Nadgradnja pnevmatik je lahko najcenejši način za izboljšanje vožnje, toda ali se odločite vi? Razčlenimo, kako so izdelani in delujejo
Sliši se kot znanstvena fantastika, toda uvedba vesoljskih materialov v pnevmatike za cestna kolesa bi jim lahko dala obliko virtualne inteligence. Ko se vozite po ravni, gladki cesti, se guma v pnevmatikah samodejno strdi, da zmanjša kotalni upor, ko pa zavirate, pospešujete ali zapeljete v ovinek, se zmehča in ustvari boljši oprijem.
Čarobnost prihaja v obliki grafena – čudežne snovi, ki spravlja srca na področju znanosti o materialih. Grafen je en atom debela plast ogljika, ki je neverjetno lahka, močna in prožna. To bi lahko vodilo do zložljivih mobilnih telefonov, dramatično lažjih letal in, hm, najtanjših, najbolj neprebojnih kondomov (Fundacija Bill & Melinda Gates je donirala 100.000 $ za naložbo v grafen, da bi ustvarili varnejšo kontracepcijo z boljšim občutkom).
Prav tako naj bi spremenila svet kolesarstva, vključno s cestno pnevmatiko, in ne bo vam treba čakati desetletja, da preizkusite njene učinke. Italijansko podjetje Vittoria je pravkar lansiralo različico svoje priljubljene pnevmatike Corsa z dodanim grafenom v zmesi tekalne plasti in trdi, da je rezultat 19-odstotno zmanjšanje kotalnega upora v primerjavi s predhodnikom, pa tudi večja odpornost proti predrtju in velike izboljšave v splošnem dolgoživost.
Čeprav je za Cyclist še prezgodaj, da bi potrdil te trditve, je to vsekakor dokaz, da so pnevmatike, čeprav so med najmanj glamuroznimi komponentami, ki jih boste našli na kolesu, v ospredju znanstvenega razvoja in imajo veliko večji vpliv na kakovost vožnje in zmogljivost, kot se jim pogosto pripisuje. Kakovostne pnevmatike so morda najcenejša in najlažja nadgradnja, ki jo lahko naredite na svojem kolesu, zato je vredno razumeti, kaj je v teh gumijastih obročih.
Krog kompromisa
Zmanjšanje kotalnega upora, maksimiziranje oprijema, blaženje vožnje, obenem pa branijo nenehno grožnjo stekla, kremena in trnja – pnevmatike so impresivni inženirski podvigi. Proizvajalci morajo pri razvoju novih pnevmatik uravnotežiti te konkurenčne zahteve in to ni lahka naloga, kot pojasnjuje Benjamin Blaurock, produktni vodja za cestne pnevmatike Continental. "Če povečate enega od teh parametrov, bo to vplivalo na vsaj enega od ostalih," pravi. Na primer, zelo trda zmes bi zmanjšala kotalni upor, vendar zmanjšala oprijem, poleg tega bi bila vožnja zelo lesena. Če želite visoko odpornost proti predrtju, lahko dodate debelo plast proti predrtju, vendar to poveča težo in poveča kotalni upor.’
Takšni neizogibni kompromisi pojasnjujejo širok spekter razpoložljivih cestnih pnevmatik. Na enem koncu so toge, težke, vzdržljive in zelo zaščitene pnevmatike, ki so najbolj primerne za potovanja in delo, kjer ima odpornost proti predrtju višjo prednost kot popolna hitrost in zmogljivost. Na drugem koncu so super lahke, oprijemljive in prožne pnevmatike, namenjene dirkačem, ki so pripravljeni sprejeti povečano tveganje predrtja pnevmatike in zmanjšano življenjsko dobo za dodatne izboljšave zmogljivosti, ki bi jim lahko zagotovile zmago ali nov PB na dan dirke.
Kot poudarja Blaurock, 'pomembno je, da imate v svojih pnevmatikah odličen občutek in lahko vplivajo na raven zmogljivosti
na zelo pomemben način.« Prav tako nas spomni, da so nekateri ljudje pripravljeni odšteti več kot 2000 funtov za vrhunska karbonska kolesa, medtem ko je razlika v ceni med srednjim in vrhunskim -kakovostna pnevmatika je komaj 50£. Pnevmatike predstavljajo relativno poceni nadgradnjo.
S tako malo stika s površino cestišča – manj kot odtis palca – kako lahko pnevmatika tako spremeni občutek vožnje? Za razliko od pnevmatik za gorska kolesa, kjer je vzorec tekalne plasti ključnega pomena za oprijem, so cestne pnevmatike bolj odvisne od kombinacije mešanice gume in prožnosti karkase. V mokrem bo cestna pnevmatika prerezala vodni sloj (in ne akvaplan na njem), zato lahko tudi popolnoma gladka pnevmatika še vedno zagotavlja zadosten oprijem, da vas drži pokonci. Celo proizvajalci pnevmatik priznavajo, da je kakršen koli vzorec tekalne plasti na cestni pnevmatiki bolj v psihološko korist voznika kot kakršen koli prispevek k oprijemu. To dokazuje, kako pomembna je konstrukcija cestne pnevmatike za vse vidike njene zmogljivosti, zato odlepimo plasti nazaj.
Roll-up, roll-up
Pnevmatike so običajno sestavljene iz štirih elementov. Kakovost materialov, uporabljenih za vsakega od teh, je pomembna, vendar je njihovo medsebojno delovanje tisto, ki resnično določa učinkovitost. Pri delu od zunanjega sloja navznoter najprej pride tekalna plast ali gumijasta zmes, ki je v stiku s cesto. Sledi običajno nekakšen sloj za zaščito pred predrtjem in končno pride karkasa, ki daje pnevmatiki strukturo. Četrti element je zračnica, ki je v celoti zaprta v karkasi, kot pri cevastih pnevmatikah, ali pa je vgrajena kot ločena komponenta, kot je na primer.
