輪胎寬窄對(duì)騎行速度的影響
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- 發(fā)布時(shí)間:2021-12-04 21:50
近一個(gè)世紀(jì)以來(lái),車手們都“知道”更窄的輪胎會(huì)滾動(dòng)更快。比如在上個(gè)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(huì)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(huì)更快,因?yàn)樗鼈冊(cè)跐L動(dòng)時(shí)形變會(huì)更小。不過(guò)這也同樣存在問(wèn)題,在真實(shí)的使用情況下,更寬的輪胎,會(huì)有更低的胎壓限制,這會(huì)直接影響寬輪胎在速度上的性能??雌饋?lái)很矛盾,但如果你想騎更快,還是需要相對(duì)窄一些的輪胎。
寬輪胎VS.窄輪胎哪個(gè)更快?關(guān)于這個(gè)問(wèn)題,有業(yè)內(nèi)人士在12年前就已經(jīng)做了測(cè)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(huì)讓車手的速度降低幾個(gè)百分點(diǎn),寬輪胎所帶來(lái)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(wèn)題,我們首先要知道,更寬的輪胎究竟會(huì)讓我們損失多少速度。
真實(shí)路測(cè):
測(cè)試中,他們選擇了相同型號(hào)的3 種輪胎寬度: 20mm,23mm和25mm。首先測(cè)試結(jié)果是更寬的輪胎會(huì)更快。無(wú)論在相同功率的測(cè)試下,還是在下坡的測(cè)試中,都保持了同樣的試驗(yàn)結(jié)果:更窄的輪胎會(huì)比更寬的輪胎慢。
不過(guò),當(dāng)測(cè)試?yán)^續(xù)時(shí),他們發(fā)現(xiàn)一旦輪胎寬度超過(guò) 25mm,輪胎的性能就將不會(huì)再隨著寬度而改變。同時(shí)在測(cè)試中他們還發(fā)現(xiàn),從26mm開(kāi)始到54mm,這些輪胎在光滑柏油路面上的實(shí)測(cè)表現(xiàn)非常接近,并不會(huì)因?yàn)檩喬ジ鼘挾ト魏螙|西。不過(guò)在崎嶇不平的道路上,更寬的輪胎則一定會(huì)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(shí)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(lái)時(shí),Scorchers自行車就使用了寬輪胎,因?yàn)樗梢愿玫赝ㄟ^(guò)顛簸的道路。20世紀(jì)20年代,法國(guó)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(dòng)。但是隨后的幾十年,這一切就都被人們遺忘了,因?yàn)橘愜囀謧冞x擇了更窄的輪胎來(lái)參加比賽。
為什么這一理論被重新提出間隔將近一個(gè)世紀(jì)?
因?yàn)楫?dāng)時(shí)的車手認(rèn)為窄輪胎會(huì)更快的主要原因有以下兩個(gè):
1 實(shí)驗(yàn)室測(cè)試。在可控的試驗(yàn)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(shí)的懸架損失。當(dāng)更窄的輪胎在更高的胎壓下運(yùn)行時(shí),彈性更小,這意味著它們吸收的能量也會(huì)更少。也就是我們常說(shuō)的泄力會(huì)更少。
不過(guò),當(dāng)在真實(shí)環(huán)境下測(cè)試時(shí),更窄的輪胎會(huì)帶來(lái)更劇烈的震動(dòng),從而造成更多的能量損失,這反過(guò)來(lái)抵消了降低彈性而獲得的收益。而這些震動(dòng)所帶來(lái)的損失,最終會(huì)被車手吸收。想象一下,一袋豆子被丟在地上,并不會(huì)反彈回來(lái),因?yàn)槟芰慷急晦D(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(dòng)給人體帶來(lái)的不適感越多,人體吸收掉的能量就越多。
2 心理安慰(錯(cuò)覺(jué))。通常情況下,當(dāng)我們騎行越快,自行車的震動(dòng)頻率就會(huì)越高,因?yàn)檩喬?huì)以更快的速度通過(guò)不平整的道路。而更窄的輪胎,會(huì)讓這種震動(dòng)頻率更高。所以,這會(huì)帶來(lái)一種錯(cuò)覺(jué):更窄的輪胎會(huì)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(yàn)的這種感覺(jué),會(huì)讓大腦誤以為你的速度很快,但如果你看下你的碼表,會(huì)發(fā)現(xiàn),實(shí)際上并沒(méi)有提高你的速度。相反,寬輪胎的震動(dòng)較小,因此對(duì)大多數(shù)的車手來(lái)說(shuō)會(huì)感覺(jué)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(huì)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(cè)試中的26mm到 56mm輪胎的路測(cè)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(huì)更優(yōu)異:因?yàn)檩喬バ巫儠?huì)更容易,吸收的能量會(huì)更少。而且更柔軟的輪胎可以更好地吸收路面震動(dòng),減少傳遞到自行車和車手的震動(dòng)。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(dòng)力性能
那么,更寬的輪胎在空氣動(dòng)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(huì)更慢,因?yàn)樗鼈兙哂懈蟮挠L(fēng)面積。在風(fēng)洞測(cè)試中通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)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(wú)法準(zhǔn)確地測(cè)試出差異。德國(guó)人使用模擬騎手建立了一個(gè)精密的試驗(yàn)裝置,發(fā)現(xiàn)當(dāng)正面迎風(fēng)時(shí),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(shí),較寬的輪胎則會(huì)稍微差一點(diǎn)。即便如此,更寬的輪胎在改測(cè)試中也僅有 5W的功率損失,而減少的震動(dòng)則可能會(huì)彌補(bǔ)這一損失。
在長(zhǎng)途測(cè)試中,當(dāng)以19.3英里(29.5km)的速度騎行在平整路面時(shí),寬輪胎和窄輪胎之間沒(méi)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(huì)稍微慢一點(diǎn),但是差別會(huì)非常小,以至于這些速度差異會(huì)消失在你整個(gè)騎行中的各種環(huán)境和人為因素中。而反過(guò)來(lái),如果你騎行更慢,那么更寬的輪胎則優(yōu)勢(shì)將更大。
那么旋轉(zhuǎn)起來(lái)呢?
事實(shí)是更寬的輪胎確實(shí)比窄輪胎會(huì)更重一點(diǎn)。不過(guò)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(huì)不會(huì)讓輪胎在加速時(shí)更慢呢?答案是:NO。原因也很簡(jiǎn)單,那就是自行車不會(huì)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(wú)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(duì)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(dòng)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(guò)更小的車輪,不過(guò)最終還是選擇了700C輪組。這可能是因?yàn)楦蟮能囕営捎谄鋬?yōu)化的旋轉(zhuǎn)慣性而綜合性能更好。
結(jié)論
這對(duì)我們來(lái)說(shuō),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(gè)寬大的全地形輪胎會(huì)像一個(gè)競(jìng)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(gè)良好的性能,你需要一個(gè)外殼更加柔軟的輪胎。
