Inżynieria opon, kół i układu napędowego

Crr jest bezwymiarowym stosunkiem: siła oporu równa się Crr razy obciążenie normalne (masa × g).

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · wiedza

Dobre opony wyścigowe typu clincher i bezdętkowe mają wartości rzędu 0,003–0,004 na gładkich bębnach i drogach.

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · wiedza

0,004 × 80 × 9,81 × 11,1 m/s to około 35 W.

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · zastosowanie

0,001 × 80 × 9,81 × 11,1 to około 8,7 W, dlatego wybór opon ma tak duże znaczenie.

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · zastosowanie

Ponieważ siła = Crr × obciążenie, cięższy zawodnik z rowerem ponosi proporcjonalnie większy opór toczenia.

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · wiedza

Nierówności nawierzchni sprawiają, że opona i rower podskakują, co dodaje strat energii, których gładkie testy na bębnie nie ujmują.

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · wiedza

Histereza gumy zwykle maleje wraz z jej nagrzewaniem, więc ta sama opona w ciepły dzień wypada w testach szybciej.

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · wiedza

Przy 40 km/h moc aerodynamiczna to zwykle kilkaset watów, wobec kilkudziesięciu na opór toczenia.

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · zastosowanie

Moc aerodynamiczna maleje z sześcianem prędkości, a moc oporu toczenia tylko liniowo, więc opór toczenia zyskuje na znaczeniu przy niskich prędkościach.

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · zastosowanie

Stalowy bęben jest gładki i zakrzywiony, więc wartości bezwzględne różnią się od uzyskiwanych na drogach, choć rankingi opon zwykle się utrzymują.

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · wiedza

Drgania przekazywane na rower i zawodnika rozpraszają się w postaci ciepła w ciele i podzespołach.

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · wiedza

Poniżej punktu granicznego wyższe ciśnienie zmniejsza straty; powyżej niego rosnące straty na drgania sprawiają, że opona jest wolniejsza na prawdziwych drogach.

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · wiedza

Punkt graniczny obniża się wraz z chropowatością nawierzchni, więc najszybsze ciśnienie spada.

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · zastosowanie

Tkanki miękkie tłumią drgania, zamieniając energię mechaniczną w ciepło zamiast w ruch do przodu.

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · wiedza

Frank Berto zaproponował ciśnienia, przy których opona ugina się o około 15% swojej wysokości pod ciężarem zawodnika.

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · wiedza

Ugięcie zależy od obciążenia i ciśnienia, więc większe obciążenie wymaga wyższego ciśnienia, by zachować ten sam kształt.

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · zastosowanie

Większa objętość i szerokość styku pozwalają szerszej oponie przenieść obciążenie przy niższym ciśnieniu i mniejszych drganiach.

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · wiedza

Zwykle około 55–60% obciążenia przypada na tylne koło, które dlatego potrzebuje nieco wyższego ciśnienia.

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · wiedza

Na bardzo gładkiej nawierzchni punkt graniczny jest wysoki, więc straty w karkasie nadal maleją wraz ze wzrostem ciśnienia.

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · zastosowanie

Twardy, drżący odbiór przepompowanej opony jest często mylony z szybkością, podczas gdy rzeczywiste straty rosną.

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · zastosowanie

Wyższe TPI zwykle oznacza cieńsze nici i bardziej elastyczny karkas.

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · wiedza

Cieńsze, bardziej elastyczne karkasy odkształcają się przy mniejszych stratach histerezy.

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · wiedza

Warstwy ochronne usztywniają oponę i dodają gumy, więc zwykle zwiększają opór toczenia.

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · wiedza

Kody ETRTO podają szerokość opony, a potem średnicę osadzenia stopki; 622 mm to standardowy rozmiar szosowy 700c.

Źródło: ETRTO Standards Manual (2023) · wiedza

Pierwsza liczba to nominalna szerokość przekroju opony.

Źródło: ETRTO Standards Manual (2023) · wiedza

Rzeczywista szerokość zależy od wewnętrznej szerokości obręczy; nowoczesne szerokie obręcze sprawiają często, że opona 25 mm ma 27–28 mm.

Źródło: ETRTO Standards Manual (2023) · wiedza

Obręcze hookless są ograniczone do 5 barów, ponieważ opona jest utrzymywana bez haczyka.

