Teil 4A: Rollwiderstand (die Geschichte und frühere Werke)

Teil 4A in dieser Serie deckt die Geschichte des Fahrradrollwiderstands und dessen wie und warum pneumatische Reifen so großartig sind.  Wenn Sie nur die Daten sehen möchten, können Sie zu Springen Teil B hier

Bereits 2007-2008 während der Paris-Roubaix-Radentwicklung hatte ich einen interessanten Moment im Arenberg Forest.  Ich habe mit einem der berühmtesten Roubaix -Gewinner der letzten 10 Jahre zusammengearbeitet, mit dem ich auch zusammengearbeitet hatte, um Tourstadien, Tour -Zeit -Tests und sogar eine Weltmeisterschaft zu gewinnen.  Wir hatten Reifen mit einem immer geringeren Druck geführt und versuchten, den Punkt zu finden, an dem ein Felgen-/Radversagen unvermeidlich war, und genau dort auf dem Bildschirm war ein Trend, der in meinem Gehirn in diesen letzten Jahren gefroren wurde Druck, er ging schneller.

Es ist seit langem in CX und Mountain Bike Racing bekannt, dass der geringere Druck schneller ist von Komfort.  Sogar zu Beginn meiner Geschichte mit Paris Roubaix -Test (~ 2005) war der Glaube, dass wir den Druck hoch genug finden mussten, um schnell zu sein, und doch niedrig genug, dass die Fahrer mit den Fahrrädern über Kopfsteinpflasterabschnitten umgehen konnten.  Und doch wiederholten wir uns auf jeden Fall auf mehrere Fahrer: Niedrigerer Druck war schneller.

Schneller Vorlauf bis heute und wir haben zahlreiche gute Quellen für CRR -Tests (Coeffizient of Rolling Resistance), und wir haben eine echte Bewegung, um Aspekte von Hochleistungsreifen zu identifizieren und zu verbessern.  Wir sind in vielerlei Hinsicht in einem goldenen Zeitalter des Fortschritts des Reifenrollwiderstands, sehr in der Art und Weise, wie die 2000er Jahre das Alter des massiven aerodynamischen Fortschritts waren.  Keine der CRR -Studien im Labor muss das Phänomen, das wir im Arenberg -Wald gesehen haben, noch nicht wirklich erklären oder vorherzusagen. 

Eine Theorie in der Entstehung

In den letzten 10 Jahren haben zwei Quellen, von denen ich kenne HIER.  Einige der interessantesten Arbeiten von Jan sind es, die Kraft zu betrachten, die erforderlich ist, um auf verschiedenen Oberflächen zu fahren, einschließlich sehr aggressiver wie Highway Rumble Strips.  

Die Theorie hinter 'Suspensionsverlusten' basiert in der vorpneumatischen Reifenerfahrung und ist auch ein Diskussionsthema unter Inline-Skating-Athleten.  Feste Reifen machen den Athleten sowohl in Bezug auf Komfort als auch in Bezug auf Komfort und Geschwindigkeit unglaublich deutlich. 

Stellen Sie sich einen starren Reifen und ein Rad über eine 5 -mm -Beule auf der Straße vor.  In diesem Fall ist der Reifen starren

 

 

Modell eines starren Reifens auf 5 mm Beule. Dieses Szenario ist buchstäblich, wie die frühen 'Boneshaker' Fahrräder ihre Namen verdient haben, es war weder schnell noch komfortabel.

 

 

Der Fahrer des Fahrrads wird zum Aufhängungssystem, das die Beule absorbiert, da der Reifen nicht in der Lage ist, sie am Aufprallpunkt zu bearbeiten.  Der Vorwärtsimpuls des Fahrrads wird in eine vertikale Kraft umgewandelt, die teilweise in den Körper des Fahrers absorbiert und an den Kontaktpunkten zwischen Fahrrad und Fahrer in Reibung absorbiert wird.  

