kaiyun全站kaiyun全站kaiyun全站滚动阻力在骑自行车时可谓是极为重要的一种力。当骑行上坡时,需奋力克服重力,而在此过程中也收获了重力势能,待下坡之际便能充分释放这些能量。2020 年,Malizia 和 Blocken 在《风工程与工业空气动力学杂志》上发表了一篇有关自行车空气动力学的文章。其中指出,在平路上以超过 40 公里/小时的速度骑行时,所克服的阻力中约有 90%为空气阻力。正因如此,公路车手们对所有与空气相关的因素都极为着迷。除空气阻力之外,轮胎与道路之间的摩擦力,即滚动阻力,乃是骑行者需要克服的主要力量之一。唯有战胜它们,方能顺利开始骑行,亦才能骑得更快。
接下来,将为你详细阐释什么是滚阻、如何测量滚阻以及影响滚阻的因素。尽管滚阻通常被视作公路车需重点考虑的问题,然而外媒会解释为何它对于山地车和砾石车手同样至关重要。此外,外媒还会介绍在其测试中所发现的三种最佳公路车轮胎,这些轮胎具有较低的滚动阻力。
根据轮胎制造商 Schwalbe 的观点,滚阻即轮胎滚动时所损失的能量。这种能量损失有多种来源,其中最主要的便是因轮胎变形而损失的能量。轮胎与路面之间也存在摩擦,这便是为何在更平滑的柏油路面上骑行远比在砾石路或越野路上骑行容易得多的原因。 轮胎的变形或相对位移会致使热量与声音的产生,以及系统能量的损失。在自行车领域,轮胎的宽度、直径以及胎压都会对轮胎的变形产生影响。其他方面,例如轮胎的柔韧性以及胎面中所使用的橡胶配比也起着一定的作用。 用二氧化硅替代轮胎配料中的部分炭黑,可以减少因相对位移产生的能量损失,从而降低滚阻。这便是高性能轮胎通常包含二氧化硅的原因。据称,石墨烯具有类似的效果,Vittoria 便在其高性能轮胎中添加了石墨烯材质。 倘若你参加计时赛或比赛,或许你愿意牺牲轮胎寿命和防刺穿保护来提升速度。竞赛用轮胎的胎面和胎壁通常较薄,甚至可能不包含防刺穿保护层。另一方面,若你在崎岖的道路上骑行,或者仅仅是讨厌在半路修补爆胎,那么你可能愿意接受通过增加滚阻来获得额外的防刺穿层,从而获得更好的防爆保护、抓地力以及更长的轮胎使用寿命。
滚阻是减慢骑行速度最为明显的力量之一,同时也是最易于解决的力量之一。除空气阻力之外,滚阻在骑行时所遇到的阻力中占据很大一部分,甚至在较低骑行速度下会超过空气阻力。 几乎每一位骑行者都渴望骑得更快、更远或者更省力,而降低滚阻便是实现这一目标最为简单且成本最低的方法之一。正如 Schwalbe 所指出的那样:“骑行者只有非常有限的体力,他们希望尽可能高效地运用这些体力。” 选择更换低滚阻的轮胎相对较为便宜,不过也可以优化现有的骑行条件和路线,而这些对于你来说是免费的。
待测轮胎被安装在测试轮上,并充气至预定压力。此时,轮胎与测试滚筒相接触,从上方对车轮施加压力,以此模拟车手的体重,使轮胎产生形变。 该系统通过测量保持指定速度旋转所需的过剩功率或扭矩,进而确定轮胎的滚动阻力。通常会进行多次重复测量,以确保准确性和可重复性。并且在测量前一般会有一个预热期,以便让系统和轮胎达到平衡状态。自行车轮胎的滚阻通常以瓦(W)表示,这是车手和爱好者们所熟知的单位。当然,也有其他单位来表示测量值,比如滚阻系数或 Crr,即克服滚阻所需的力除以车轮负载,通常以 N/kg 作为表述单位。
影响自行车轮胎滚阻的一个因素是内胎和外胎之间的摩擦,这种摩擦会在负载下轮胎变形时发生。有一项评测专门针对轮胎滚阻及其他因素带来的影响进行了测试。他们测试了 10 款不同的 TPU、乳胶和丁基内胎,与 25mm 的 Continental GP5000 STR 外胎搭配使用时滚阻有何不同,同时还额外对比了真空胎的情况。 结论是发现使用内胎比使用线W。其中,乳胶内胎对滚阻的影响最小,大多数 TPU 内胎的性能优于丁基内胎。最终得出的结论为真空胎的骑行效率最高,如果想要使用内胎,就使用非线 开口胎,这种版本速度更快,且更轻更便宜。 管胎其实和开口胎类似,但管胎价格较高,它们的滚阻可能与使用乳胶内胎的开口胎相当。 棉线胎也有助于降低滚阻,不过所用胶水的类型和数量以及胶水干燥的时间长短都会影响结果,因此无法从对比测试中得出任何明确的结论。 一般来说,真空胎与乳胶或 TPU 内胎之间的滚阻差异很小,你可以根据自己的喜好进行选择。另外,真空胎提供了额外的防刺穿保护,自补液的存在可以让你在大多数情况下即使被扎胎也能骑回家。