Źródło: ETRTO Standards Manual (2023) · wiedza

Bezpiecznie trzymają się tylko opony zaprojektowane do stopek hookless; inne mogą się zsunąć i ulec uszkodzeniu.

Źródło: ETRTO Standards Manual (2023) · wiedza

Bardziej miękkie mieszanki o niższej histerezie mogą toczyć się szybciej i lepiej przyczepiać, ale szybciej się zużywają.

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · wiedza

Opony rowerów szosowych są zbyt wąskie, by przy prędkościach kolarskich wpadać w akwaplaning, więc bieżnik niewiele dodaje przyczepności.

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · wiedza

Większa szerokość wewnętrzna rozsuwa stopki, dając szerszy, mniej zaokrąglony profil opony.

Źródło: ETRTO Standards Manual (2023) · wiedza

Projektanci kół stwierdzili, że opór rośnie, gdy opona jest szersza od obręczy, dlatego obręcze robi się nieco szersze od opon.

Źródło: Poertner, notatki o projektowaniu kół Zipp (lata 10. XXI wieku) · wiedza

Wybrzuszona opona zakłóca płynne przejście na obręcz, zwłaszcza przy niezerowym kącie natarcia wiatru.

Źródło: Crouch et al., Sports Eng 2017 · wiedza

Szersza opona ma większą powierzchnię czołową; dopasowana szerokość obręczy ogranicza tę stratę.

Źródło: Crouch et al., Sports Eng 2017 · wiedza

Dowody na to, że szersze opony toczą się dobrze, doprowadziły do powstania szerszych obręczy, by kształty opony i obręczy były aerodynamicznie dopasowane.

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · wiedza

Opona znacznie szersza od obręczy jest słabo podparta bocznie i może się przewracać lub uciekać.

Źródło: ETRTO Standards Manual (2023) · wiedza

Utrzymanie opony w zewnętrznym profilu obręczy pomaga zachować przyleganie strug powietrza na całej obręczy.

Źródło: Crouch et al., Sports Eng 2017 · wiedza

Tabele ETRTO dopasowują wewnętrzne szerokości obręczy do zakresu zgodnych szerokości opon.

Źródło: ETRTO Standards Manual (2023) · wiedza

Opona szersza od obręczy psuje zamierzony profil obręczy, odbierając część przewagi aerodynamicznej.

Źródło: Crouch et al., Sports Eng 2017 · zastosowanie

Tylne koło jest częściowo osłonięte przez ramę i nogi, więc przednie otrzymuje więcej niezaburzonego przepływu.

Źródło: Crouch et al., Sports Eng 2017 · wiedza

Względem powietrza górna część koła porusza się z prędkością około dwukrotnie większą niż rower, a punkt styku jest nieruchomy.

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · wiedza

Ponieważ górne szprychy szybko przecinają powietrze, zmniejszenie ich liczby i nadanie im kształtu obniża opór.

Źródło: Crouch et al., Sports Eng 2017 · wiedza

Wyższe obręcze wygładzają przepływ wokół koła i przy kącie natarcia wiatru mogą wytwarzać siłę żagla skierowaną do przodu.

Źródło: Crouch et al., Sports Eng 2017 · wiedza

Siła boczna na przednim kole dyskowym tworzy moment kierujący; na tylnym ledwo wpływa na kierowanie.

Źródło: Crouch et al., Sports Eng 2017 · wiedza

Koła elastyczne bocznie mogą ocierać o klocki lub ramę i dawać nieprecyzyjne odczucie w zakrętach lub podczas sprintu.

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · wiedza

Długotrwałe hamowanie nagrzewa obręcz; żywica węglowa i opony są wrażliwe na wysokie temperatury.

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · wiedza

Przy stałej prędkości na płaskim masa wpływa tylko nieznacznie na opór toczenia.

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · wiedza

Nierównomierne napięcie ściąga obręcz na boki lub promieniowo, powodując bicie.

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · wiedza

Rankingi mogą się odwracać między niskim a wysokim kątem natarcia wiatru, więc pojedyncza liczba ukrywa zachowanie w rzeczywistych warunkach.

Źródło: Crouch et al., Sports Eng 2017 · wiedza

Przy silnym, porywistym wietrze bocznym płytsze przednie koło ogranicza skutki siły bocznej dla kierowania, a głębokie tylne pozostaje do opanowania.