Eine andere Möglichkeit, es zu beschreiben, ist, dass die Beule das gesamte System im Wesentlichen um 5 mm anzieht und es in einer Art Fahrbahnrückdruck des Fahrrads und Fahrers fallen lässt.  Stellen Sie sich 1000 5-mm-Beulen auf der Straße vor, während die Straße 1000 Mini-Bench-Pressen eines 180-lb-Objekts durchführt, und es wird klar, dass in diesem Szenario keine Energie mit Bedacht genutzt wird.

Pneumatische Reifen waren eine solche Revolution, da sie sich nicht nur komfortabler waren, sondern sich auch deutlich schneller erwiesen als die von ihnen ersetzten festen Reifen.  

Wenn man sich die ähnliche Beule mit einem bei 100psi modellierten Reifen ansieht und wir sehen, dass das System nicht nur 1 mm vom Boden entfernt ist, wobei das System nur 1 mm vom Boden entfernt ist, wobei die anderen 4 mm Verschiebung vom Reifen absorbiert werden.  Da der pneumatische Reifen sehr effizient ist, wird ein Großteil der absorbierten Energie zurückgegeben, wobei die primären Verluste kleine Mengen an Wärme im Reifengehäuse sind.

 

Modell von 23 mm Reifen bei 100psi absorbierender 5 -mm -Beule.  Das gesamte System wird 1 mm angehoben, wobei der Rest vom Reifen absorbiert wird. 

Unser zweiter Datenpunkt stammt von Tom Anhalt, der auf seiner Website Rolling Resistenz und andere Fahrradphysik studiert hat HIER

Tom hat den Stab von Al Morrison von Al Morrison abgeholt und hatte Fahrradreifen -Rollwiderstandsdaten gemessen und auf Roller gewonnen.  Tom veröffentlichte 2009 ein sehr interessantes Stück im Zusammenhang mit den Unterschieden zwischen Roller -Tests und realen Welttests, bei denen er in der Lage war, die Rollerdaten bei niedrigeren Drücken in etwa zu erreichen, sah jedoch eine Divergenz der Daten bei höheren Drücken.  Toms Artikel, in dem dies erwähnt wurde HIER

Ähnlich wie bei Jan Heines Daten stellte Tom fest, dass der Rollwiderstand mit zunehmendem Druck bis zu einem Punkt zunahm und dann wie nachstehend gezeigt zunahm:

 

 

Tom Anhalts Real World Tire -Test auf der „guten“ Asphaltoberfläche im Vergleich zu identischen Reifen, die von Al Morrison auf Walzen getestet wurden

Tom prägte den Ausdruck "Break-Punkt-Druck", um den Punkt zu beschreiben, an dem sich die CRR von dem Druck mit dem Druck bis zum Druck mit dem Druck änderte.  Tom war auch der erste, der theoretisierte, dass wir schätzen konnten, was er "übertragene Verluste" nannte, was die Verluste aufgrund von Vibrationen und Rauheit waren und dass wir sie in unsere Theorien über einen optimalen Reifendruck modellieren konnten (und sollten).  

Ein neuer Begriff: Rollimpedanz oder nur Impedanz

Für den Rest dieser Serie werden wir den Begriff Impedanz verwenden, um diesen durch Oberflächenrauheit verursachten Widerstand gegen Vorwärtsbewegung zu definieren.  Ich habe den Begriff Impedanz aus der Elektrotechnik gestohlen, wo er als den Widerstand einer Schaltung gegen einen abwechselnden Strom definiert ist.  Der Satz fühlt sich für mich natürlicher an als alle zuvor und wurde auch von Tom Anhalt genehmigt. Wir hoffen, dass es festhält.

Teil 4B wird das Konzept der Impedanz auf die nächste Ebene bringen und uns helfen, zu verstehen, wie wir unseren Reifendruck kompensieren können.  Klicken Sie hier, um Teil 4b zu lesen