Толстая шина едет мягче тонкой при одинаковом давлении?

Чтобы упростить задачу, предположим, что шина имеет примерно прямоугольное поперечное сечение. Таким образом, 1-дюймовая шина имеет ширину 1 дюйм в контакте с дорожным покрытием, а 4-дюймовая шина имеет ширину 4 дюйма и ширину 4 дюйма в контакте с дорожным покрытием.

Кроме того, для простоты предположим, что шина абсолютно гибкая, то есть жесткость каркаса шины и протектора не имеет значения.

И предположим, что у нас есть велосипед весом 200 фунтов + водитель, и что вес равномерно распределен между передней и задней частью, то есть на каждую шину приходится 100 фунтов веса.

При 50 PSI 1-дюймовая шина должна иметь два квадратных дюйма == два погонных дюйма в контакте с дорожным покрытием, в то время как 4-дюймовая шина должна иметь 2 квадратных дюйма == половина погонного дюйма в контакте.

На 24-дюймовом колесе шина шириной 1 дюйм будет прогибаться примерно на 0,04 дюйма, а шина шириной 4 дюйма будет прогибаться примерно на 0,0026 дюйма.

Если вы наткнетесь на неровность, которая на мгновение удвоит силу, действующую на колесо (и размер пятна контакта), 1-дюймовая шина прогнется примерно на 0,168 дюйма, а 4-дюймовая шина прогнется примерно на 0,01 дюйма. (С помощью этого онлайн-калькулятора.)

Таким образом, более узкая шина «мягче» в (0,168-0,04) / (0,01-0,0026) = 0,124 / 0,074 = 1,7.

Прочитав ответы здесь и став более любопытным, я нашел эту статью, которая согласна с @Daniel.

если кратко подытожить, они обнаружили, что при одинаковом давлении в шинах более узкие шины больше прогибаются и имеют меньшую жесткость (сила превышает смещение).

Любопытный вывод заключается в том, что разница в 1 бар (14 фунтов на квадратный дюйм) имеет большее значение, чем замена шины на 5 мм. Я предполагаю, что проблема заключается в том, что с 23-миллиметровой шиной не так много места для соответствия. Кроме того, они обнаружили, что ширина шины очень мало влияет на небольшие неровности (8 мм в этом тесте) и что основным фактором является давление в шинах:

на данный момент кажется, что для неровностей меньше диаметра шины форма и размер неровности влияют на жесткость больше, чем эффективная ширина самой шины.

Эта статья также ссылается на другую статью , в которой обсуждается ощущение жесткости шины как выражение кольцевого напряжения , которое они называют натяжением каркаса. Мне это кажется гораздо более логичным объяснением того, почему более широкая шина будет более жесткой при заданном давлении (опять же соглашаясь с @Daniel). Я бы посоветовал прочитать статью, но я постарался кратко объяснить конечный результат. По сути, уравнение для кольцевого напряжения основано на толщине стенки, диаметре и давлении.

Толщина стенки = толщина каркаса шины

Средний диаметр = размер шины [площадь поперечного сечения шины]

Давление = давление, до которого накачивается колесо.

Поддерживая постоянное натяжение обсадной трубы и толщину стенки, мы можем найти давление и увидеть, что давление обратно пропорционально диаметру.

Реальное преимущество более широких шин заключается в том, что вы можете использовать их при более низком давлении, а если у них хорошие гибкие боковины, поездка будет намного мягче, потому что шина деформируется на неровностях, а не заставляет водителя подниматься над ними.

Вы этого не почувствуете, но при том же давлении толстая шина будет ощущаться мягче, потому что она будет больше прогибаться при том же изменении приложенной силы.

Это происходит потому, что когда шина сжимается на неровностях, давление внутри большей шины повышается меньше, чем в меньшей шине, и сама шина изгибается меньше. Но мы говорим от нуля до целого ряда знаков после запятой (вопрос о весе гонщика, но если вы используете «2G» вместо «удвоенная масса», это работает точно так же)

Мой опыт связан с шинами 406, где легко получить шины высокого давления шириной примерно до 55 мм. Таким образом, у меня были шины шириной около 32 мм на задней части моего пригородного автобуса и шириной до 55 мм, и все они были довольны работой при 6 барах. Моя мысленная привычка — накачивать их до 6 бар, и я не могу заметить разницу в качестве езды между ними. Более широкие шины имеют большее сопротивление качению, но на ровных дорогах это довольно небольшой эффект. Я подозреваю, что это из-за более широкого пятна контакта, что означает, что я натыкаюсь на более мелкие неровности на неровных дорогах Австралии. Как только я ударяюсь о мягкую поверхность, более широкие шины имеют гораздо большее сопротивление качению, если только это не правильная мягкость для тонкой шины, чтобы погрузиться, в то время как толстая плавает.

Эффект изгиба возникает из-за того, что более широкая шина имеет более плоскую нижнюю поверхность, поэтому есть небольшая разница в том, насколько сильно изгибается по краям пятна контакта. Опять же, я не уверен, что вы сможете его измерить, но вполне возможно, что он есть.