对两种不同宽度的倍耐力 P Zero Race TLR(26mm 和 30mm)版本进行了对比测试,以评估更宽的轮胎是否更快。结果是:视情况而定。 在室内滚轮上,当两个轮胎以相同压力运行时,30mm 轮胎需要更少的功率来保持相同的速度。这是因为在相同压力下,较宽的轮胎由于接触面更宽、更短而相对形变较少。而当实际胎压根据要求调整到同一水平时,较窄的轮胎效率更高。理论上,如果能够完美地调整每个宽度的胎压以保持相同的接触面积,那么滚阻应该是相同的。 但在实际骑行中,在较好的路况上,宽胎并不比窄胎慢,并且在需要顺应性和抓地力的崎岖道路上,宽胎则更快。在这种路况下,宽胎能提供更多的缓冲顺应性和更大的转弯表面积。这便是为什么许多精英砾石车手会选择超宽轮胎参加 Unbound 等高难度越野比赛。 所以,你应该根据骑行的地形和骑行目标来选择轮胎尺寸。
对于山地和砾石车手,滚阻重要但不如公路车重要。很多时候,滚阻更小的轮胎易爆胎,在耐力赛或难度赛道上不值得妥协。在 XC 赛等特定场景下,山地车手可能会为更低滚阻牺牲一些抓地力,但路线不能太难,砾石骑行类似。总体而言,对于大多数山地和砾石骑行,抓地力、防穿刺比低滚阻更重要。 2024 年最快的公路轮胎方面,外媒综合评测后选择 8 条性能最佳的 700x28c 轮胎在英国银石运动工程实验室测试滚阻,测试设备有驱动电机和扭矩计,还进行实际骑行测试以综合评估性能水平和安装难易程度。以下是外媒发现的三款滚阻最低的轮胎,但低滚阻并非一切,如 Challenge 的 Criterium RS 轮胎虽实验室测试速度快且现实中骑行质感佳,但真空胎安装异常麻烦,可能让许多车手却步。
测试中,这款倍耐力轮胎的滚阻最低,仅为 11.86W。2023 年初,其最新款进行了更新,胎壁变得更薄,材料中加入了芳纶纤维,防刺穿性能得以改善,且据称降低了滚阻。 虽然该轮胎设计相当窄,轮廓圆润,确实对操控性有轻微影响,但并不影响舒适度,仍然拥有出色的骑行质感和抓地力。28mm 尺寸的轮胎重量为 310g,相比一些竞争对手的真空胎稍重一些。 倍耐力最近还推出了 P Zero TLR RS,承诺具有更低的重量和更低的滚阻,同时提高了与无钩车圈的兼容性。Schwalbe Pro One TLE
在测试的八款真空胎中,Schwalbe Pro One TLE 以微弱优势位居第二,滚阻为 12.08W。最新款的 Schwalbe 发布时据称有两项优势,即更低的滚阻和增加了转弯抓地力。 这在一定程度上归功于新的胎体,同时也得益于新的 Addix Race 橡胶化合物。外媒测量的 28mm 版本每条重 264g,是同类轮胎中最轻的之一。它在路上给人的感觉非常快,外媒甚至在砾石路上行驶了几百公里,压力低至 40psi/2.7 BAR,轮胎也毫发无损。
滚阻测试中,Challenge Criterium RS 获得了最后的领奖台位置,功率为 12.18W。它拥有一个柔软的高支数棉质胎体,而非与前两名一样的尼龙材质,因此每条轮胎的重量很轻,仅为 263g。 外媒对这款轮胎低滚阻所带来的自由感、骑行舒适度和抓地力颇为喜爱,不过其安装和维护有些棘手。这款轮胎只有 25mm 和 27mm 宽度选项,这可能会使其对你的吸引力有所降低。
值得注意的是,外媒测试的大多数轮胎之间的滚阻差异很小。此外,还有许多其他因素可能会影响轮胎在自行车上的效率,包括所使用的轮压、车圈的内宽以及自身和自行车整体的重量kaiyun全站。 外媒在 80psi 下使用乳胶内胎来控制变量,但对于某些轮组/轮胎组合来说,这一数值的胎压可能太高了。例如,Zipp 454 NSW 无钩车圈的胎压限制为 72.5psi/5 BAR,且这款轮组的内宽为 23mm,比外媒测试的 Hunt 54 Aerodynamicist Carbon Disc 前轮 20mm 内宽要宽得多。这两种因素都可能改变轮胎的滚阻。 在机动车领域,有 IOS 标准制定了统一的方法来测量滚阻,而自行车滚阻测试的标准则由测试人员决定。当然,经验丰富的测试人员能够提供最全面、最一致的测试方法。 最终结论是,滚阻与空气阻力、耐用性和抓地力等其他因素之间存在取舍,在决定使用哪种轮胎以及在何种情况、胎压下使用时,你需要做出权衡。
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