骑行是一种生活方式
CYCLING LIFESTYLE
就自行车而言和地面接触的只有轮胎,而轮胎需要了解的自然就是性能、类型以及如何安装使用了。
今天的话题特别简单,胎压究竟要打多少。如果觉得看起来生涩可以只看黑色粗体部分。
从刚性说起
自行车上任何一个配件都是有弹性的,车架、轮组、把组、坐杆、车座...即便是看起来坚硬无比的牙盘也会在踩踏的情况下产生形变(曲柄功率计的原理就是通过测量曲柄或者五爪产生的形变测扭矩)。
那么既然车上的每个部位都是弹簧,那么谁起了决定性的作用?这和水桶里的短板效应是一样的,最短的板子决定了储水量,同理最软的弹簧决定了整体的刚性。
下面是刚性公式,
做成可视化的图片是这样(请忽略后轮的bug):
从图上可以看出车的整体刚性取决于刚性最差的轮胎(不包含有避震系统的车)。
多数情况我们不会在巴黎到鲁贝这种鹅卵石路面骑行,而作为在大陆骑车的车友们也有幸感受到了国家强大无比的财力,我们的沥青路大多数情况下是干净而又平整,所以地面颠簸对我们产生的能量冲击暂时可以忽略不计。
所以胎压高低看起来决定了两个因素
1.是低胎压给我们带来的舒适度,同时牺牲了部分的刚性也增加了滚阻。
2.高胎压降低了滚阻,提高了整个车的刚性,但是也损失了舒适度。
如果你是一个纯休闲的车友,看到这里可以停住了,建议使用低胎压宽轮胎。但是如果你是一个竞技选手,请往下看。
胎压与滚阻的关系
场地车选手的胎压一般打到170psi,这样滚阻会非常小。但是在实际的铺装路面上,真的胎压越高越好么?
前面我们提了一下巴黎到鲁贝,滚阻不光包含了摩擦阻力,还有冲撞造成的损失。在非铺装铺面上冲击造成的损失远大于摩擦阻力。
所以轮胎滚阻的形成有两种,一种是摩擦阻力,一种是抗性阻力。
我们通过一个实验来观察摩擦阻力和抗性阻力与胎压之间的关系。
测试的车辆是一辆cervelo p4,车手和人的总重量是190磅,轮组是Zipp 404 Firecres,轮胎是25mm Continental GP4000s II。
数据图表如下:
纵轴是CRR滚动阻力系数,横轴是胎压。
四条线分别代表
蓝色光滑的平面(类似滚筒或者木地板)
绿色新铺的细腻的沥青路 (国内大部分是这种路面)
黄色粗糙沥青路 (在气候不太好地区会铺装这种粗糙的沥青路,增加摩擦力)
红色搓板路 (见下图,沥青路施工前的这种路面)
从图上可以看出:
蓝色 代表的场地赛这种环境下,胎压和滚阻是成反比的。
绿色 黄色代表的铺装路面上在胎压达到某个阈值以后,滚阻会激增,相应的损失的功率也变高了,在阈值之前胎压和滚阻也是成反比的。
红色 代表的搓板路上,胎压和滚阻则成正比,胎压越高滚阻越高。
这一点从公式上也可以得出:
滚阻 = 重量 * (1 - 坡度^2)^0.5* Crr(滚动阻力系数)
所以,根据路面和体重选择胎压也是一件非常重要的事,一定要记住,并不是胎压越高越好。但是我们是不是忘了另外一件事?
胎压与轮圈之间的空气动力学关系
HED和ZIPP从上世纪90年代初就开始研究轮胎胎压与轮圈之间的空气动力学关系。
有趣的105%规则:ZIPP的工作人员在风洞实验中发现,任何轮胎的宽度在接近轮圈的宽度的时候空气动力学就会被破坏,而这个值的临界点是轮胎的宽度*1.05 <= 轮圈的宽度。
自从Campy推出了Shamal以后大家就开始各种跟风轮圈带来的空气动力学效果,开始的普遍认知是要把轮圈做成机翼形状,所以早先的轮圈多是V型圈。但是人们不久后就推翻了这理论,因为没有任何飞机的机翼会在前面加装一条轮胎。
于是从zipp,到hed,到enve,bontrager这些美国轮组似乎结成了一个联盟开始重新研究轮圈的形状,于是乎就有了今天的胖圈。
下面是一组轮圈、轮胎宽度与空气动力学之间的关系,测试的轮圈是zipp 404 Firecrest,外框宽度为26.5mm,轮胎是25c的gp4000sII。
四条线分别是23c 7Bar胎压 24.8mm,25c 6Bar胎压26.1mm,25c 7Bar胎压26.5mm,25c 8Bar胎压27.0mm。
图中的横轴代表的是风向角度,纵轴是风阻。
26.5/1.05=25.23。也就是说其实轮胎的最佳空气动力学宽度为25.23cm,这个宽度。最大的27mm和24.8mm之间的能量损失在40km/h时候是1-9w的差值。要知道一个陶瓷中轴能节省的效率也不过只有1w左右。
另一个有趣的数据是长期骑行会使胎面变平,这也会对空气动力学造成不小的损失。下面这张图是一个使用了1000英里的轮胎和一条新胎的风动测试结果。
两条胎之间损失的的差值也不小,所以如果你要为一场itt比赛做各种准备的时候,首先选择一条新胎,根据轮圈的宽度选择轮胎的宽度,根据选择场地路面情况与轮圈的宽度,选手的体重来决定最后的胎压。
至于最近几年流行的25c,那个说法简单的说在相同胎压下25c和23c的摩擦阻力来说前者略占优势,但是实际上滚阻是一件综合考虑的事情。
写在最后
打多少胎压其实一直就是一件有针对性的事情,而没有一个固定的值。
通常训练还是建议以舒适为主,比赛的时候再根据需要调整胎压,毕竟延长运动寿命享受骑行过程也是非常重要的。就像多数PRO们选择宽胎只是为了打更低的胎压,让自己在多日赛中更舒适。而短途的ITT,PRO们多数则是选择了21-23c的轮胎。
撰文 ? PETER 编译自 silca.cc
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