог. Заблуждение легко рассеивается при катании по бездорожью.
Эффективное преодоление пересеченной местности возможно лишь на чуть спущенных маунтинбайк колесах. Такая покрышка «обтекает» неровности, не растрачивая энергию на столкновение с препятствиями.
В условиях грунтовых дорог широкая и мягкая резина обладает наименьшим сопротивлением качению. Именно такие колеса подходят для кросс-кантри, фрирайда или даунхилла.
Правило о том, что широкое пятно контакта тормозит велосипед, справедливо лишь для ровного асфальта.
Большие колеса предпочтительны
При прочих равных условиях крупные колеса имеют лучших накат.
Чем хуже дорожное покрытие, чем больше камней или кочек встречается, тем большими будут преимущества больших колес.
Байки на 29-дюймовых вариантах набирают популярность в загородном катании, так как обгоняют 26-дюймовые велосипеды во всех смыслах.
Как улучшить накат велосипеда с помощью покрышек
Среди множества способов улучшить накат велосипеда наиболее эффективным и очевидным является смена покрышек по нескольким причинам.
1. На многие горные и подобные горным велосипеды производители устанавливают агрессивные покрышки для езды по грязи.
2. Однако так сложилось, что большинство велосипедистов ездят на них по асфальту или парку, где использование таких покрышек неэффективно и лишено смысла.
3. Также многие покупают велосипеды с 29 дюймовыми колёсами, надеясь на улучшение наката, но сталкиваются с тем, что на покрышках с грязевым протектором ездить крайне тяжело.
Выход из ситуаций с «некатучими» велосипедами простой – обратить внимание на покрышки и сделать несколько манипуляций.
2. Типы покрышек, значительно улучшающих накат
2.1. Покрышка для сухого грунта
Если на вашем велосипеде установлены агрессивные покрышки, а в грязь и по размокшему грунту вы предпочитаете не ездить, то установка покрышек, предназначенных для сухого грунта, будет для вас хорошим вариантом.
Ведущие производители покрышек грамотно разрабатывают протектор и состав резины, благодаря чему вы можете на них ехать даже по ровному асфальту с минимальными потерями энергии. В нашей статье «Топ-5 покрышек кросс-кантри для сухой погоды» вы сможете понять, какие покрышки себе поставить. Но если у вас недостаточно финансов на упомянутые там покрышки, воспользуйтесь недорогим вариантом от фирмы Kenda – Kenda Small Bloсk
Они будут иметь минимальное сопротивление качению на твёрдой поверхности, что позволит вам держать среднюю скорость более высокой, чем на большинстве стоковых вариантов. Вдобавок, «Смоллблок» и другие покрышки для сухого грунта очень хорошо катят и держат в поворотах на тропинках, не имеющих асфальта, что логично.
2.2. Полуслик
Если вы чаще ездите на своём велосипеде на работу или по городу, то установка «полусликов» решит проблему страданий при езде по асфальту.
Благодаря тому, что на таких покрышках центральная дорожка гладкая либо с минимальным рисунком, они практически не сопротивляются качению, что позволяет двигаться при той же скорости с приложением меньших усилий. Интересно то, что боковые зацепы как бы немного приподняты, благодаря чему с асфальтом контактирует только гладкая часть. Они начинают вам помогать на тропинках и лесных дорогах с твёрдым грунтом. Немного спустив давление в покрышках, вы позволите грунтозацепам вступить в работу.
2.3. Слик
Покрышка, которая имеет гладкую поверхность, благодаря чему обеспечивает максимальный накат на асфальте и твёрдом ровном грунте. Поверхность может иметь вырезы и дорожки для отвода воды, но есть покрышки, не имеющие абсолютно никаких канавок.
Спасут вас слики, если всё ваше катание концентрируется в городе или за городом по асфальту. Если в вашем городе не очень хороший асфальт, можно ставить слики большей ширины для более комфортной езды по трещинам, ямкам и старому зернистому покрытию. Например, Schwalbe Big Apple
!Лайфхак для владельцев «найнеров». Посадочное место обода под покрышку у 29 и 28 дюймовых колёс по диаметру одинаковое. На «найнере» обода могут быть шире, но покрышки, предназначенные для «гибридов», начиная с толщины 35 мм (маркировки 622х35 либо 700х35С), встанут и на них.
