צר או רחב? לחץ גבוה או לחץ נמוך? אמבטיות או קלינצ'רים? אנו חוקרים את הסיבוכים בנוגע לבחירת צמיגים
בעקבות המבחן שלנו: האם צמיגים רחבים באמת מהירים יותר? החלטנו להמשיך בחקירה שלנו לגבי הסיבוכים של בחירת צמיג.
אחת הקפיצות הגדולות אי פעם בטכנולוגיית רכיבה על אופניים הגיעה ממקור לא סביר: מנתח וטרינרי סקוטי בשם ג'ון בויד דאנלופ. בשנת 1888, בחריגה משמעותית מהעבודה היומיומית שלו, יצר דאנלופ את הצמיג הפנאומטי הראשון במטרה להיפטר מכאבי הראש ואי הנוחות של בנו שהטרידו את הילד כשרכב על תלת האופנועים בעל הצמיגים המוצקים שלו מסביב לחלוקים המשובשים של בלפסט.
מהיר קדימה עד היום והקונספט הבסיסי לא השתנה - תא אוויר אטום מספק שכבת ריפוד בין הרוכב לכביש - אבל זה לא אומר שכל הצמיגים שווים. חלק מהצמיגים מהירים יותר מאחרים, אך נדרשת מעט הבנה בטכנולוגיית הצמיגים לפני שתוכל למצוא את הטוב ביותר עבורך.
מתנגד למנוחה
'בזמן הרכיבה, רוכב אופניים צריך להתמודד עם סוגים שונים של התנגדות: התנגדות אוויר, משקל (אם מאיץ או בלימה) והתנגדות הגלגול של הצמיג, שהיא אובדן האנרגיה עקב התגלגלות הצמיג קדימה,' אומר מפתח צמיגי הכביש של מישלן, ניקולס קרט. אנחנו מודדים התנגדות לגלגול עם פרמטרים קבועים כמו לחץ מווסת, מהירות קבועה, עומס וטמפרטורה. מכונת המדידה מורכבת בדרך כלל מתוף, שעליו להיות גדול ככל האפשר כדי לדמות קרקע שטוחה. את הצמיג מסובבים במהירות/עומס/לחץ נתון במהלך סשן חימום, ולאחר מכן נעצור את כוח התוף ונמדוד את המרחק עד שהצמיג יפסיק להתגלגל.ככל שהמרחק ארוך יותר, התנגדות הגלגול נמוכה יותר.'
במונחים בסיסיים, אם כן, התנגדות הגלגול היא הכוח הפועל נגד התנועה קדימה של צמיג המתגלגל על משטח. מבחינה מעשית, יחד עם גורמים כמו התנגדות אוויר, כוח ההתנגדות הזה אומר שכאשר אתה נוסע בגלגל חופשי על משטח ישר, אתה בסופו של דבר תעצור. אבל מכיוון שלא ניתן ליצור או להרוס אנרגיה, רק להשתנות, לאן נעלמה האנרגיה שהניעה אותנו קדימה?
'התנגדות לגלגול בצמיגים היא אנרגיה הנצרכת כדי להתגבר על דפורמציה בצמיגים', אומר Wolf VormWalde, מנהל מוצר צמיגים בחברת Specialized. "כשצמיג נמצא תחת עומס הוא מתעוות, וכדי לעוות חומר צריך כוח. כאשר הצמיג מתגלגל, העיוות מתמשך כאשר משטח הצמיג והדופן עוברים דרך נקודת המגע [המקום שבו הצמיג פוגש את פני הכביש] כאשר הגלגל מסתובב.לכן הצמיג לחוץ ומעוות כשהוא נכנס למדבקת המגע ומרגיע ביציאה ממדבקת המגע. אבל בניגוד לקפיץ מושלם, הצמיג לא מחזיר את האנרגיה שהושקעה בו בעת עיוות.'
תתבונן במה שקורה לצמיגים של אופניים נייחים מתחת למשקל של רוכב ותבין מה המשמעות של VormWalde. צמיג תחת עומס של רוכב יתבצבץ החוצה בדפנות והדפוס ישטוח כדי להתאים לצורת המשטח שמתחתיו. כאשר האופניים בתנועה והצמיג מסתובב, תהליך זה קורה שוב ושוב בנקודה בה הצמיג פוגש את פני הכביש. בעולם אידיאלי, הצמיג היה 'נותן כמה שיותר', יתאושש משטח הכביש בכוח רב ככל שנכנס למעוך אותו על פני הכביש מלכתחילה, ומכאן שהאנרגיה שהושקעה בתנועה קדימה תהיה מְשׁוּמָר. למרבה הצער, תרכובות גומי בצמיגים הן "ויסקואלסטיות", כלומר כשהן מתעוותות בעומס, המולקולות בשרשרות הפולימר של התרכובת מתארגנות מחדש, ובכך מתחככות בכל אחת מהן.החיכוך הפנימי הזה יוצר חום, שלמרבה הצער הוא תוצר לוואי חסר תועלת במסע להניע את האופניים שלך קדימה. פשוט תרגיש את הצמיג האחורי שלך אחרי שעה על הטורבו טריינר ובקרוב תקבל את התמונה.
