Про колёса.
Уже давно мыслю поменять колеса. Сначала казалось, что заменив их на более легкие, получится существенно экономить энергию. Есть в этом смысл или нет, каждый решает для себя сам. Я лишь выскажу свои соображения на сей счет, но ни в коей мере не претендую на истину.
Сейчас больше беспокоит тех.состояние колес, ведь 4 полных сезона откатал на них. Внутри втулок видны признаки износа, на ободах восьмёрки, ресурс трещётки не бесконечен, родная резина существенно износилась, да и асфальтовую пора менять. К тому же, в прошлом году самостоятельно правил заднее колесо, в процессе чего сделал только хуже. Пришлось тогда полностью его разобрать, а затем собрать заново. Собственно, есть ощущение, что собрал не правильно, ведь ни опыта, ни инструментов не было. Мало того, еще и грани у ниппелей сорвал, не каждую спицу теперь можно протянуть. Несмотря на это, впоследствии, колесо отходило два сезона и, даже, ни одной спицы не лопнуло. Тем не менее, хотелось бы его поменять. А еще лучше оба и резину заодно.. но это я губу уже раскатал. С текущим курсом доллара особо не разгуляешься, но не об этом разговор.
Итак, что представляет из себя колесо? Собственно, это объект вращающихся вокруг оси масс или, по другому, маховик, способный накапливать в себе энергию. Сколько колесо её получит, столько и отдаст. Что бы накопить в себе эту энергию, нужно сначала её получить. Механизм всем известен. Посредством мускульной силы, через педальный привод у колеса возникает крутящий момент. Как это происходит и какие силы действуют, сейчас не важно. Главное, что в процессе этого на колесо оказывают влияние некие факторы.
Пожалуй, стоит начать с так называемого момента инерции. Он возникает каждый раз, когда меняется скорость и может действовать как по ходу движения (замедление) так и против (разгон). Инерция вращения зависит от радиуса и массы колеса, прежде всего, его крайней части. Чем колесо больше/тяжелее и чем быстрее/чаще нужно его раскручивать, тем значительнее расход энергии.
Раскрутив подобное колесо, оно запасёт в себе больше энергии, после чего сможет дольше её отдавать. Помимо того, считается, что большое колесо обладает меньшим сопротивлением трению качения. Оно зависит от веса, диаметра, скорости, ну и состава/структуры резины, разумеется. В процессе движения, она деформируется/нагревается и происходит это с постоянными затратами энергии. На самом деле, вопреки распространенному мнению, разница между зубастой резиной и асфальтовым сликом, в плане трения качения, не так уж велика, как может показаться. Для примера, возьмём некий усреднённый МТБ велосипед и попеременно оснастим его тремя типами покрышек:
- злой, зубастой.
- туристической, дорожной, типа как у меня сейчас.
- шоссейным сликом средней толщины.
Давление во всех случаях максимально допустимое. Вес велосипеда (включая резину) 15 кг, мой вес 80, общий составит 95 кг. Посадка стандартная для этого велосипеда. Теперь, в безветренную погоду, при температуре +20, разгоним эту систему по ровной дороге с хорошим, твердым, покрытием до некоторых скоростей и посмотрим, сколько после этого будет тратиться мощности исключительно на преодоление трения качения.
[Трение качения:]
Как видно из графика, зависимость развиваемой мощности линейная. Чем выше скорость и масса (на графике не видно), тем больше соответствующее сопротивление. Если прямо сравнить зубастую резину с туристической, то окажется, что зубастая съедает аж на ~60% больше энергии на любых скоростях. Какой ужас! :-) Тоже самое наблюдается и при сравнении туристической со сликом. А если сравнить с ним зубастую, то расходы энергии окажутся аж в два с лишним раза больше. Только не нужно делать поспешных выводов ;-) Предлагаю посмотреть следующий график. На нем отображены приблизительные затраты мощности на преодоление всех основных сопротивлений, включая трение качения (для зубастой резины данных нет, к сожалению).
[Развиваемые мощности:]
Можно вычесть отсюда рассчитанное ранее трение качения и станет видно, какую часть занимает это сопротивление. Получается, на низких скоростях оно явно выделяется на фоне общих расходов мощности. Однако, с ростом скорости влияние на затраты энергии значительно снижается и начиная с ~15 км/ч. преобладает уже сопротивление воздуха. На скоростях выше 30 км/ч. трение качения может составлять 20 и менее процентов от общей развиваемой мощности. Так что резина далеко не самый важный фактор. Как показывает график, разница между сликом и зубастой, на высокой скорости, всего 40 Ватт. В то время, как общая развиваемая мощность, с этой резиной и на той же скорости, может составлять 400 и более Ватт. Снижение сопротивления воздуху привнесет гораздо больше в общий вклад экономии энергии, но это уже другая тема.