Pnevmatike brez zračnic, ki jih je nemški proizvajalec pnevmatik Schwalbe označil za "tehnologijo prihodnosti", odpravljajo potrebo po zračnici in s tem zmanjšujejo kotalni upor, tako da zmanjšajo izgube zaradi trenja, ki nastanejo med zračnico in pnevmatiko. pnevmatika se kotali in upogne. Schwalbe trdi, da ima njegova pnevmatika brez zračnice Pro One 25 % manjši kotalni upor kot primerljiva pnevmatika z zračnico, kar poudarja vpliv, ki ga ima samo zračnica v sistemu pnevmatik.
Na dan dirke profesionalci v disciplinah, vključno s stezo, kronometrom, cesto in ciklokrosom, uporabljajo cevne pnevmatike, kjer so tekalna plast, ohišje in zračnica sešiti v eno strukturo. Kljub motečemu dejavniku, da je treba te pnevmatike prilepiti na kolesna platišča (se ne zataknejo prek kljukastega roba, kot je v glavnem), so profesionalci naklonjeni bolj gladki vožnji cevastih pnevmatik, dokazano nižjemu kotalnemu uporu in zagotovilu, da tudi pri ravnem, pnevmatika ostane na platišču.
'Fizika tega popolnoma okroglega preseka, ki nežno objema (običajno) zračnico iz lateksa, je optimalna za mehak, prožen sistem, saj se bo popolnoma deformiral v vse smeri,' pravi Morgan Nicol, glavni tehnični direktor podjetja Challenge Tyres, podjetje, specializirano za ročno izdelane cevi. Tipična kakovostna pnevmatika ima poudarjeno obliko U in se ne deformira enakomerno.
Zakaj je to pomembno? Za zmanjšanje kotalnega upora mora biti pnevmatika dovolj prožna, da se deformira in absorbira morebitne nepopolnosti na cestišču, kar omogoča neoviran zagon kolesarja in kolesa.
Druga možnost, pravi Nicol, je, da vsakič, ko pnevmatika zadene kamen ali neravno površino, se za majhen delček odbije nazaj (kar se zgodi večkrat na obrat kolesa) in se upira gibanju naprej. Če ste pod povečavo natančno pogledali celo izjemno gladko cesto, njen profil še zdaleč ni raven. Na mikroskopski ravni pnevmatike vsako posamezno vožnjo doživljajo nekaj podobnega kot bi poskakovale po tlakovcih Pariz-Roubaixa, pri čemer izgubljajo energijo, ko je kolo vedno znova v zraku. Zato se ozke pnevmatike z visokim tlakom postopoma opuščajo v korist širših pnevmatik, ki delujejo pri nižjem tlaku, saj je dokazano, da širše pnevmatike z nižjim tlakom ustvarjajo manjši kotalni upor, ker se lažje deformirajo in se zato manj odbijajo.
Eric Gertner, Bontragerjev glavni inženir za pnevmatike, pravi: Vsakdo je vozil 19 mm široke pnevmatike, napolnjene na 120 psi, misleč, da je hitrejše. Toda zdaj vemo, da ni tako. Glede na to, kar smo videli pri testiranju, vas bo pnevmatika z višjim tlakom bolj odbijala in to poskakovanje je pravzaprav energija, ki se odvaja v vesolje. Na poliranem velodromu je 19-milimetrska pnevmatika morda najhitrejša, toda na cesti je optimalna zagotovo večja za zmanjšanje hrupa s ceste in nižji tlak, v okviru razumnega, je dobra poteza za veliko ljudi.'
Prožnost je, kot kaže, največji adut pnevmatike, še bolj pa v ovinkih, zlasti na mokrem ali na grobih površinah. Nicol pravi: »Ko pridete v ovinke, kjer cestna površina ni popolna, bo kakršno koli poskakovanje čez neravnine razbremenilo pnevmatiko.« Če se v situacijo doda voda, deluje kot mazivo in verjetno boste zdrsnili na vaša zadnja stran, razen če lahko prožnost vaše pnevmatike ohrani stik s cesto.
'Prožnost je deloma odvisna od debeline in prožnosti tekalne plasti, vendar je v resnici ohišje tisto, ki igra prevladujočo vlogo pri zmogljivosti pnevmatike,' pravi Nicol. To ohišje je sestavljeno iz plasti tkanih in vezanih niti. Večje kot je število niti na palec (TPI), tanjša je vsaka nit in bolj prožna bo pnevmatika. Pnevmatike dirkalne kakovosti imajo lahko do 320TPI, medtem ko imajo lahko zimske pnevmatike za trening samo 60TPI. Vendar bodite previdni pri izbiri pnevmatik, saj bodo proizvajalci pogosto navajali stopnje TPI na podlagi več plasti karkase. Na primer, karkasa 180TPI je lahko tri plasti 60TPI.
Materiali so tudi tukaj pomembni, saj je vrhunska svila (ki se uporablja za gosenice) mehkejša in prožnejša od bombažnih niti, ki pa prekašajo najlon. Toda kot je na začetku poudaril Continentalov Blaurock, ne morete imeti vsega. Visoko število niti, bombažni trupi in mehkejši durometer gumijasti tekalni sloji so morda najbolj prožni, vendar nimajo vzdržljivosti in odpornosti proti rezom bolj togega najlona in trših gumijastih zmesi.
Do sedaj še nič ni uspelo kljubovati tem kompromisom in ustvariti popolne mešanice prožnosti in vzdržljivosti. Toda kdo ve, kaj se lahko zgodi, ko bo grafenska revolucija zaživela?