Źródło: Crouch et al., Sports Eng 2017 · zastosowanie

Testy laboratoryjne wykazały sprawność napędu łańcuchowego do około 98,6%.

Źródło: Spicer et al., J Mech Des 2001 · wiedza

Sprawność rosła przy większych zębatkach i wyższym napięciu łańcucha; smarowanie miało niewielkie znaczenie w czystych warunkach laboratoryjnych.

Źródło: Spicer et al., J Mech Des 2001 · wiedza

W kontrolowanych, czystych warunkach smarowanie miało niewielki zmierzony wpływ; brud w rzeczywistych warunkach zmienia ten obraz.

Źródło: Spicer et al., J Mech Des 2001 · wiedza

Zanieczyszczenia tworzą ścierną pastę w rolkach i sworzniach, zwiększając tarcie i zużycie.

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · wiedza

Wosk na bazie parafiny przyciąga mało brudu i w testach wykazuje niskie tarcie, choć trzeba go nakładać ponownie.

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · wiedza

Łańcuchy się nie rozciągają; zużycie wydłuża podziałkę, a około 0,5% sygnalizuje wymianę w wielu układach napędowych.

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · wiedza

Wydłużony łańcuch wspina się po zębach, przyspieszając zużycie drogich zębatek.

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · wiedza

Niezależne stanowiska testowe napędzają łańcuch przy określonej mocy i prędkości i mierzą straty.

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · wiedza

Smar szybki w stanie czystym może działać słabo po zabrudzeniu, więc testy w warunkach brudnych są bardziej realistyczne.

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · wiedza

Czysty, świeży łańcuch z dobrym smarowaniem niskim kosztem odzyskuje waty tracone na brud i zużycie.

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · zastosowanie

Skrajne kombinacje przełożeń ustawiają łańcuch pod dużym kątem, zwiększając tarcie i zużycie.

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · wiedza

Skos łańcucha zwiększa tarcie między płytkami a zębami zębatek.

Źródło: Spicer et al., J Mech Des 2001 · wiedza

Mniejsze zginanie ogniw na większych kółkach przerzutki zmniejsza tarcie, zwykle o wat lub dwa.

Źródło: Spicer et al., J Mech Des 2001 · wiedza

53/11 × około 2,1 m obwodu to około 10,1 m na obrót korby; 90 obrotów na minutę to około 55 km/h.

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · zastosowanie

Rozwinięcie = przełożenie × obwód koła, używane do porównywania przełożeń przy różnych rozmiarach kół.

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · wiedza

Większa tarcza pozwala zastosować większe zębatki z tyłu przy prostszym przebiegu łańcucha dla tego samego przełożenia.

Źródło: Spicer et al., J Mech Des 2001 · wiedza

Układy 1x upraszczają zmianę biegów, ale rozkładają zakres z większymi skokami między przełożeniami.

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · wiedza

Niższe przełożenia pozwalają wjeżdżać na podjazdy w siedzeniu przy możliwej do utrzymania kadencji i mocy.

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · zastosowanie

Mniejsze zębatki zginają każde ogniwo mocniej przy każdym zazębieniu, zwiększając straty.

Źródło: Spicer et al., J Mech Des 2001 · wiedza

Przejście na dużą tarczę prostuje łańcuch i wykorzystuje większe zębatki, zmniejszając tarcie.

Źródło: Spicer et al., J Mech Des 2001 · zastosowanie

W zakresie 120–220 mm maksymalna moc zmieniała się tylko o kilka procent, a optymalna kadencja dostosowywała się do długości korby.

Źródło: Martin & Spirduso, Eur J Appl Physiol 2001 · wiedza

Krótsze korby zmniejszają zgięcie w biodrze w niskiej pozycji aerodynamicznej, co może poprawiać komfort i moc.

Źródło: Martin & Spirduso, Eur J Appl Physiol 2001 · zastosowanie

Wyprost nogi w dolnym punkcie obrotu pozostaje podobny tylko wtedy, gdy wysokość siodła rośnie o zmianę długości korby.

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · wiedza

Prędkość stopy po okręgu zależy zarówno od obrotów na minutę, jak i od promienia korby.

