Kan lette hjul en lett ramme?

Innholdsfortegnelse:

Kan lette hjul en lett ramme?
Kan lette hjul en lett ramme?

Video: Kan lette hjul en lett ramme?

Video: Kan lette hjul en lett ramme?
Video: Test et cascade Sherman S dans Paris лучшее колесо 2024, Mars
Anonim

Er hjul de beste komponentene å oppgradere hvis du ønsker å spare vekt på sykkelen? Vi skiller fakta fra spinn

'Et pund på hjulene er verdt to på rammen', eller så sier de. Denne konvensjonelle visdommen har styrt tilnærmingen til hjulvalg for mange syklister – hvis det noen gang har vært et sted å skvette penger for å barbere noen gram, er det hjulene.

Men som ofte er tilfellet med konvensjonell visdom, er vi langt fra glade for å la det være.

Ideen om at vekten til et hjulsett er viktigere enn noen annen del av sykkelen hviler på det faktum at hjulene beveger seg mer enn noen annen del av sykkelen.

Andy Ruina, professor i maskinteknikk ved Cornell University, sier det ganske enkelt: «Toppen av hjulet går dobbelt så fort som sykkelen. Og den motsatte retningen [bunnen av hjulet] kansellerer ikke den hastigheten.

'Derfor har den dobbelt så mye kinetisk energi, så det krever dobbelt så mye kraft å få den i gang, og det gjør at sykkelen bremser dobbelt så mye.’

Vekt vs akselerasjon

Vekt er så viktig i den store sykkelbevegelsen på grunn av forholdet til akselerasjon. Når noe beveger seg med konstant hastighet, er alle kreftene som presser det og bremser det i likevekt.

En rimelig vektøkning vil ikke utgjøre noen forskjell, bortsett fra enhver liten økning i friksjon eller rullemotstand det kan forårsake.

Når du øker eller mister fart, trer imidlertid Newtons andre lov i kraft: kraft=masse x akselerasjon. Så jo mer masse du har, jo mer kraft trenger du for å øke hastigheten.

Så hvorfor gjør det en unse av forskjell om vekten er på et hjul i stedet for en ramme?

Her blir det litt komplisert, takket være treghet. Treghet er motstanden til et objekt mot en endring i bevegelsen – det er grunnen til at det vil kreve innsats for å akselerere en sykkel selv i et friksjonsløst univers.

Hjul, sykkel og rytter har alle treghet, men med hjul forstørres effekten fordi de roterer.

Steve Williams, Lotus' beste kjøretøydynamikkingeniør, sier: 'Når det gjelder et hjul, fordi du har mye masse fordelt rundt felgen, et stykke fra midten av hjulet, som gir det treghet. '

Den tregheten betyr i hovedsak en motstand mot at hjulet roteres. Det kalles noen ganger rotasjonstreghet, men mer nøyaktig blir det referert til som et treghetsmoment.

Williams legger til: 'Fordi en sykkel ruller på hjulene, må du ikke bare presse massen raskere gjennom luften, men du må også få hjulet til å gå rundt raskere. Hjulets treghet vil motstå økningen i rotasjonshastigheten.’

Det er imidlertid avgjørende at tregheten bestemmes av avstanden til en masse fra rotasjonssenteret: 'Et treghetsmoment er resultatet av en masse i avstand fra aksen som den roteres om – i når det gjelder et hjul, er det avstanden til massen fra spindelaksen.'

Kom til poenget

Alle disse vitenskapelige snakke bringer oss til kjernen av saken. Det er ikke nok å si at et tungt hjul er mer en hindring enn en tung ramme fordi alt avhenger av hvor vekten er fordelt på hjulet.

Det er for forenklet å si at "et pund på hjulene er verdt to på rammen". Professor Jim Papadopoulis, forfatter av Cycling Science, sier: "Det fungerer at litt masse rett ved omkretsen telles to ganger, litt masse i midten av eiken 1,5 ganger, og litt masse ved navet telles telt én gang.'

På det grunnlaget bør vi tilpasse uttrykket til å si "et pund på felgene er verdt to på navene", men Williams hos Lotus er skeptisk til de oppgitte gevinstene som kan oppnås fra lettere felger.

‘Vi kan se at reduksjon av hjultregheten har en gunstig effekt fremfor å redusere ikke-roterende masse, men den er veldig liten. I virkeligheten vil masse lagret fra felgene på hjul sannsynligvis være mindre enn 10 % mer fordelaktig enn den samme massen som er lagret fra resten av sykkelen.’

Noen ganske kompliserte beregninger avslører at fordelen med tanke på akselerasjon fra kuttevekt fra felgene ville være 0,9 %, i motsetning til 0,8 % ved kutting av vekt fra rammen.

Hvis gevinsten ved å kutte vekten av spinnmassen på sykkelen din er åpen for debatt, er det neste området du bør vurdere gyroskopi.

Oppgrader til noen lettere hjul for under £500

Få gyro med det

Et gyroskop er et hjul eller en skive som snurrer rundt en akse på en slik måte at den stabiliserer seg selv. Det er på grunn av effektene av vinkelmomentum – når toppen av et hjul begynner å trekke det ned til høyre, for eksempel, når hjulet har rotert en halv omdreining, er det samme punktet på hjulet opp ned og skyver plutselig hjulet tilbake til venstre.

Den gyroskopiske effekten av spinning er grunnen til at en snurretopp holder seg oppreist, og grunnen til at sykkelhjul spiller en rolle i å holde oss oppreist.

Fordi et gyroskop fungerer etter det grunnleggende prinsippet om vinkelkrefter, er vekten ytterst på hjulet den mest innflytelsesrike for hjulets stabiliserende kraft. Så hvis en felg er tyngre, kan den vel presse et hjul oppreist tilbake med en sterkere kraft?

Ruina ved Cornell University maler et dunkelt bilde av den vitenskapelige konsensus: 'Det er ikke et definitivt svar på om en tyngre felg er mer stabil. Men trenden ser ut til å være at et større gyroskop føles mer stabilt.’

Så det antyder at en tyngre felg, i stedet for et generelt tyngre hjul, kan tilby mer stabilitet.

Men det er en annen vinkel å vurdere. Williams sier: "Et hjul med høyere treghet vil ha en kraftigere gyroskopisk effekt, men det er en annen gyroskopisk effekt - jo raskere styret styres, desto større blir den gyroskopiske motstanden mot å bli dreid."Så høy treghet gjør det vanskeligere å vri styret og lene sykkelen.’

En tung felg vil gjøre deg mer stabil mens du sykler, men kan ofre den typen smidighet som friere og raskere styring kan muliggjøre.

Ruina er imidlertid litt uenig. «Hvis du sier at en sykkel føles veldig rask ved håndtering, har det nesten sikkert å gjøre med sykkelens geometri og massefordeling i styreenheten,» sier han.

‘Og husk, den mest innflytelsesrike vekten involvert i å lene seg inn i et hjørne er deg.’

Til slutt, hvis du er den typen rytter som ser etter små inkrementelle forbedringer i ytelsen til settet ditt, bør du fokusere på å finne de letteste felgene i stedet for det letteste totale hjulet.

Eller du kan bare gjøre det vi andre gjør, og gå for de som ser kulest ut.

Anbefalt: