Сопротивление Качению

26.09.2018
автор Александр Прусс

Сравнение бескамерных и камерных покрышек для фэтбайка


Schwalbe Jumbo Jim LiteSkin on a rolling resistance machine

Вело индустрия развивается очень быстро и не всегда получается уследить за новинками. Наша работа искать интересный материал и делится с вами! Так, на просторах интернетов мы нашли очень забавный ресурс, на котором один парень проводит тесты с велосипедными покрышками изучая потери в мощности на низком давлении. После того, как вышла его статья об испытаниях покрышек для фэтбайка, мы не смогли пройти мимо и не опубликовать такой бесценный материал, со всеми графиками, формулами и расчетами!

Ссылка на оригинал статьи

Установка бескамерных покрышек


Для более точных расчётов, тесты проводились с тремя различными покрышками для фэтбайков - Schwalbe Jumbo Jim LiteSkin; Specialized Fast Trak Fat; 45NRTH Van Helga. Эта статья покажет разницу значений Сопротивлении Качению между бескамерно установленной покрышкой с добавлением герметика (60 мл) и камерно, с обычной бутиловой камерой Schwalbe SV13J - 390 граммов (и это еще не облегченная версия).


Чтобы сделать интересным, добавили данные для давления 6 psi / 0.4 bar, поскольку 8 psi / 0.55 bar может быть слишком высоким показателем для такого теста. Была попытка запустить тест на 4 psi / 0,28 bar, но измерительная установка просто недостаточно мощная, чтобы разогнать колесо до скорости на таком низком давлении воздуха.


Условия теста

Для всех испытаний условия были одни, одно тестовое колесо (Sarma NARAN 80), камера, герметик, ниппель, а также нагрузка и тестовая скоростью. Для бескамерной установки использовалось одинаковое количества герметика (Service Multi) - 60 мл.


  • Скорость 29 км/ч (18 миль/ч)
  • Полная нагрузка колеса 42.5 кг / 94 lbs
  • Температура 22 °C / 71 °F

Все образцы тестируются на испытательной установке измерения сопротивления качению со стальным барабаном диаметром 77 см и электродвигателем постоянного тока. Покрытие барабана стальная пластина с ромбовидными насечками для имитации универсального дорожного покрытия.

Измерения проводятся с помощью микроконтроллера Arduino, оснащенного специальным программным и аппаратным обеспечением. Установка рассчитывает среднюю мощность, необходимую для поддержания вращения барабана на заданной скорости в течение 30 секунд. Для измерения входного питания используются пользовательские установки, повышенной точности.

После прогрева в течение 30 минут, проводится три замера. Затем вычисляется среднее значение. После корректировки эффективности электродвигателя и вычитания мощности, необходимой для вращения барабана и колеса до заданной скорости, получаем результат – это значение и будет сопротивлением качению покрышки.

Больше технической информации о Сопротивлении качению читайте статью на Википедия.


Установка с камерой


  • Камера: Schwalbe SV13J
  • Обода: Sarma NARAN 80Whisky No 9, внутренняя ширина 65 мм

Бескамерная установка


Покрышки для теста

  • Schwalbe Jumbo Jim LiteSkin 26 x 4.00
  • Specialized Fast Trak Fat 26 x 4.00
  • 45NRTH Van Helga 26 x 4.00


Результаты тестов

Существует определенное преимущество в весе для бескамерной установки, поскольку использовались настоящий бескамерный обод, которому нужен только ниппель, весом 10 гр, и герметик. В зависимости от количества, используемого герметика, разница в весе на одно колесо составляет 300 - 500 гр. Для данного испытания, преимущество веса бескамерной установки равно 320 граммам (60 гр герметика + 10 гр ниппель против 390 гр - вес камеры).


Вес колеса Бескамерно Камерно
Общий вес (без покрышки) 1110 гр 1430 гр
Вес бескамерно Vs камерноВес (гр)05001,0001,500Бескамерно (60 мл герметика)Вес с камерой (390)Вес (грамм)
Set up Weight (grams)
Tubeless (60 ml sealant) 1,110
390 grams inner tube 1,430

Средние значения

Как и ожидалось, сопротивление качению уменьшается с бескамерной установкой. Также, низкое воздушное давление дает большое преимущество. При взгляде на средние значения трех испытанных покрышек, прослеживается зависимость - при высоком давлении воздуха 20 psi / 1,4 bar сопротивление качению близко к менее чем 4 Вт. На еще более низком давлении 6 psi / 0.4 bar, преимущество в энергопотерях доходит до 10 Вт на покрышку.

Преимущество бескамерной установки оказалось довольно равным для трех разных испытанных покрышек, и среднее значение между этими образцами будет очень полезно, чтобы получить приблизительное представление о том, сколько можно выиграть при переходе с камер на бескамерку. См. все диаграммы ниже для более ясной картины, сколько можно приобрести в зависимости от накаченного давления.

Еще одна вещь, которую следует отметить, - это камера Schwalbe SV13J, используемая для этих тестов. Она очень легкая, хотя не указана как облегченная. Большинство других камер для фэтбайков весят около 500 гр и более, вместо 390 гр. При использовании более тяжелой камеры энергопотери будут еще больше!


Средняя значения Сопротивления качению для 3 образцовКамерноБескамерно4812162015304560Давление, PSI (для расчета давления воздуха BAR = PSI / 14.5)Сопротивление Вт, (нижний лучший)



Разница показания
Параметры давления
Бескамерно Камерно Разница
Сопротивление Качению 20 psi / 1.4 Bar 23.6 Ватт 27.7 Ватт 4.1 Ватт
Сопротивление Качению 16 psi / 1.1 Bar 25.6 Ватт 29.8 Ватт 4.2 Ватт
Сопротивление Качению 12 psi / 0.8 Bar 29.1 Ватт
34.6 Ватт 5.5 Ватт
Сопротивление Качению 8 psi / 0.55 Bar 36.3 Ватт 43.8 Ватт 7.5 Ватт
Сопротивления Качению 6 psi / 0.4 Bar 44.8 Ватт 54.2 Ватт 9.4 Ватт
Коэффициент Сопротивления Качению 20 psi / 1.4 Bar 0.00707 0.00830 0.00123
Коэффициент Сопротивления Качению 16 psi / 1.1 Bar 0.00767 0.00893 0.00126
Коэффициент Сопротивления Качению 12 psi / 0.8 Bar 0.00872 0.01037 0.00165
Коэффициент Сопротивления Качению 8 psi / 0.55 Bar 0.01088 0.01313 0.00225
Коэффициент Сопротивления Качению 6 psi / 0.4 Bar 0.01343 0.01625 0.00282

Результаты 3 испытанных покрышек


Schwalbe Jumbo Jim LiteSkin 26 x 4.00

Closeup of Schwalbe Jumbo Jim


Schwalbe Jumbo Jim LiteSkin - это самая быстрая покрышка, из тестируемых до этого момента. По результатам отчетливо видно, что на давлении 6 psi / 0,4 bar, преимущество Jumbo Jim в сравнении с конкурентами только растет. Эта покрышка очень быстрая, даже на 6 psi, с бескамерной установкой, на асфальтированных дорогах. Даже некоторые MTB покрышки, стандарта 29 x 2.25 имеют более высокое сопротивление качению, чем Jumbo Jim LiteSkin, установленная бескамерно.


Schwalbe Jumbo Jim LiteSkin - Камерно Vs БескамерноКамерноБескамерно4812162015304560Давление, PSI (для расчета давления воздуха BAR = PSI / 14.5)Сопротивление Вт, (нижний лучшее)


Schwalbe Jumbo Jim LiteSkin 26 x 4.00
Параметры давления Бескамерно Камерно Разница
Сопротивление Качению 20 psi / 1.4 Bar 19 Ватт 23.3 Ватт
4.3 Ватт
Сопротивление Качению 16 psi / 1.1 Bar 20.5 Ватт 24.7 Ватт
4.2 Ватт
Сопротивление Качению 12 psi / 0.8 Bar 23.6 Ватт 28.7 Ватт
5.1 Ватт
Сопротивление Качению 8 psi / 0.55 Bar 29.6 Ватт 36.9 Ватт
7.3 Ватт
Сопротивление Качению 6 psi / 0.4 Bar 36.7 Ватт
46.4 Ватт
9.7 Ватт
Коэффициент Сопротивления Качению 20 psi / 1.4 Bar 0.00570 0.00698 0.00128
Коэффициент Сопротивления Качению 16 psi / 1.1 Bar 0.00615 0.00740 0.00125
Коэффициент Сопротивления Качению 12 psi / 0.8 Bar 0.00707 0.00860 0.00153
Коэффициент Сопротивления Качению 8 psi / 0.55 Bar 0.00887 0.01106 0.00219
Коэффициент Сопротивления Качению 6 psi / 0.4 Bar 0.01100 0.01391 0.00291

Specialized Fast Trak Fat 26 x 4.00

Closeup of Specialized Fast Trak Fat


Specialized Fast Trak Fat прошла тест немного медленнее по сравнению с Jumbo Jim LiteSkin. Снижение давления воздуха до 6 psi / 0,55 bar приводит к потерям до 45,1 Вт, что немного больше, чем 36,7 Вт для Jumbo Jim. Fast Trak Fast имеет гораздо более толстые боковые стенки (1,8 мм против 0,55 мм Jumbo Jim), что обеспечивает большую устойчивость к порезам, и покрышка легче герметизируется при бескамерном использовании.


Specialized Fast Trak Fat - Камерно Vs БескамерноКамерноБескамерно4812162015304560Давление, PSI (для расчета давления воздуха BAR = PSI / 14.5)Сопротивление Вт, (нижений лучший)


Specialized Fast Trak Fat 26 x 4.00
Параметры давления Бескамерно Камерно Разница
Сопротивление Качению 20 psi / 1.4 Bar 22.2 Ватт 26 Ватт 3.8 Ватт
Сопротивление Качению 16 psi / 1.1 Bar 25 Ватт 28.7 Ватт 3.7 Ватт
Сопротивление Качению 12 psi / 0.8 Bar 28.7 Ватт 34.1 Ватт 5.4 Ватт
Сопротивление Качению 8 psi / 0.55 Bar 36.5 Ватт 43.4 Ватт 6.9 Ватт
Сопротивление Качению 6 psi / 0.4 Bar 45.1 Ватт 54 Ватт 8.9 Ватт
Коэффициент Сопротивления Качению 20 psi / 1.4 Bar 0.00665 0.00779 0.00114
Коэффициент Сопротивления Качению 16 psi / 1.1 Bar 0.00749 0.00860 0.00111
Коэффициент Сопротивления Качению 12 psi / 0.8 Bar 0.00860 0.01022 0.00162
Коэффициент Сопротивления Качению 8 psi / 0.55 Bar 0.01094 0.01300 0.00207
Коэффициент Сопротивления Качению 6 psi / 0.4 Bar 0.01352 0.01619 0.00267


45NRTH Van Helga 26 x 4.00

Closeup of 45NRTH Van Helga


45NRTH VanHelga у этой покрышки увеличенные зацепы/шипы, рисунок спроектирован для того чтобы вгрызаться в грунт и обеспечить уверенный контроль, независимо от покрытия. Хоть это и совсем другой производитель, разница в результатах с камерой или бескамерно очень схожа с другим образцами.


45NRTH Van Helga - Камерно Vs БескамерноКамерноБескамерно4812162020406080Давление, PSI (для расчета давления воздуха BAR = PSI / 14.5)Сопротивление Вт, (нижений лучший)


45NRTH Van Helga 26 x 4.00
Параметры давления Бескамерно Камерно Разница
Сопротивление Качению 20 psi / 1.4 Bar 29.6 Ватт 33.8 Ватт
4.2 Ватт
Сопротивление Качению 16 psi / 1.1 Bar 31.4 Ватт
36.1 Ватт
4.7 Ватт
Сопротивление Качению 12 psi / 0.8 Bar 34.9 Ватт
41.0 Ватт
6.1 Ватт
Сопротивление Качению 8 psi / 0.55 Bar 42.7 Ватт
51.0 Ватт
8.3 Ватт
Сопротивление Качению 6 psi / 0.4 Bar 52.6 Ватт
62.1 Ватт
9.5 Ватт
Коэффициент Сопротивления Качению 20 psi / 1.4 Bar 0.00887 0.01013 0.00126
Коэффициент Сопротивления Качению 16 psi / 1.1 Bar 0.00941 0.01082 0.00141
Коэффициент Сопротивления Качению 12 psi / 0.8 Bar 0.01046 0.01229 0.00183
Коэффициент Сопротивления Качению 8 psi / 0.55 Bar 0.01280 0.01529 0.00249
Коэффициент Сопротивления Качению 6 psi / 0.4 Bar 0.01577 0.01862 0.00285


Итоги


Bottle of tubeless sealant on a rolling resistance machine


С результатами этих трех шин я чувствую, что можно с уверенностью предположить, что любая другая шина 26 x 4.0 для фэта покажет тот же выигрыш при падении камеры и конвертации в бескамерную.

На наш взгляд, данный тест доказывает, что бескамерное использование покрышек - это необходимость на фэтбайка. Убрав камеру, вы получите экономию до 15 Вт, для комплекта колес на давлении воздуха 8 psi / 0.55 bar. Еще более низкое давление воздуха - 6 psi / 0,4 bar, сэкономит около 20 Вт полезной мощности в шинах. В гонке это разница между 1ым и 15ым местом или сэкономленные пару км в велопоходе!!! Если вы считаете, что средняя выходная мощность вашего велосипедиста будет около 200-250 Вт, то запросто можно получить дополнительные 10% полезной мощности без напряжения.

Проверить давление воздуха менее 6 psi не удалось, но, глядя на результаты испытаний, можно смело сказать, что при еще более низком давлении (4-5 psi) средние потери на камере быстро возрастут до 30 Вт. Ведь, чем мягче поверхность, тем ниже давление воздуха, которое очень часто используется зимой, чтобы не зарываться в снег слишком сильно. При тестировании такого низкого давления потери с камерами были бы сумасшедшим. Если вы еще придерживается старой школы, и вы думаете, будет сложно освоить бескамерное использование покрышек, специально для вас ниже мы очень давно сняли ролик как очень легко установить покрышку бескамерно.



Комментарии

Сообщения не найдены

Новое сообщение