Вес колес против веса шин

Около года назад на своем туристическом байке я заменил недорогие стандартные шины на более легкие. Прибавка в весе составила 205 г на шину, то есть 410 г на весь велосипед, плюс несколько граммов на камеры, которые стали меньше, а значит, легче, так как я уменьшил сечение.

Это сильно повлияло на реактивность и общую скорость мотоцикла.

Теперь для своего гоночного велосипеда я намерен заменить колеса с тяжелых стандартных на более дорогие. В дополнение к таким характеристикам, как жесткость и так далее, новая колесная пара будет легче на 410 г, и я наберу еще несколько граммов при замене кассеты.

Итак, с точки зрения веса прибавка очень похожа, будут ли ощущения такими же, как в прошлом году? так как это увеличение веса также происходит при перемещении веса

Короткий ответ заключается в том, что потеря веса, вероятно, не является причиной улучшения результатов, которое вы заметили: bikes.stackexchange.com/questions/7133/…
410 граммов - это чуть меньше одного фунта, этого недостаточно, чтобы заметить, если вы не маленький гонщик на легком велосипеде. Что действительно имеет большое значение, так это переход на шины с относительно гладким протектором и гибкой конструкцией (хотя, возможно, с более высоким давлением), поскольку это значительно снижает сопротивление качению.
Я бы сказал, что более легкие колеса будут иметь меньшее влияние, чем более легкие шины. Когда вы надеваете более легкие шины, снижение веса происходит по всей окружности шины, что оказывает наибольшее влияние на ускорение, но, поскольку часть снижения веса колеса происходит за счет более легкой ступицы и более легких спиц, это будет иметь меньший эффект. Хотя я сомневаюсь, что снижение веса на 400 г вообще имеет какой-либо реальный эффект.

Ответы (4)

В зависимости от уровня ваших способностей это может быть заметно, а может и нет. Профессиональные гонщики часто могут сказать, когда где-то на велосипеде добавляется всего 100 г (или, например, геометрия изменяется на 0,5 градуса).

При переключении колес потеря веса ощущается несколькими способами:

  • Общий вес На велосипеде, который весит, скажем, всего 28 фунтов (12 700 г), потеря 0,9 фунта (410 г) составляет около 3% экономии. Если бы ваш велосипед весил 100 фунтов, это было бы всего около 1%, поэтому влияние общей экономии веса зависит от того, какой вес у велосипеда уже есть.

  • Вращательный вес Более тяжелые колеса труднее раскрутить и быстрее затормозить. Уменьшение этого веса уменьшит эти эффекты. Однако это происходит в основном из-за веса на краю колеса (шины, камеры, ободья), поэтому, если снижение веса происходит за счет более легкой ступицы, это будет менее заметно.

Как обычно, все это зависит от специфики колеса, велосипеда и гонщика, а также от того, как все три взаимодействуют. Если вы хотите сбросить целые килограммы за счет смены оборудования, я бы сделал это, но если это просто для экономии 50 г, то, вероятно, оно того не стоит.

Следует отметить, что вес на окружности колеса оказывает ровно вдвое большее влияние, чем вес на раму с точки зрения ускорения/замедления, и точно такой же эффект, как вес рамы с точки зрения усилий при подъеме. В целом, вес в любом месте оказывает незначительное влияние на сопротивление качению шоссейного велосипеда (до тех пор, пока вес не станет значительной частью веса гонщика).
Вам нужно рассчитать процентное увеличение на основе веса велосипеда и гонщика. 1 фунт гораздо важнее для гонщика весом 120 фунтов, чем для гонщика весом 200 фунтов.
@DanielRHicks, вы правы насчет эффектов, но я думаю, что ОП больше спрашивал о влиянии изменения веса шин и колес, чем об изменении сопротивления качению шин по сравнению с ободами. И, Фред, я указываю на общий эффект, поскольку мы не можем предполагать, что все гонщики весят одинаково.
Я имел в виду сопротивление качению из-за дополнительного веса. Четыре сопротивления, с которыми сталкивается велосипедист, - это сопротивление качению, сопротивление подъему, сопротивление ускорению и сопротивление ветру. Вес с точностью до 2 знаков после запятой влияет только на набор высоты и (в гораздо меньшей степени) на ускорение.
«Более тяжелые колеса [...] тормозят быстрее»? Это неправда — в этом вся концепция маховиков: очень тяжелые колеса, которые очень медленно замедляются.

Это слово является ключом к пониманию того, от чего в основном помогает похудение.

"реактивность"

Я думаю, что вы действительно имеете в виду, что мотоцикл разгоняется быстрее. Люди — это очень маломощные двигатели, поэтому любое изменение веса может привести к заметным изменениям в ускорении. Но они не производят такого большого изменения общей скорости. Вы быстрее достигаете своей максимальной скорости, но это все.

Для «просто катания» это может быть важно, а может и не быть. Для гонок и езды в группе, где вы постоянно ускоряетесь, чтобы не отставать от стаи, это может иметь огромное значение. Вот почему гонщики зацикливаются на весе велосипедов для скалолазания / гонок, но больше внимания уделяют аэродинамике велосипедов TT. Основным ограничивающим фактором общей скорости является аэродинамика, а не вес велосипеда.

