Tuhost u silničního kola je nezbytná, ale musí být také vyvážena pohodlím, hmotností a cenou. Zkoumáme jak
Prohledejte internet pomocí výrazu „ztuhlost“a nedostanete se daleko, dokud neuvidíte reklamy na prodej farmaceutických řešení pro gentlemanské záležitosti. Zdá se, že jízdní kola a ložnice sdílejí neochvějnou paranoiu ohledně slabého výkonu, což vysvětluje, proč je marketingový šmejd, který doprovází každé nové kolo, neustále posetý tvrzeními o tom, jak je rám nyní super tuhý a zároveň lehčí a pohodlnější. Ale alespoň teoreticky jsou tyto tři vlastnosti v rozporu a designéři kol se neustále snaží najít sladkost mezi nimi tím, že si pohrávají s rozměry trubek a vědou o materiálech.
Pedál na uhlík
Když inženýři mluví o tuhosti rámu, ve skutečnosti se zabývají dvěma různými oblastmi výkonu motocyklu. První se týká dostatečné boční tuhosti, která umožní jezdcovu šlapání co nejúčinněji přenést na vozovku. Druhý se týká předvídatelnosti a stability ovládání kola.
Pokud jde o boční tuhost, pokaždé, když vaše noha dupne na pedál, vytváříte značné boční (ze strany na stranu) napětí spolu s torzními (kroucenými) silami, které se spojí a vypáčí spodní část rámu. zarovnání. Každý milimetr pohybu rámu pohlcuje drahocennou energii, která by mohla být směrována na vozovku, takže minimalizace tohoto ohybu účinně maximalizuje efektivitu šlapání, a proto se neúnavné zaměření na tuhost rámů.
„Jak dostáváte energii, kterou dáváte klikami do zadního kola, je ve skutečnosti o středové konzole, řetězových vzpěrách, patkách a tuhosti kola,“říká Gerard Vroomen, spoluzakladatel Open bicycles a dříve spolu- majitel Cervélo. Tato výzva je komplikována jednostranným hnacím ústrojím kola, které vytváří nerovnoměrné zatížení zadní části kola. Potřeba odolávat větším silám na pravé straně rámu je důvodem, proč mnoho kol volí asymetrický design řetězových vzpěr a sedlových trubek.
Jak nám ale připomíná Ben Coates, produktový ředitel pro silniční produkty Trek, to, co děláte na jedné části kola, má přímý dopad na druhou: „Můžete zvýšit tuhost na středovém složení, například přidáním laminátu do spodní strana hlavové trubky, ale každý kus laminátu ovlivňuje celé kolo. Riskujete nepříznivé účinky, pokud nerozumíte tomu, jak přidání nebo broušení materiálů ovlivňuje ostatní části jízdního kola.
„Umíme udělat kola tužší, než si přejí i ti největší a nejnáročnější jezdci na světě, ale jen to, aby byly tužší nebo lehčí, nemusí být nutně receptem na lepší kolo. Konverzace musí začít tím, jak chcete, aby kolo jezdilo, ne kde chcete, aby bylo tuhé.'
Technická tuhost
Jak návrháři vyztužují rám na správných místech? Odpověď spočívá v průměru průřezu trubek a také jejich délce a v případě karbonových kol ve více vrstvách uhlíkových vláken
použity při jejich konstrukci.
„Čím větší je průměr trubky, tím tužší bude,“říká Adam Wais, generální ředitel a zakladatel výrobce ručně vyráběných karbonových kol Rolo. ‚A to je ještě předtím, než se vůbec začnete dívat na materiály.‘
To vysvětluje tendenci v designu kol směrem k příliš velkým spodním trubkám, středovým spojům a řetězovým vzpěrám. Pokroky v oblasti uhlíkových vláken umožnily výrobcům snížit tloušťku stěn trubek, což jim dává svobodu vytvářet gargantuovsky vyhlížející trubky bez zvýšení hmotnosti.
Pokud se tedy obrovské spodní trubky a středové držáky používají k nasměrování každého wattu výkonu jezdce na vozovku, proč se neřídit stejnou filozofií u horní trubky a hlavové trubky, abyste odolali silám v zatáčkách a zajistili přesné řízení?
Když nakláníte kolo do zatáčky, sbíhají se tři velké síly: gravitace, která táhne svisle dolů; kinetická energie, která vás žene vpřed, a dostředivá síla, která vás tlačí ven – doleva při odbočování doprava a naopak. Pokud je rám příliš pružný, mohou tyto síly tlačit kola a hlavovou trubku mimo zarovnání, což vede k nepřesnému řízení.
