輪胎寬窄對騎行速度的影響
- 來源:娛樂體育·單車志 smarty:if $article.tag?>
- 關(guān)鍵字:輪胎,速度,影響 smarty:/if?>
- 發(fā)布時間:2021-12-04 21:50
近一個世紀(jì)以來,車手們都“知道”更窄的輪胎會滾動更快。比如在上個世紀(jì)的把立魯貝賽上的車手,即使使用了避震前叉,卻依然還會選擇20C的窄輪胎進(jìn)行比賽。從理論上這種看法獲得支持:更窄的輪胎由于接觸面更窄,所以會更快,因為它們在滾動時形變會更小。不過這也同樣存在問題,在真實(shí)的使用情況下,更寬的輪胎,會有更低的胎壓限制,這會直接影響寬輪胎在速度上的性能。看起來很矛盾,但如果你想騎更快,還是需要相對窄一些的輪胎。
寬輪胎VS.窄輪胎哪個更快?關(guān)于這個問題,有業(yè)內(nèi)人士在12年前就已經(jīng)做了測試。他們的想法是更窄的輪胎是否真的適合騎行者?如果更寬會讓車手的速度降低幾個百分點(diǎn),寬輪胎所帶來的舒適性是否降低騎行者的疲勞感?這些額外的舒適性是否能在多日騎行中幫助我們提高效率,并最終比窄輪胎的平均騎行速度更快?帶著這些問題,我們首先要知道,更寬的輪胎究竟會讓我們損失多少速度。
真實(shí)路測:
測試中,他們選擇了相同型號的3 種輪胎寬度: 20mm,23mm和25mm。首先測試結(jié)果是更寬的輪胎會更快。無論在相同功率的測試下,還是在下坡的測試中,都保持了同樣的試驗結(jié)果:更窄的輪胎會比更寬的輪胎慢。
不過,當(dāng)測試?yán)^續(xù)時,他們發(fā)現(xiàn)一旦輪胎寬度超過 25mm,輪胎的性能就將不會再隨著寬度而改變。同時在測試中他們還發(fā)現(xiàn),從26mm開始到54mm,這些輪胎在光滑柏油路面上的實(shí)測表現(xiàn)非常接近,并不會因為輪胎更寬而失去任何東西。不過在崎嶇不平的道路上,更寬的輪胎則一定會更快。
隨著研究的不斷深入,他們發(fā)現(xiàn)歷史上其實(shí)已經(jīng)有人意識到了更寬的輪胎更快這一點(diǎn)。當(dāng)充氣輪胎剛剛發(fā)明出來時,Scorchers自行車就使用了寬輪胎,因為它可以更好地通過顛簸的道路。20世紀(jì)20年代,法國人 Velocio發(fā)現(xiàn),只要寬輪胎的外殼足夠柔軟,它就可以像窄輪胎一樣快速滾動。但是隨后的幾十年,這一切就都被人們遺忘了,因為賽車手們選擇了更窄的輪胎來參加比賽。
為什么這一理論被重新提出間隔將近一個世紀(jì)?