העיוות הזה של הצמיג הוא המפתח להתנגדות הגלגול שלו ומכאן ל'מהירות' שלו. ישנן דרכים שונות שבהן אתה יכול להשפיע על האופן שבו הצמיג מתעוות, אחת מהן היא לשנות את לחץ האוויר שאתה שואב לתוכו.
עיוות אופי
אם ככל שהצמיג מתעוות יותר, כך יש לו יותר התנגדות לגלגול, בוודאי שכל מה שאתה צריך לעשות הוא לנפח את הצמיג ללחץ הגבוה ביותר האפשרי, מה שהופך אותו כמעט בלתי אפשרי לעיוות, ואובדן אנרגיה באמצעות התנגדות גלגול להיות ממוזער? האמת - כמו תמיד - קצת יותר מסובכת.
Christian Wurmbäck, מנהל מוצר בקונטיננטל, אומר, 'הגברת הלחץ בצמיג תפחית את התנגדות הגלגול, אבל רק עד לנקודה מסוימת.כדוגמה, אם אתה לוקח צמיג 23 מ מ ומגדיל את הלחץ מ-85psi ל-115psi תהיה לך פחות התנגדות לגלגול. אבל אם אתה לוקח את אותו צמיג ומעלה את הלחץ מ-115psi ל-140psi, אין כמעט הבדל.'
VormWalde מ-Specialized מסכים: 'על משטח חלק לחלוטין הלחץ הגבוה יותר תמיד מהיר יותר. אבל האפקט הזה הולך ומצטמצם בכבישים אמיתיים, כך שאנחנו אומרים שב-130psi אתה שואב את הצמיג עד מוות [כלומר, הוא לא יכול להיות נוקשה יותר]. מה שחשוב לזכור הוא שהקשר בין הצמיג לכביש הוא סימביוטי, ושכבישים לעולם אינם חלקים לחלוטין.
'אתה לא רוצה שהצמיג כל כך קשה שכאשר אתה מתהפך על הכביש הוא לא יכול לספוג את תדרי השטח. יעיל יותר עבור הצמיג לספוג חספוס ובליטות מאשר להעביר את האמפליטודות הללו לאופניים ולרוכב. הרמת האופניים והרוכב למעלה תמיד יצרוך יותר אנרגיה מאשר מעיכת צמיג.זו אחת הסיבות מדוע אתה רואה רוכבי סייקלוקרוס ואופני הרים רצים בלחצים נמוכים כל כך , הוא מוסיף.
יש לו נקודה. שכן במקום לאפשר לקטע מהמורות במיוחד לשגר אותו לאוויר, רוכב אופני ההרים המנוסה ינסה לשמור על גופו במישור שטוח, באמצעות ידיו ורגליו כדי לספוג את כל המהמורות שהשטח משרת בהן. במונחים של הדיוטות, אם אתה רוצה ללכת אופקית קדימה, אתה לא מבזבז את האנרגיה שלך בלעלות אנכית למעלה ולמטה.
החוכמה היא לחשב את לחץ האוויר הטוב ביותר בצמיגים לכביש שבו אתה רוכב - משהו שעשוי לדרוש מעט ניסוי וטעייה. ואז אתה צריך לשאול את עצמך אם אתה על הצמיגים ברוחב הנכון מלכתחילה.
העניין הקטן של גודל
בימים הטובים, הרוכבים חשבו שצמיגים דקים יותר טובים יותר, כאשר רוב הגלגלים המקצוענים נועדו עם כל דבר, החל מצמיג ברוחב 21 מ"מ ועד 18 מ"מ זעיר. עם הזמן, הרוכבים אולי הציבו יותר מלאי בנוחות ופחות במהירות קהה, כך שצמיגי 23 מ"מ הפכו לסטנדרט של אופני כביש.
עם זאת, מנהל המוצר של Schwalbe, מרקוס האכמאייר, אומר שמחקרים על התנהגות הצמיגים חשפו כמה דברים מפתיעים למדי: אם אתה משווה צמיגים עם רוחב שונה אבל מפרט זהה - אותו תרכובת, אותו פרופיל מעוגל, אותו לחץ ניפוח - אפשר לומר במונחים של התנגדות גלגול: כמה שיותר רחב יותר מהר יותר!'