3. Влияние давления воздуха в покрышках на накат
Помимо правильного подбора покрышки, важно подобрать правильное давление. В большинстве случаев рекомендуемое давление начинается от 2.8 атм, что в некоторых условиях чересчур много. Всё зависит от того, где и как вы собираетесь кататься, а также от вашего веса.
1. Асфальт
Здесь всё предельно ясно. Накачиваете покрышку до максимальной границы рекомендуемого давления и катаетесь, не зная проблем как с накатом, так и с пробоями камеры.
2. Твёрдый ровный грунт
Довольно много полевых или лесных дорог вблизи городов имеют гладкое покрытие с плавными ямами и буграми, которые не доставляют дискомфорта. В таком случае покрышку следует накачивать чуть выше среднего значения рекомендуемого давления. Также можно поступать при наличии небольшого количества неровностей в виде корней, кочек, ведь если их немного, они не доставят большого дискомфорта.
3. Неровный грунт
Причин может быть множество: корни, мелкие ямы, «гребёнка» от большого количества автомобилей. В таком случае накачивать покрышки следует по минимальному значению рекомендуемого давления. В особо запущенных случаях с поверхностью дороги допустимо использовать давление ниже минимального.
Но имейте ввиду, что в таком случае значительно повышается риск проколов и пробоев камеры. На некачественных покрышках от излишне низкого давления могут пойти трещинами боковины.
4. Тренировки/соревнования кросс-кантри
Здесь почти всегда используется давление ниже минимально допустимого на покрышке. Несмотря на то, что на хорошо накаченных покрышках вы будете иметь преимущество на прямых участках или на затяжных подъёмах, вы очень много проиграете на технически сложных элементах. Например, при заезде в крутой торчок или при съезде с крутого спуска, изобилующего поворотами
Покрышки должны не только хорошо катить, но и отрабатывать неровности, удерживать вас в поворотах, не проскальзывать на подъёмах. Поскольку такого добра на трассах кросс-кантри навалом, следует подобрать такое давление, на котором вам будет комфортно ехать и при котором вы не будете пробивать покрышку до обода на неровностях.
4. Для чего нужны бескамерные покрышки
Если вы участвуете в соревнованиях по кросс-кантри или просто очень много ездите и вам надоело пробивать или прокалывать камеры, для вас придуман хороший вариант избавиться от большинства проблем – бескамерные покрышки.
Они позволяют держать низкое давление в покрышках, что актуально на гонках, при езде в неблагоприятных погодных условиях, по неровной поверхности, а также зимой.
Для продвинутых. Исследования показывают, что на трении покрышка/камера при езде теряется до 1 ВТ мощности. Если это вам о чём-то говорит, то есть повод задуматься. Проблему потери мощности здесь решает как раз установка покрышек бескамерно.
Правда, не на все обода встанут бескамерные покрышки и для их установки нужны некоторые условия.
1. На ободе, позволяющем установку бескамерных покрышек, должна быть специальная маркировка (tubeless ready, 2bliss и так далее)
2. То же самое должно быть на покрышке. Правда, некоторые производители по умолчанию делают борта своих покрышек пригодными для установки покрышки бескамерно (например, Schwalbe и Continental)
3. Если стенка обода со стороны посадочного места под покрышку не сплошная, то её необходимо проклеивать специальной лентой, закрывающей отверстия для спиц
4. Необходимы специальные ниппели, позволяющие герметизировать отверстие для ниппеля и доставлять воздух в покрышку
5. Герметик. Необходим для герметизации микро отверстий в соединении покрышка/обод, самой покрышки, а также для заклеивания небольших проколов во время движения.
Как улучшить накат велосипеда
Под накатом многие велосипедисты понимают быстрый спуск со склона без использования педалей. Однако это ошибочное понятие. Под накатом подразумевают общее расстояние при затрате одних и тех же сил райдера.
Измеряется он не во время спуска с горы, когда преимущество получает более тяжеловесный велосипед.
Накат определяется скоростью и легкостью разгона. На велосипеде с хорошим накатом легче поддерживать темп езды, проще проехать длительное расстояние.