Что касается непосредственно веса колеса, то помимо момента инерции, этот фактор может сказываться на подъёмах. Однако, в подобных условиях не важно, где будет лишний килограмм - на колесе или пузе. Справедливости ради, стоит отметить, что облегчение веса колеса даст больше (с формулами), чем аналогичное снижение веса любого другого компонента. Все из-за того самого момента инерции. Только навряд ли обычный любитель сможет почувствовать разницу, ведь существенно уменьшить вес колес не получится. Можно скинуть килограммчик-другой между бюджетным и хорошим уровнем, но на общих затратах энергии это не сильно скажется.
На мой взгляд, замена колес на тонкие/легкие с узкими сликами не принесет ожидаемых улучшений. По крайней мере, для условий гористой местности это не сильно актуально, у нас средние скорости редко превышают 20 км/ч, а резко и часто разгоняться нет необходимости. В спорте высших достижений даже десяток-другой сэкономленных Ватт, вероятно, могут сыграть свою роль, но для любительских заездов особого смысла не вижу. На мой взгляд, нужно приобрести качественные колеса среднего уровня и не заморачиваться. А если заморачиваться, то менять не только их, но об этом, возможно, как-нибудь в другой раз.
Сейчас смотрю в сторону ободов mavic xm 419. Изначально, посматривал в сторону 7xx серии, там сплав алюминия какой-то специальный, якобы прочности добавляет. Но если подумать, нафига она нужна на асфальте, эта повышенная прочность? К тому же, в случае серьёзных нагрузок, такой обод не гнётся, а трескается. Поэтому, пусть лучше он будет слегка пластилиновый, но его хоть выправить можно при необходимости. Втулки планирую брать хорошие, но без промышленных подшипников, т.к. смысла в них для асфальта, опять же, не вижу. Главное, что бы защита от пыли/влаги была. На переднем колесе сейчас установлена какая-то втулка от формулы, по-виду очень похожа на эту. Между ТО смазка в ней остаётся чистой и в достаточном количестве. Полагаю, у шимановских с этим делом полный порядок. Спицы 2-мм будут, не баттированые, с латунными ниппелями и вот такая резина для асфальта. Цена существенная, но оно того стоит. Ресурс у подобной резины хороший, на пару активных сезонов точно хватит. Кассету переставлю старую, она всего 7 тысяч отходила, еще послужит. Сборку колеса оставлю за спецами с сайта, где планирую приобрести комплектующие. Там, говорят, не плохо собирают и будет возможность проверить эти рекомендации. В преддверие Нового Года заказ делать не стал, дабы посылка не потерялась в лабиринтах почты России. Может, в январе, после праздников, решусь его оплатить, если курс доллара немного опустится. Как раз, сделаю себе подарок на день рождения..
Сейчас больше беспокоит тех.состояние колес, ведь 4 полных сезона откатал на них. Внутри втулок видны признаки износа, на ободах восьмёрки, ресурс трещётки не бесконечен, родная резина существенно износилась, да и асфальтовую пора менять. К тому же, в прошлом году самостоятельно правил заднее колесо, в процессе чего сделал только хуже. Пришлось тогда полностью его разобрать, а затем собрать заново. Собственно, есть ощущение, что собрал не правильно, ведь ни опыта, ни инструментов не было. Мало того, еще и грани у ниппелей сорвал, не каждую спицу теперь можно протянуть. Несмотря на это, впоследствии, колесо отходило два сезона и, даже, ни одной спицы не лопнуло. Тем не менее, хотелось бы его поменять. А еще лучше оба и резину заодно.. но это я губу уже раскатал. С текущим курсом доллара особо не разгуляешься, но не об этом разговор.
Итак, что представляет из себя колесо? Собственно, это объект вращающихся вокруг оси масс или, по другому, маховик, способный накапливать в себе энергию. Сколько колесо её получит, столько и отдаст. Что бы накопить в себе эту энергию, нужно сначала её получить. Механизм всем известен. Посредством мускульной силы, через педальный привод у колеса возникает крутящий момент. Как это происходит и какие силы действуют, сейчас не важно. Главное, что в процессе этого на колесо оказывают влияние некие факторы.
Пожалуй, стоит начать с так называемого момента инерции. Он возникает каждый раз, когда меняется скорость и может действовать как по ходу движения (замедление) так и против (разгон). Инерция вращения зависит от радиуса и массы колеса, прежде всего, его крайней части. Чем колесо больше/тяжелее и чем быстрее/чаще нужно его раскручивать, тем значительнее расход энергии.
Раскрутив подобное колесо, оно запасёт в себе больше энергии, после чего сможет дольше её отдавать. Помимо того, считается, что большое колесо обладает меньшим сопротивлением трению качения. Оно зависит от веса, диаметра, скорости, ну и состава/структуры резины, разумеется. В процессе движения, она деформируется/нагревается и происходит это с постоянными затратами энергии. На самом деле, вопреки распространенному мнению, разница между зубастой резиной и асфальтовым сликом, в плане трения качения, не так уж велика, как может показаться. Для примера, возьмём некий усреднённый МТБ велосипед и попеременно оснастим его тремя типами покрышек:
- злой, зубастой.