זה נשמע מנוגד לאינטואיציה - אחרי הכל, אופני כביש מהירים הרבה יותר מאופני טיולים או אופני הרים - אבל ניתוח של תיקון מגע של צמיג עזר למעצבים כמו חכמייר להתעלם מהאמונה הרווחת ש'צר יותר שווה מהר יותר'.
'צמיגים רחבים יותר מהירים יותר,' מהדהד Wurmbäck בקונטיננטל. "צמיג 24 מ"מ מתגלגל מהר יותר מ-23 מ"מ, אבל צמיג 25 מ"מ מתגלגל אפילו יותר מהר מזה. למעשה, צמיג ה-GP4000s שלנו מהיר בכ-7% בגרסת 25 מ"מ מאשר בגרסת 23 מ"מ.'
הסיבה חוזרת לנושא הזה של דפורמציה. למרות שבאותו לחץ גם לצמיגים הרחבים וגם לצמיגים הצרים יש את אותו אזור מגע, הצורה המדויקת של כל מגע תהיה שונה.בצמיג צר יותר טלאי זה יהיה דק יותר אך ארוך יותר, וייצור צורה אליפסה דקה לאורך החלק התחתון של הצמיג, בעוד שלצמיג רחב יותר צורת תיקון המגע תהיה מעגלית יותר, מכיוון שהצמיג פחוס יותר לרוחבו.. התוצאה היא שהמגע הדק והארוך יותר של הצמיג הדק מעודד יותר עיוות של הצמיג - במיוחד הדופן - מאשר מקבילו הרחב יותר. וכפי שכבר שמענו, ככל שהצמיג מתעוות יותר כך צורכים יותר אנרגיה על ידי עיוותיו. אבל אם זה המקרה, האם לא כולנו צריכים לרכוב על 28 מ מ?
התיק נגד
'למרות שצמיג 28 מ"מ יהיה מהיר יותר מגרסת ה-23 מ"מ שלו מבחינת התנגדות גלגול, המשקל של ה-28 מ"מ יהיה גבוה יותר מה-23 מ"מ מכיוון שגודל גדול יותר פירושו יותר חומר. זה עשוי ליצור הבדל ניכר במונחים של אינרציה, וזה ישפיע במהלך שלבי האצה או האטה", מסביר ניקולס קרט ממישלן.'המאפיינים האווירודינמיים ישתנו גם מצמיג 23 מ"מ לצמיג 28 מ"מ.'
אם נדחף, במה יבחרו המומחים? "מצאנו ש-24 מ"מ היא הפשרה האידיאלית בהתנגדות לגלגול, אווירודינמיקה ומשקל", אומר VormWalde של Specialized. עם זאת, קן אייברי מהגארד הוותיק האיטלקי ויטוריה לא מסכים: 'יותר [רוחב] לא תמיד טוב יותר. מתינות היא המפתח. ברגע שאתה עובר מעל 26 מ"מ, הרווחים העדינים בהתנגדות הגלגול מתחילים להתפוגג. הנוסחה נזרקת, כביכול. כמו כן, זה מניח שלכל הצמיגים יש פרופיל עקבי, מה שאין להם. לעתים קרובות עובי הדריכה [בחתך] הופך את הצמיג לחודד יותר מאשר עגול, כך שצמיג 24 מ"מ מיצרן אחד עשוי להיות מהיר יותר או איטי יותר בתרחיש נתון מאשר 23 או 25 מ"מ.'.
כדי לסבך את העניינים עוד יותר, בנוסף לבחירות לגבי לחץ ורוחב בצמיגים מגיעים שיקולים לגבי גמישות הצמיג.
מה מסתתר מתחת
אם עיוות גורם לאובדן אנרגיה מחום, אזי צמיג שהוא גמיש יותר ייקח פחות אנרגיה כדי לעוות בצורה נתונה מאשר צמיג שהגוף שלו קשיח יותר.מתחת לתרכובת הגומי של משטח צמיג מסתתרים אלפי סיבים ארוגים בחוזקה. בהתאם לצמיג, פגר השכבתי הזה יכול להכיל עד 320 חוטים לאינץ' (tpi), כולם כותנה עדינה מאוד, או אולי מעטים כמו 60, עשויים מניילון עבה יותר. התוצאה, אומרים יצרנים כמו Vittoria ו-Challenge, היא שככל שספירת החוטים גבוהה יותר כך הצמיג גמיש יותר, ומכאן כך הוא מתעוות בקלות יותר, וכך תהיה לו התנגדות גלגול נמוכה יותר.
'ככל שספירת ה-tpi גדולה יותר, כך הצמיג גמיש יותר', אומרת סימונה בראונס-ניקול מ-Challenge. לאורך זמן, ספקים סיפקו חוטים איכותיים יותר ואיפשרו ליצרני צמיגים לעבור מארוג מקסימלי של 280/300tpi ל-320tpi. ככל שהמעטפת גמישה וגמישה יותר, כך נוחות יותר ויותר, יותר מכל, יותר דבקות בכביש, ומשיגה לכן את מירב המהירות.״ אולם, בעולם הצמיגים שום דבר אינו פשוט, ולכן יותר חוטים אינם מתכוונים אוטומטית. צמיג מהיר יותר.