Есть некоторое преимущество в уменьшении «вращательного» веса, но оно не такое уж большое, если вы подведете итоги.

Хорошо, с более легкими шинами вы можете ускоряться заметно быстрее, но вы также будете быстрее замедляться, когда перестанете крутить педали. Это происходит из-за инерции прялки. (инерция = масса X скорость)

Если вы проследите за полностью карбоновым гоночным велосипедом, вы заметите, что он прыгает вперед с каждым нажатием педали, тогда как велосипед со стальной рамой и более тяжелыми колесами движется гораздо более плавно. Это связано с тем, что повышенная инерция более тяжелых колес и рамы переносит велосипед и водителя через неравномерные импульсы мощности, создаваемые педалями.

Если вы катаетесь на ровной поверхности, облегченная экипировка дает минимальный выигрыш. Немного более медленное ускорение, чтобы разогнаться, но как только вы наберетесь нужной скорости, вам потребуется столько же энергии, чтобы остаться там (учитывая идентичную аэродинамику и сопротивление качению).

Однако, если вы находитесь в горах, вам придется поднимать этот дополнительный вес на вершину, что значительно снижает эффективность. (Вы теряете большую часть этого потенциального избытка энергии, спускаясь с холма из-за сопротивления ветра, торможения и т. д.)

Тогда почему этот карбоновый гоночный велосипед кажется таким быстрым на ровной поверхности? Вероятно, потому что вы только что потратили на это 5000 долларов!

«Разгоняться заметно быстрее» весьма сомнительно.
Смотрите мой последний абзац! В основном это вопрос перспективы.

Снижение веса колеса является наиболее важным моментом для повышения производительности. Обновляя свои велосипеды, я всегда покупаю более легкие и прочные колеса, прежде чем модернизировать какие-либо компоненты трансмиссии.

Я делаю это потому, что требуется значительно большее усилие, чтобы преодолеть распределение массы по поперечному сечению обода/шины.

Фактически, определяющее уравнение для момента инерции бесконечно тонкого кольца (невероятное приближение здесь) имеет вид

I = mr^2

где mмасса кольца r, а радиус.

Чтобы вычислить энергию, ее можно подставить в уравнение энергии:

E = 1/2 m r^2 omega^2куда

omega– d(theta)/d(t)термин (угловая скорость).

Поскольку у массы колеса есть плечо момента, представленное квадратом радиуса, оно оказывает экспоненциальное влияние на количество энергии, необходимой для изменения его количества движения, тогда как статический вес (вес рамы/компонента) оказывает гораздо меньшее влияние на количество силы, необходимой для его ускорения.

Так что, да, вы заметите значительное улучшение ускорения, если обновите колеса, как на своем пригородном велосипеде.

Не думайте, что экспоненциальный - правильное слово здесь.
Как было показано в другом месте, унция веса на окружности колеса оказывает ровно в два раза большее влияние на ускорение, чем унция веса на раме (и точно такое же влияние, как вес на раме при подъеме и т. д.). Хотя, возможно, это можно было бы считать «значительным», я должен чувствовать, что это далеко не «существенно больше».
@AEDrew Exponential - правильное слово. Момент инерции есть функция квадрата радиуса. Квадрат - это показатель степени 2.
@DanielRHicks Семантика. Вы можете называть разницу как хотите.
«Момент инерции есть функция квадрата радиуса». Но на велосипедном колесе угловое ускорение обратно пропорционально радиусу. (И, вопреки тому, что вы считаете, термин «экспоненциальный» относится не к простому возведению в квадрат, а к многократному применению множителя, где количество применений — это одна ось.)
@DanielRHicks Неверно. Угловое ускорение представлено omega = d^2 theta / dt^2. Я думаю, что вы имеете в виду тангенциальное ускорение. Ваш второй пункт также неверен: определение показателя степени (как в экспоненциальной функции) из словаря: содержит, включает или выражается как показатель степени. thefreedictionary.com/exponential
Вздох. Когда вы преобразуете линейное ускорение в угловое ускорение, вы делите его на радиус. И, несмотря на вашу попытку запутать его, термин «экспонента» не используется ни в математике, ни в общем дискурсе так, как вы хотите его использовать.
@DanielRHicks Не нужно злиться, Дэниел. Все, что вы сделали до сих пор, это раскритиковали мой выбор слов (я не являюсь носителем английского языка, извините!) и объяснили мне основы алгебры. Вы выиграли, вы, очевидно, намного умнее меня, даже несмотря на то, что ваше запутывание основных терминов заставляет меня думать иначе. Я не уверен, почему вы спорите со мной в комментариях вместо того, чтобы дать свой собственный ответ.
Я же ответил на вопрос -- здесь . И ответ довольно авторитетный, так как я консультировался с людьми на physics.stackexchange.com.
@DanielRHicks не противен. Он указывает, что вы не правы. Если бы вы признали, что были неправы, ему пришлось бы сказать это только один раз. Но поскольку вы продолжаете пытаться оправдать свои неверные утверждения и настаиваете на том, что они верны, ему приходится продолжать объяснять, почему вы не правы.
Вес колес против веса шин
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v