因為當(dāng)時的車手認(rèn)為窄輪胎會更快的主要原因有以下兩個:
1 實(shí)驗室測試。在可控的試驗條件下,那些更窄的輪胎消除了彈性損失。輪胎的形變更小,就像軟尾車踩踏時的懸架損失。當(dāng)更窄的輪胎在更高的胎壓下運(yùn)行時,彈性更小,這意味著它們吸收的能量也會更少。也就是我們常說的泄力會更少。
不過,當(dāng)在真實(shí)環(huán)境下測試時,更窄的輪胎會帶來更劇烈的震動,從而造成更多的能量損失,這反過來抵消了降低彈性而獲得的收益。而這些震動所帶來的損失,最終會被車手吸收。想象一下,一袋豆子被丟在地上,并不會反彈回來,因為能量都被轉(zhuǎn)換成了豆子和豆子以及豆子和袋子之間的摩擦力。人體的工作原理也是相同的,研究表明,震動給人體帶來的不適感越多,人體吸收掉的能量就越多。
2 心理安慰(錯覺)。通常情況下,當(dāng)我們騎行越快,自行車的震動頻率就會越高,因為輪胎會以更快的速度通過不平整的道路。而更窄的輪胎,會讓這種震動頻率更高。所以,這會帶來一種錯覺:更窄的輪胎會更快,即使它實(shí)際上并不快。給輪胎充上更高的胎壓,快速體驗的這種感覺,會讓大腦誤以為你的速度很快,但如果你看下你的碼表,會發(fā)現(xiàn),實(shí)際上并沒有提高你的速度。相反,寬輪胎的震動較小,因此對大多數(shù)的車手來說會感覺很慢。
這一切意味著:如果你運(yùn)用了更寬的輪胎和較低的胎壓,會增加輪胎的彈性,但可以減少顛簸。兩種效果相互抵消,速度將保持不變。就像上邊測試中的26mm到 56mm輪胎的路測結(jié)果那樣。
這也解釋了為什么更柔軟的輪胎外殼在性能上會更優(yōu)異:因為輪胎形變會更容易,吸收的能量會更少。而且更柔軟的輪胎可以更好地吸收路面震動,減少傳遞到自行車和車手的震動。所以,結(jié)合這兩方面,更加柔軟的輪胎外殼可以讓你騎得更快,而且更舒適。
空氣動力性能
那么,更寬的輪胎在空氣動力性能上的表現(xiàn)怎么樣呢?許多車手認(rèn)為更寬的輪胎會更慢,因為它們具有更大的迎風(fēng)面積。在風(fēng)洞測試中通過對比試驗發(fā)現(xiàn),25mm和 32mm的輪胎之間的差異太小,而在真實(shí)的環(huán)境下無法準(zhǔn)確地測試出差異。德國人使用模擬騎手建立了一個精密的試驗裝置,發(fā)現(xiàn)當(dāng)正面迎風(fēng)時,28mm和32mm輪胎之間具有相同的風(fēng)阻系數(shù)。而在側(cè)風(fēng)時,較寬的輪胎則會稍微差一點(diǎn)。即便如此,更寬的輪胎在改測試中也僅有 5W的功率損失,而減少的震動則可能會彌補(bǔ)這一損失。
在長途測試中,當(dāng)以19.3英里(29.5km)的速度騎行在平整路面時,寬輪胎和窄輪胎之間沒有速度差異。如果你的速度可以快得多,那么更寬的輪胎可能會稍微慢一點(diǎn),但是差別會非常小,以至于這些速度差異會消失在你整個騎行中的各種環(huán)境和人為因素中。而反過來,如果你騎行更慢,那么更寬的輪胎則優(yōu)勢將更大。
那么旋轉(zhuǎn)起來呢?
事實(shí)是更寬的輪胎確實(shí)比窄輪胎會更重一點(diǎn)。不過這種差異要比很多車手想象的要小,首先輪胎所充氣體的重量基本可以忽略,但是更寬的輪胎所使用的橡膠和材料確實(shí)要多一些。那么這樣會不會讓輪胎在加速時更慢呢?答案是:NO。原因也很簡單,那就是自行車不會有很大的加速度。即使是職業(yè)自行車手的功率重量比,也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于最慢的經(jīng)濟(jì)型汽車,就算是這樣的汽車油門到底,也無法產(chǎn)生足夠的加速度把你壓在座位上,何況車手呢?自行車的加速度不夠快,而車輪重量的微小變化也不足以產(chǎn)生影響。這就是為什么職業(yè)車手中的沖刺型選手(車手本身重量更重)可以用更大的輪組獲勝的原因。
UCI的規(guī)則中,對車輪尺寸的限制是直徑最小不能低于55cm,但是車手們使用的700C輪組卻比最低限制要大差不多10cm。如果車輪的重量以及影響和大多數(shù)的自行車運(yùn)動員所想的一樣,那么使用最小車輪尺寸的車手應(yīng)該贏得所有的比賽。然而,盡管許多人曾經(jīng)使用過更小的車輪,不過最終還是選擇了700C輪組。這可能是因為更大的車輪由于其優(yōu)化的旋轉(zhuǎn)慣性而綜合性能更好。
結(jié)論
這對我們來說,意味著可以自由選擇輪胎寬度,而不必?fù)?dān)心性能。當(dāng)然,這并不意味著一個寬大的全地形輪胎會像一個競速窄輪胎一樣。輪胎外殼的性能決定了公路車輪胎95%的速度,而另外5%則由胎冠的厚度決定。所以為了獲得一個良好的性能,你需要一個外殼更加柔軟的輪胎。