VormWalde ב-Specialized אומר, 'צמיג 60tpi עם תרכובת מעטפת טובה יכול להיות מהיר כמו צמיג 100tpi. החומר חשוב גם כן - כמה מארזי פוליכותן הם מהירים אבל זה לא בגלל ספירת החוטים, זה בגלל הספגת לטקס שהופכת אותו מאוד אלסטי. ספירת חוטים גבוהה לא בהכרח אומרת צמיג מהיר יותר.'
אם צמיגים גמישים יותר פירושם התנגדות טובה יותר לגלגול, אזי צריך לומר אותו דבר לגבי פנימיות. "ניתן להשיג רכיבה גמישה ועמידה יותר בפנצ'רים על ידי שימוש בצינור לטקס במקום צינור פנימי של בוטיל", אומרת סימונה בראונס-ניקול ב-Challenge. "את שלנו ניתן לנפח עד פי 300 בערך מהנפח המקורי שלהם. הלטקס חזק ואלסטי בו זמנית, ואינו נוקב באותה קלות, מכיוון שהגמישות פירושה שצינור לטקס נוטה להקיף חפצים זרים.'
בנוסף להיותו חומר גמיש יותר מטבעו, הלטקס קל יותר - כך שהוא ישיג ביצועים טובים יותר מצינורות הבוטיל במונחים של עמידות בפני גלגול. עם זאת, לגמישות הזו יש מחיר: לטקס נקבובי יותר מבוטיל, כלומר אוויר יזלוג החוצה בצורה מורגשת במהלך הימים.
אנשים כמו Specialized ו-Challenge עשויים להמשיך להתווכח על צינורות לטקס, ספירת חוטים ומארזים במשך ימים (לא מפתיע ש-Challenge מתגאה בייצור צמיגים עם ספירת חוטים של עד 320tpi, בעוד ש-Specialized נראה מרוצה עם ייצור מקסימלי של 220tpi), אך נקודות המבט המנוגדות שלהם מדגישות את עצם העיקר של סוגיית "הצמיגים המהירים" הזו: אין תשובות סופיות. בטח, יש פרמטרים בסיסיים - גודל, לחץ, גמישות - אבל דברים כאלה קשורים כל כך זה לזה וגם לשאלות של התנגדות גלגול, אווירודינמיקה ואינרציה, עד שאין טעם להתמקד רק בהיבט אחד על חשבון האחרים.
כפי שמנסח זאת Cret ב-Michelin, עיצוב צמיג צריך להיראות כניסיון לשפר תחומי ביצועים רבים ומנוגדים בו זמנית. צמיג הוא תמיד פשרה של ביצועים. מהו צמיג מהיר? ובכן, זה תלוי למה אתה מתכוון במילה מהיר.'
ולבסוף…לאמבט או לא?
במשך שנים הטיבולרים הוגדרו כצמיג הטוב ביותר שרוכב רציני יכול להשיג, כאשר התומכים טוענים שהסיבה היחידה לא לרכוב עליהם על בסיס יומי היא בגלל אי הנוחות והעלות של ניקוב. עם זאת, יש כמה חברות שמוכנות להרגיז את עגלה הספציפית הזו.
'קלינצ'רים מהירים יותר מצינורות,' מצהיר וולף VormWalde של Specialized. זה בגלל שחצי מתא האוויר היעיל הוא השפה. דפנות החישוק אינן מתעוותות בעת גלגול ובכך אינן צורכות אנרגיה. חשבתם שדחפנו את טוני מרטין להשתמש בקלינצ'רים מסיבות מסחריות, לא? לא! הם פשוט מהירים יותר.'
הטיסה הזו מול החוכמה הקונבנציונלית היא לא רק מאדם אחד (אם כי אחד במרכזו של תאגיד אופניים די גדול), אלא זוהי סנטימנט שמשותף גם לחברות כמו ענקיות הצמיגים Schwalbe ו-Continental. אבל אם זה המקרה, למה המקצוענים לא רוכבים על קלנצ'רים? ובכן, אומר כריסטיאן וורמבאק של קונטיננטל, זה לא מובן מאליו.
'סט גלגלים צינורי הוא קל אבל, חשוב לרוכבים מקצוענים, הוא מעניק יכולת ריצה שטוחה. במקרה של שטוח במהירות גבוהה, צינור נשאר על השפה בגלל הדבק, בניגוד לקלינצ'ר, שיש לו נטייה ליפול, מה שגורם לתאונה מאוד מגעיל.'