Źródło: Martin & Spirduso, Eur J Appl Physiol 2001 · wiedza

Przeglądy wskazują niespójne wpływy na moc i sprawność; niektórzy zawodnicy je wolą.

Źródło: Leong, Elmer & Martin, J Appl Biomech 2017 · wiedza

Q-factor to boczny rozstaw pedałów, który wpływa na tor kolan i komfort.

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · wiedza

Wyższy stack efektywnie obniża siodło względem stopy, więc trzeba go uwzględnić.

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · wiedza

Maksymalna moc występuje przy podobnej prędkości pedałowania, więc krótsza korba przesuwa najlepsze obroty na minutę w górę.

Źródło: Martin & Spirduso, Eur J Appl Physiol 2001 · wiedza

Tensometry mierzą moment obrotowy; pomnożony przez prędkość obrotową daje moc.

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · wiedza

Mierniki jednostronne zakładają, że obie nogi wnoszą taki sam wkład, co nie dla każdego jest prawdą.

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · wiedza

Przy wysoko położonym środku masy przeniesienie ciężaru sprawia, że przednie koło wykonuje większość hamowania, aż tylne się uniesie.

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · wiedza

Geometria ogranicza rowery do mniej więcej połowy g przed wywróceniem się przez kierownicę, znacznie mniej niż samochody.

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · wiedza

Hamowanie przenosi obciążenie na przód, zwiększając jego przyczepność, podczas gdy tył się odciąża.

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · wiedza

Tarcze pozostają czystsze, a ciepło hamowania nie dociera do obręczy i opony.

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · wiedza

Tarcie zamienia energię kinetyczną w ciepło, dlatego długie zjazdy nagrzewają hamulce.

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · wiedza

Energia kinetyczna, a więc i droga hamowania przy stałym opóźnieniu, rośnie z kwadratem prędkości.

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · wiedza

Opona ma skończoną przyczepność; wykorzystanie jej do hamowania zostawia mniej na zakręt – to „koło tarcia".

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · wiedza

Przegrzane klocki, tarcze lub płyn tracą tarcie lub ciśnienie, zmniejszając siłę hamowania.

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · wiedza

Zdecydowane hamowanie seriami pozwala podzespołom stygnąć między użyciami i zachowuje przyczepność na zakręt.

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · zastosowanie

Sięgnięcie do klamek na bazie kierownicy zajmuje czas, dlatego na technicznych odcinkach zawodnicy przenoszą ręce na bazę.

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · zastosowanie

Rozmieszczenie warstw kompozytu umieszcza włókna tam, gdzie biegną obciążenia, dając wysoką sztywność w stosunku do masy i swobodę projektowania.

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · wiedza

Węgiel może pękać wewnętrznie po uderzeniu przy niewielkich widocznych śladach.

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · wiedza

Węgiel jest wytrzymały w zaprojektowanych kierunkach, ale podatny na naprężenia od zacisku; klucz dynamometryczny zapobiega uszkodzeniom.

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · wiedza

Ukrycie przewodów zmniejsza odsłonięty, turbulentny bałagan wokół kierownicy i rury sterowej.

Źródło: Crouch et al., Sports Eng 2017 · wiedza

Zaprojektowanie schowków w kształcie ramy pozwala uniknąć oporu dodatków umieszczonych w strumieniu powietrza.

Źródło: Crouch et al., Sports Eng 2017 · wiedza

Miejsca w śladzie aerodynamicznym zawodnika lub między ramionami często wypadają w testach z niewielką, a nawet ujemną zmianą oporu.

Źródło: Crouch et al., Sports Eng 2017 · wiedza

Stopy aluminium są niedrogie i bardziej odporne na uderzenia, choć cięższe od węgla przy tej samej sztywności.

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · wiedza

Rama w niewłaściwym rozmiarze ogranicza sposób ustawienia punktów kontaktu.

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · wiedza

Tytan zapewnia trwałość i odporność na korozję oraz sprężystą jazdę, przy wyższym koszcie i masie niż węgiel.

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · wiedza

Ukryte uszkodzenia mogą nagle doprowadzić do awarii, dlatego wskazana jest kontrola lub obrazowanie przez specjalistę.

Źródło: Wilson & Schmidt, Bicycling Science (wyd. 4, 2020) · zastosowanie