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大家好,歡迎大家收看新一期的單車基械匠。 我們的直覺(jué)告訴我們,帶有不同圖案花紋的輪胎會(huì)在潮濕的路面上不那么容易打滑,但實(shí)際情況是否如此呢?在本文中,我們將通過(guò)搜集到的資料來(lái)研究一下影響公路車抓地力的因素都有哪些。 在對(duì)公路車輪胎的快速瀏覽中,我們會(huì)發(fā)現(xiàn),一些公司偏愛(ài)帶有花紋的輪胎,一些公司則會(huì)避開(kāi)花紋,而有些公司則會(huì)雙管齊下。那些針對(duì)競(jìng)賽的輪胎則會(huì)更加的傾向于使用光滑的胎面,而通常偏向于訓(xùn)練和通勤的輪胎具有胎花的型號(hào)則會(huì)更加的多。 對(duì)于越野騎行來(lái)說(shuō),胎面上的胎花無(wú)論多么的為妙,都會(huì)比光滑的輪胎更加具有抓地力,因?yàn)樗黾恿溯喬サ谋砻娣e,并允許輪胎通過(guò)變形來(lái)獲得更好的抓地力。不過(guò)當(dāng)把這樣的情況放在公路車上時(shí),影響就要小的多。 在公路上獲得抓地力 時(shí)間回到1997年,Jobst Brandt寫了一篇關(guān)于公路自行車輪胎抓地力的文章,并完全否定了輪胎表面花紋作用的重要性。他的主要論點(diǎn)是,當(dāng)表面比輪胎更硬時(shí),那么胎面上的花紋就不會(huì)留下痕跡,也就是說(shuō)無(wú)法通過(guò)增加輪胎和地面之間的接觸面積以獲得更大的抓地力。(想象帶有花紋的輪胎形式在松軟的地面或者碎石路面,胎花可以比光面輪胎具有更多的接觸面積。) 最終,放在公路車上的花,輪胎的抓地力取決于輪胎和地面接觸的面積和質(zhì)量(和輪胎材質(zhì)有關(guān)系)。當(dāng)整個(gè)輪胎和公路接觸變形時(shí),并不需要通過(guò)胎花來(lái)獲得更好的抓地力。這就是輪胎壓力,編制層密度,橡膠成分的配比和輪框以及輪胎寬度都要比輪胎胎花更重要的原因。 輪胎壓力 輪胎的壓力會(huì)很大的左右輪胎的性能,這點(diǎn)對(duì)于騎過(guò)自行車的人都因該有過(guò)感受,當(dāng)胎壓過(guò)低時(shí),輪胎會(huì)形變更大,滾動(dòng)會(huì)更加的費(fèi)力;另外低胎壓還會(huì)帶來(lái)輪胎損壞。所以,尤其在公路車上,帶來(lái)的后果就是存在大范圍的胎壓過(guò)高的問(wèn)題(并不是超過(guò)輪胎指定壓力,而是超過(guò)自己適用范圍的壓力)。雖然有研究表明了滾動(dòng)阻力會(huì)隨著較高的胎壓而降低,但是這樣帶來(lái)的后果是輪胎形變更小,從而也讓抓地力降低了。 我們很難去界定你的輪胎具體需要多高的胎壓。因?yàn)檫@不僅和輪胎上標(biāo)注的輪胎工作范圍有關(guān),還和車手和使用的環(huán)境有關(guān),所以輪胎上的壓力給定了范圍,你要做的就是在不出圈的情況,視情況而定。 不過(guò),關(guān)于胎壓還是有一些相關(guān)研究的,比如之前文章里提到過(guò)的,理想的胎壓范圍是在全重狀態(tài)下,輪胎形變15%,而維多利亞(Vittoria)也開(kāi)發(fā)一款同樣考慮騎行條件的應(yīng)用程序幫助設(shè)定胎壓。 自行車外胎的上的TPI值(編制層密度) 柔軟的外胎可以帶來(lái)更好的抓地力,因?yàn)樗菀鬃冃尾⑶铱梢愿焖俚幕謴?fù)形狀,滾動(dòng)阻力也可以保持最小。自行車外胎的柔軟度通常和編制層密度有關(guān)(TPI表示每平方英寸的纖維數(shù)量),隨著密度的增加,纖維會(huì)變得更細(xì),更細(xì)的纖維會(huì)更加的靈活,但是更高的TPI也并不能保證輪胎柔軟的唯一標(biāo)準(zhǔn)。 橡膠化合物 用于胎面的橡膠對(duì)于輪胎具有深遠(yuǎn)的影響,著無(wú)關(guān)胎花的形狀。理想的橡膠化合物可以保持輪胎的柔軟性,同時(shí)又具有足夠的彈性以抵抗磨損和防刺。但是很不幸的是,增加的彈性往往是以重量,柔軟度和滾動(dòng)阻力為代價(jià)的。 雖然對(duì)于公路車輪胎的橡膠來(lái)說(shuō)有一些特殊配方,但是它還是包含在輪胎制造范圍內(nèi)的。 輪胎和輪框?qū)挾?/span> 關(guān)于最近幾年輪胎越來(lái)越寬的趨勢(shì)(大于25C)來(lái)說(shuō)有一個(gè)很大的原因:因?yàn)楦鼘挼妮喬H需更低的胎壓,因此可以提供更多的舒適性,更大的接觸面積和跟大的抓地力,但是矛盾的是,它還具有更低的滾動(dòng)阻力。而且在決定使用更寬的輪胎時(shí),你需要考慮的主要因素就是你的剎車和車架之間是否還有足夠的寬度。 膨脹的輪胎會(huì)受到輪框?qū)挾龋ɑ蛘呤莾?nèi)寬也叫胎床寬度)的影響,這會(huì)讓安裝在更窄的輪框上的更寬的輪胎變得更窄,反過(guò)來(lái)也是一樣。會(huì)讓安裝在寬輪框上的窄輪胎變得更寬。