‘Potřebujete, aby se kola držela, a čím lépe jedou zepředu dozadu, tím předvídatelnější jsou v zatáčce,‘říká Thomas McDaniel, produktový manažer společnosti BMC. „Řekněme, že projíždíte zatáčkou, kterou jste jeli tisíckrát, abyste byli sebevědomí a měli velkou rychlost, ale jednoho dne najdete masivní kámen přímo uprostřed linie, kterou vždy jedete. Jak dobře dokáže motorka přijmout vaši potřebu udělat změnu uprostřed zatáčky? Zde vstupuje do hry tuhost přední části.'
Ukazuje se, že pokud je kolo na přední části příliš tuhé, je obtížné se naklonit, což vytváří jiný typ problémů s ovládáním. Chris D’Aluisio, kreativní ředitel Specialized, se ujal příběhu tím, že připomněl okamžik, kdy Tarmac SL4 společnosti nahradil SL3. Dříve, když Specialized vyvíjel nové kolo, používal velikost rámu 56 cm jako měřítko pro novou sadu cílů, včetně tuhosti. Jakmile byly cíle zasaženy, rám by se pak zmenšil s o něco menšími trubkami pro menší rámy a většími trubkami pro větší rámy.
‘S SL4 jsme udělali 56 tužší a lehčí a vyšší jezdci – velikost 56 a vyšší – řekli: „Wow! Je to tak lepší. Ale při mé velikosti, 52, to jezdilo hůř,‘říká D’Aluisio s osvěžující otevřeností. „Bylo to příliš drsné, nejen vertikálně, ale i když jste se naklonili do rohu. Měla příliš velkou tuhost přední části a neumožňovala, aby se kolo menších velikostí přizpůsobilo střednímu rohu silnice, takže by to způsobilo chvění přední části, zejména na hrbolatém povrchu vozovky, což by mohlo být znervózňující..'
Ukázalo se, že úpravy provedené při zmenšování motocyklu nešly zdaleka dostatečně daleko a že menší rámy s trubkami podobného průřezu a karbonovým uložením do 56 cm byly neuvěřitelně tuhé, protože trubky byly kratší.
„Malé motocykly byly proporcionálně mnohem tužší než větší motocykly, což je úplný opak toho, co jezdec potřebuje,“říká D’Aluisio. „Vyšší jezdec s delší sedlovkou a vyšším těžištěm vyžaduje od motocyklu mnohem více práce. Když požádáte motorku, aby se při manévru pohybovala zprava doleva, motorka udělá veškerou práci, aby přesunula váhu jezdce z jedné strany na druhou a zachytila jezdce před pádem. Musíme znovu získat trakci, když jezdec zatočí.‘
V důsledku toho se Specialized rozhodl, že potřebuje efektivně zacházet s každou jinou velikostí rámu, jako by to byl jeho vlastní samostatný zakázkový projekt, což je proces, který nazývá Rider First Engineering.
To pomáhá vysvětlit, proč inženýři jednoduše nedělají celé kolo tak tuhé, jak je to jen možné, ale je tu i další důvod: pohodlí, známé také jako poddajnost, což je schopnost rámu bojovat s nedokonalostmi na silnici povrchu a absorbovat vibrace z asf altu.
Po vytvoření Cervélo R3, motocyklu, který se sedm let po sobě těšil na stupních vítězů na brutálních dlážděních Paříž-Roubaix, Vroomen ví, co je potřeba pro kolo, které dokáže dodat výkon na zadní kolo a zároveň ochránit jezdce. z těch nejhorších povrchů.
‚V ideálním případě chcete co nejmenší vertikální tuhost, abyste získali určité pohodlí a poddajnost,‘říká. „Ale trubka, kterou zvětšíte, abyste získali tuhost v krutu, se také zvětší vertikálně a tužší vertikálně, a není snadné tyto dva faktory oddělit. V tomto smyslu to bude vždy kompromis – na nejpohodlnějším motocyklu se nebude jezdit, protože je tak flexibilní ve všech směrech, a na nejtužším možném kole bude také nejezditelné, protože je krutě tuhé, což je nejen nepohodlné, ale také pomalejší. Potřebujete určitý druh souladu, abyste odstranili nerovnosti silnice.‘
Pneumatiky odvádějí velkou část této práce, ale konstruktéři také zavádějí určitou míru pružnosti do rámu, zejména v sedlové trubce a prostřednictvím velmi tenkých nebo zploštělých sedlových vzpěr, jako prostředek k rozptýlení otřesů, které procházejí zadní částí. kola k jezdci.