- туристической, дорожной, типа как у меня сейчас.
- шоссейным сликом средней толщины.
Давление во всех случаях максимально допустимое. Вес велосипеда (включая резину) 15 кг, мой вес 80, общий составит 95 кг. Посадка стандартная для этого велосипеда. Теперь, в безветренную погоду, при температуре +20, разгоним эту систему по ровной дороге с хорошим, твердым, покрытием до некоторых скоростей и посмотрим, сколько после этого будет тратиться мощности исключительно на преодоление трения качения.
[Трение качения:]
Как видно из графика, зависимость развиваемой мощности линейная. Чем выше скорость и масса (на графике не видно), тем больше соответствующее сопротивление. Если прямо сравнить зубастую резину с туристической, то окажется, что зубастая съедает аж на ~60% больше энергии на любых скоростях. Какой ужас! :-) Тоже самое наблюдается и при сравнении туристической со сликом. А если сравнить с ним зубастую, то расходы энергии окажутся аж в два с лишним раза больше. Только не нужно делать поспешных выводов ;-) Предлагаю посмотреть следующий график. На нем отображены приблизительные затраты мощности на преодоление всех основных сопротивлений, включая трение качения (для зубастой резины данных нет, к сожалению).
[Развиваемые мощности:]
Можно вычесть отсюда рассчитанное ранее трение качения и станет видно, какую часть занимает это сопротивление. Получается, на низких скоростях оно явно выделяется на фоне общих расходов мощности. Однако, с ростом скорости влияние на затраты энергии значительно снижается и начиная с ~15 км/ч. преобладает уже сопротивление воздуха. На скоростях выше 30 км/ч. трение качения может составлять 20 и менее процентов от общей развиваемой мощности. Так что резина далеко не самый важный фактор. Как показывает график, разница между сликом и зубастой, на высокой скорости, всего 40 Ватт. В то время, как общая развиваемая мощность, с этой резиной и на той же скорости, может составлять 400 и более Ватт. Снижение сопротивления воздуху привнесет гораздо больше в общий вклад экономии энергии, но это уже другая тема.
Что касается непосредственно веса колеса, то помимо момента инерции, этот фактор может сказываться на подъёмах. Однако, в подобных условиях не важно, где будет лишний килограмм - на колесе или пузе. Справедливости ради, стоит отметить, что облегчение веса колеса даст больше (с формулами), чем аналогичное снижение веса любого другого компонента. Все из-за того самого момента инерции. Только навряд ли обычный любитель сможет почувствовать разницу, ведь существенно уменьшить вес колес не получится. Можно скинуть килограммчик-другой между бюджетным и хорошим уровнем, но на общих затратах энергии это не сильно скажется.
На мой взгляд, замена колес на тонкие/легкие с узкими сликами не принесет ожидаемых улучшений. По крайней мере, для условий гористой местности это не сильно актуально, у нас средние скорости редко превышают 20 км/ч, а резко и часто разгоняться нет необходимости. В спорте высших достижений даже десяток-другой сэкономленных Ватт, вероятно, могут сыграть свою роль, но для любительских заездов особого смысла не вижу. На мой взгляд, нужно приобрести качественные колеса среднего уровня и не заморачиваться. А если заморачиваться, то менять не только их, но об этом, возможно, как-нибудь в другой раз.
Сейчас смотрю в сторону ободов mavic xm 419. Изначально, посматривал в сторону 7xx серии, там сплав алюминия какой-то специальный, якобы прочности добавляет. Но если подумать, нафига она нужна на асфальте, эта повышенная прочность? К тому же, в случае серьёзных нагрузок, такой обод не гнётся, а трескается. Поэтому, пусть лучше он будет слегка пластилиновый, но его хоть выправить можно при необходимости. Втулки планирую брать хорошие, но без промышленных подшипников, т.к. смысла в них для асфальта, опять же, не вижу. Главное, что бы защита от пыли/влаги была. На переднем колесе сейчас установлена какая-то втулка от формулы, по-виду очень похожа на эту. Между ТО смазка в ней остаётся чистой и в достаточном количестве. Полагаю, у шимановских с этим делом полный порядок. Спицы 2-мм будут, не баттированые, с латунными ниппелями и вот такая резина для асфальта. Цена существенная, но оно того стоит. Ресурс у подобной резины хороший, на пару активных сезонов точно хватит. Кассету переставлю старую, она всего 7 тысяч отходила, еще послужит. Сборку колеса оставлю за спецами с сайта, где планирую приобрести комплектующие. Там, говорят, не плохо собирают и будет возможность проверить эти рекомендации. В преддверие Нового Года заказ делать не стал, дабы посылка не потерялась в лабиринтах почты России. Может, в январе, после праздников, решусь его оплатить, если курс доллара немного опустится. Как раз, сделаю себе подарок на день рождения..