Велотуризм подразумевает преодоление больших дистанций, например, для оценки красоты пейзажа. Сделать это можно только при хорошем самочувствии. При большой усталости велосипедисту будет не до любования пейзажами. Чтобы велосипедный поход принес удовольствие, требуется 2 критерия.
- Велосипедист должен иметь хорошую физическую подготовку.
- Байк должен иметь хороший накат и быть в исправном состоянии.
Когда велосипед имеет высокий показатель наката, получить удовольствие от путешествия в несколько раз проще. Существует несколько способов, как можно увеличить накат на байке.
Замена покрышек
Одной из самых простых методик увеличения наката считается замена покрышек, объясняется это следующими факторами.
- У большинства населения горные велосипеды начального уровня, на них по умолчанию устанавливаются покрышки для езды по бездорожью, песку и грязи.
- Большая часть велосипедистов предпочитают кататься по асфальтовому покрытию, например, в парках или по шоссе. Покрышки для горного велосипеда на такой местности теряют смысл.
- Некоторые приобретают велосипед с 29 колесами, надеясь на хороший накат. Однако грязевые покрышки не дают насладиться высокими темпами скорости.
Райдеру требуется обратить внимание на резину велосипеда и установить её в соответствии со своим стилем езды.
Для поездок по сухой грунтовой дороге
Если велосипедист не выезжает на размокший грунт и грязь, но катается по бездорожью, данный вариант будет оптимальным.
Производители резины для велосипеда создают покрышки с особенным протектором, также используется другой материал, за счет чего на них можно с комфортом передвигаться и по ровному асфальтовому покрытию. Бюджетным вариантом является резина SmallBlock от производителя Kenda.
Отличительной чертой данной разновидности покрышек считается хорошая степень сопротивления качению, что обеспечит лучший накат. Разновидность SmallBlock хорошо себя чувствует и на сухой грунтовой дороге.
Полусликовые
Если велосипед используется для передвижения по городу, монтирование полусликов значительно упростит процесс езды и избавит от траты лишних сил.
Отличительным признаком является гладкая по центру дорожка, возможен минимальный рисунок. Таким образом сопротивление качению практически отсутствует, что дает возможность передвигаться на байке с меньшими физическими затратами.
Боковые шипы располагаются немного выше, таким образом, во время езды по прямой, дорожное покрытие касается только центральной части. Зацепы начинают действовать только при повороте, например, на тропинке или на твердом грунте. Изменив давление в покрышке можно задействовать грунтозацепы.
Сликовые
Резина с полностью гладкой поверхностью обеспечивает высокий показатель наката на асфальтовом или твердом грунтовом покрытии. На некоторых разновидностях имеются небольшие вырезы для воды.
Слики считаются оптимальным вариантом для передвижения только в городских условиях или по асфальту. При плохом качестве дорожного покрытия профессиональные райдеры советуют установить сликовую резину средней ширины.
Регулировка давления
Для улучшения наката важно правильно подобрать давление в покрышке. Рекомендуемый уровень начинается от 2.8 атмосфер, в некоторых условиях этого будет слишком много. Давление должно определяться в зависимости от типа езды и веса райдера.
Асфальтовое покрытие
В данном случае велосипедисты советуют накачивать камеру до верхнего предела, таким образом удастся снизить вероятность пробоя камеры и увеличить накат.
Ровное грунтовое покрытие
Лесные тропинки около города имеют небольшие бугорки и ямы, не доставляющие большого дискомфорта. В данной ситуации рекомендуется накачивать покрышку чуть выше среднего значения. Аналогично требуется поступать при небольшом количестве корней на тропинках.
Неровное грунтовое покрытие
Причин может быть множество: камни, часто встречающиеся корки и другие факторы. В данной ситуации лучше будет выставить минимально допустимое давление для покрышки. Требуется принять во внимание увеличение риска пробоя камеры. На резине низкого качества при маленьком давлении имеется вероятность трещин на боковинах.
Кросс-кантри
При соревнованиях кросс кантри профессионалы используют давление ниже минимального. Накат теряется, велосипедисту будет труднее передвигаться на ровных участках. Однако райдер выиграет время на технически трудных участках трассы, например, во время спуска с большим количеством резких поворотов.