Pravděpodobně nejlepším příkladem toho, jak lze vertikální poddajnost oddělit od středového složení a tuhosti hlavové trubky, je Trek Domane, závodně laděné kolo, které vyneslo Fabiana Cancellaru na nejvyšší stupínek na stupních vítězů na Tour of Flanders a Paříž-Roubaix. Sedlová trubka Domane je „odpojena“od horní trubky, což umožňuje, aby se sedlová trubka ohýbala téměř nezávisle na rámu bez obětování tuhosti. Nový oddělovač IsoSpeed v nejnovější zrcadlovce Domane má dokonce „laditelnou poddajnost“, takže jezdec si může přizpůsobit úroveň tuhosti.
‘Rozsah ladění Domane začíná zhruba na stejné úrovni vertikální poddajnosti jako Madone [Trek’s aero race rig] a jde až o 35 % poddajnější bez ovlivnění tuhosti šlapání,“říká Coates.
Rámce budoucnosti
Neúnavná honba za tužšími, lehčími a pohodlnějšími rámy nevykazuje žádné známky ústupu, protože výrobci neustále hledají nové materiály a technologie. Britská značka jízdních kol Dassi například zkoumá možnosti grafenu, zázračné látky, která má mimořádný potenciál, pokud výrobci najdou způsoby, jak využít její schopnosti.
„Graphene vykazuje vlastnosti, které daleko převyšují tradiční uhlíky uložené v rámu kola,“říká Stuart Abbott, bývalý letecký konstruktér, který před šesti lety založil Dassi. „Existuje mystická příležitost vytvořit rám, který by mohl vážit pouhých 300 g, protože grafen je mnohem lehčí a o tolik pevnější, že máte možnost nahradit oblasti uhlíku, které mohou být na určitých místech tlusté 2 mm nebo 3 mm. rám – zejména kolem středového složení – s něčím, co je 100krát lehčí a má tisícinu tloušťky.'
Pro každého, kdo je na pokraji nákupu nového kola, je však prozatím na místě rychlá kontrola reality. Cyklistika není jako Formule 1, kde vždy vyhrává nejlepší auto, ale bez ohledu na jezdce. Spoustu letošních velkých závodů – včetně Paříž-Roubaix, Tour of Flanders, Milán-San Remo, Paříž-Nice a Tour of Romandie – vyhráli jezdci na různých motocyklech. Jinými slovy, maximální výkon je o jezdci, ne o motocyklu, a neexistuje žádná objektivní „správná“úroveň tuhosti rámu, pouze úroveň, která je pro vás správná.
10 nejtužších kol
Jak změříte tuhost kola? Bohužel nemáme laboratoř, která by provedla testování flexe, ale známe místo, které to dělá. Naši přátelé v německém cyklistickém magazínu Tour jsou proslulí svým vědeckým přístupem k testování kol, který zahrnuje podrobení každého holého rámu přísné sérii testů na lavici, aby se zjistily hodnoty tuhosti.
Rovnice založená na skóre tuhosti, kterého rám dosahuje na hlavové trubce (měřeno v Nm/°), děleno celkovou hmotností rámu (v kg), poskytuje index tuhosti k hmotnosti, který dává Tour jeho žebříček pro nejtužší rámy…
| Bike | Datum | Tuhost v poměru k hmotnosti |
| 1. Cervelo Rca | leden 2015 | 142Nm/°/kg |
| 2. Specialized Tarmac SL4 | prosinec 2011 | 141,2 Nm/°/kg |
| 3. Cannondale SuperSix Evo Ultimate | září 2011 | 139,2Nm/°/kg |
| 4. Canyon Ultimate CF SLX | leden 2016 | 131,5Nm/°/kg |
| 5. Trek Emonda | prosinec 2014 | 131,3 Nm/°/kg |
| 6. Focus Izalco Max | červenec 2013 | 127,1Nm/°/kg |
| 7. Plsť F1 | prosinec 2011 | 125,3 Nm/°/kg |
| 8. AXE Lightness Vial Evo | leden 2015 | 125,1Nm/°/kg |
| 9. Storck Aernario | říjen 2015 | 123,9Nm/°/kg |
| 10. Rose X-Lite Team 8000 | prosinec 2014 | 123,7 Nm/°/kg |
Uhlíkový žargon: co to všechno znamená?