因此,更寬的輪框給輪胎帶來(lái)許多有點(diǎn),比如更低的胎壓,更舒適和更好的抓地力,以及可能更低的滾動(dòng)阻力。 不要忘記內(nèi)胎 乳膠內(nèi)胎會(huì)比丁基內(nèi)胎更加的柔軟,如果不考慮氣密性,會(huì)是內(nèi)胎的首選材料,因?yàn)樗档土溯喬サ臐L動(dòng)阻力。與此同時(shí),因?yàn)槿槟z可以保證外胎更加柔軟,所以乳膠還能保證更好的抓地力,盡管可能收益甚微。 濕滑路面 一旦開(kāi)始下雨,輪胎的牽引力和抓地力就會(huì)受到極大的挑戰(zhàn)。幾乎每個(gè)公路車選手都擔(dān)心光滑的輪胎會(huì)比帶有花紋的輪胎更容易受到在這種潮濕光滑路面的影響。然而,幾乎沒(méi)有證據(jù)表明帶有胎花的輪胎改善了公路車在潮濕地面的抓地力。 公路車輪胎由于其圓形輪廓本身就已經(jīng)非常有效的進(jìn)行排水,因此這也是開(kāi)頭Jobst Brandt認(rèn)為不需要胎花的原因。對(duì)輪胎制造廣泛的調(diào)查也證明了這個(gè)觀點(diǎn),盡管游戲人認(rèn)為通過(guò)胎面的花紋可以獲得一些邊際收益。 如上所述,當(dāng)輪胎胎花的提供的變化和整個(gè)輪胎形狀提供的變量相比就顯得微不足道了。因此,在雨中改善公路車抓地力的最佳策略是降低胎壓(10-20psi)。并且無(wú)論胎面是否是光滑的,使用更寬的輪胎或者輪框都可以提供更大的接觸面積,從而獲得更大的抓地力。 胎花會(huì)帶來(lái)更多的滾動(dòng)阻力 Jobst Brandt還在文章里說(shuō),胎面花紋有可能會(huì)增加輪胎的滾動(dòng)阻力,因?yàn)樗鼤?huì)抑制輪胎讓露臺(tái)和地面的接觸時(shí)間更長(zhǎng)。實(shí)際上,在Al Morrison的滾動(dòng)阻力數(shù)據(jù)庫(kù)中許多表現(xiàn)好的輪胎都是沒(méi)有花紋的,雖然有些輪胎上有很細(xì)小的點(diǎn)或者輕微的圖案。不過(guò)在光輪胎表面添加細(xì)微圖案的效果方面并沒(méi)有準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),可是從總體結(jié)果來(lái)看,沒(méi)有胎花的輪胎確實(shí)會(huì)更快。 輪胎表面的圖案可以改變空氣動(dòng)力學(xué)性能嗎? 最近在瑞士的空氣動(dòng)力學(xué)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)中他們發(fā)現(xiàn),continental grand prix輪胎的胎面花紋影響了其空安裝的輪組的空氣動(dòng)力學(xué)特性,并且反向花紋的性能竟然還優(yōu)于正向方向。
工程師把這種效應(yīng)歸因于“邊界層剝離”,就是說(shuō)帶有特定圖案的輪胎胎面可以幫助空氣流過(guò)車輪。
一些公司已經(jīng)在研究這種現(xiàn)象,比如雷諾的Swirl Lip Generator輪組,通過(guò)在輪款內(nèi)部增加導(dǎo)流槽增加氣動(dòng)性能,Bontrager Aero Wings輪胎通過(guò)設(shè)計(jì)更貼合的輪胎增加邊界層剝離的效應(yīng),還有最熟悉的Mavic的CX01 Techonlory的橡膠邊也是和bontrager一樣的思路。不過(guò)以上這些方法都還是集中在輪胎側(cè)壁和路況上。并沒(méi)有設(shè)計(jì)到輪胎表面的花紋。
Bontrager Aero Wings輪胎
右側(cè)雷諾的Swirl Lip Generator輪組
Mavic的CX01 Techonlory的橡膠邊 美學(xué)目的
也許輪胎表面的花紋最重要的功能就是改善外觀吸引用戶的眼球。獨(dú)特的花紋可以讓輪胎制造商把他們的產(chǎn)品和競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手區(qū)分開(kāi),因此,輪胎花紋設(shè)計(jì)的藝術(shù)性可能比科學(xué)性更高。 總結(jié) 公路車輪胎的抓地力不僅僅取決于胎花。外胎,內(nèi)胎和橡膠化合物的質(zhì)量都很重要,輪胎和輪框的寬度以及騎手使用的胎壓也很重要。胎面花紋有可能改善公路車輪胎的抓地力,但和輪胎的其他方面相比,它只能提供一些邊際增益。 在影響抓地力的變量中,輪胎胎壓是最容易操作的方法。雖然沒(méi)有適合所有車手,輪胎,輪框條件下的理想胎壓,但是每個(gè)車手都可以確定一個(gè)可以提供舒適性和抓地力之間的良好平衡的范圍,并可以更具天氣和路況進(jìn)行微調(diào)。 好了,今天的節(jié)目就到這里了,你會(huì)在不同路況選擇不同的輪胎嗎?你是否會(huì)在潮濕和雨天條件下使用寬的輪胎呢?歡迎在下方留言,我們下期節(jié)目再見(jiàn),單車基械匠,每天給您帶來(lái)更多新奇,好玩,有趣,實(shí)用的單車知識(shí)。 |
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