Задача покрышек заключается не только в обеспечении хорошего наката, также они должны удерживать райдера на поворотах.
Альтернативный вариант для кросс-кантри – использование бескамерных покрышек.
Трансмиссия и амортизация
Популярной разновидностью двухколесного транспортного средства является хардтейл, в процессе езды вилка качается, что снижает накат велосипеда. Таким образом нивелируются физические усилия райдера. Задняя амортизация также негативно сказывается на накате байка из-за раскачивания, к тому же увеличивается вес велосипеда.
Для увеличения наката велосипедистам рекомендуется использовать жесткий тип вилки. Преимуществами является небольшой вес, в частности, карбоновые разновидности. Установив подобную вилку удастся увеличить накат, повысить степень инертности байка.
Карбон считается упругим материалом, амортизационную функцию подобная вилка будет выполнять. Алюминиевые альтернативные варианты имеют больший вес и большую жесткость.
Некоторые мягкие вилки имеют переключатель для блокировки. Также для увеличения максимальной скорости устанавливаются звезды большего диаметра. Однако на накат это не окажет никакого влияния, придется тратить больше сил для разгона.
Посадка райдера
Ещё одна простая методика увеличить накат велосипеда. Профессиональные велосипедисты устанавливают вынос руля максимально низко, тем самым улучшая аэродинамичность во время езды. В магазинах можно найти специальные лежаки, монтирующиеся на руль велосипеда. Верхние конечности по высоте располагаются на одном уровне с сидением.
Другие особенности
На уровень наката влияет также размер колеса. Чем больше диаметр – тем проще поддерживать скорость, однако первоначальный разгон будет труднее. Большие колеса обладают большим преимуществом на неровной дороге, так как меньше теряют темп.
На динамику разгона также влияет геометрия велосипеда. Чем ровнее верхняя труба – тем лучше накат, повышается устойчивость на асфальтовом покрытии. Недостатком считаются плохие показатели по неровному покрытию.
Если райдер заметил резкое ухудшение наката – настоятельно рекомендуется проверить состояние втулок.
Выполнив все вышеописанные рекомендации, удастся значительно увеличить накат байка.
Тема: Влияние ширины покрышки на накат
Влияние ширины покрышки на накат
Прошу прощения за детский вопрос, но все же. Как влияет ширина покрышки на накат? =)
По асфальту пятно контакта должно быть примерно одинаковое, сила трения одинаковая, если не брать в расчет влияние, которое оказывает ширина покрышек. Что-то подсказывает, что катить лучше будет более тонкая, но почему? Неужели только из-за массы и чуть меньшего аэродинамического сопротивления?
На песке понятно — более узкая покрышка будет сильнее проваливаться и грести. Но интересуют именно твердые поверхности.
Вопросам задался в контексте выбора нужной ширины для швальбы супрем.
- Просмотр профиля
- Сообщения форума
- Личное сообщение
- Записи в дневнике
- Просмотр статей
- Просмотр профиля
- Сообщения форума
- Личное сообщение
- Записи в дневнике
- Домашняя страница
- Просмотр статей
Сообщение от prizzrak
- Просмотр профиля
- Сообщения форума
- Личное сообщение
- Записи в дневнике
- Просмотр статей
- Просмотр профиля
- Сообщения форума
- Личное сообщение
- Записи в дневнике
- Просмотр статей
Сообщение от citozus
- Просмотр профиля
- Сообщения форума
- Личное сообщение
- Записи в дневнике
- Просмотр статей
- Просмотр профиля
- Сообщения форума
- Личное сообщение
- Записи в дневнике
- Просмотр статей
Сообщение от citozus
жирным выделил неверный вывод.
трение резины об асфальт не влияет на сопротивление качению, оно влияет только на эффективность разгона и торможения. при качении сила трения, конечно, есть, только она не выполняет никакой работы, а значит, не расходует кинетическую энергию. она расходуется на другое. но вот на что именно? мне самому интересно.
швальба вон рассматривала этот вопрос и была даже какая-то статья на эту тему. так у них там получилось, что чем шире покрышка, тем меньше у нее сопротивление качению при постоянном давлении.
———- Добавлено в 22:37 ———- Предыдущее сообщение было в 22:35 ———-