自行车外胎多少钱

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[之家 ] 不管在柏油路上还是场地赛道上,一条滚动阻力更低的外胎总是能让你骑的更轻快省力,也骑的更舒适。
这样的外胎能在路面的颠簸传至自行车与车手之前就吸收掉它们,从而带来更顺畅的骑乘感受,更快的速度,还有更佳的过弯体验。
这么多的好处,你还能不重视外胎的选择?

2012年二月,我曾造访位于芬兰的一家专注于做外胎检测的独立实验室——WheelEnergy,我对仔维多利亚,闪电,Bontrager等多种品牌外胎在实验室中所做的测试非常感兴趣。
作为一家独立的实验室,Wheel Energy不会透露他为他的客户们所做的实验的测试结果,所以唯一得到测试结果的方法就是我们自掏腰包在实验室中进行测试了。

我们Velo的许多同事对仔影响外胎滚阻的因素都各执己见,我们都想看到实打实的测试结果来统一我们的观点。
相对仔关注哪家厂,或是那种型号的外胎跑起来最快,我们更关心的是在实验结果中研究外胎宽度和胎压对仔滚动阻力的影响。

我们给WheelEnergy送去了Zipp303轮组和五对来自Challenge公司生产的外胎。
为什么选择Challenge家的产品?因为这家外胎生产商用相似的材料和纹路设计制造了许多宽度不同的外胎。
我们测试的外胎型号如下:

Forté,700×22mm,钻石形胎纹,重量240g,胎宽30mm

Forté,700×24mm,钻石形胎纹,重量255g,胎宽30mm

Strada,700×24mm,人字形胎纹,重量250g,胎宽28mm

Strada,700×25mm,人字形胎纹,重量260g,胎宽29mm

Paris-Roubaix,700×27mm,人字形胎纹,重量320g,胎宽37mm

(编者注:测试中的一些型号现在已经停产了。
Forte型号现在只能买到24mm,300tpi的版本。
Strada现在只有25mm,300tpi的型号,而不是以前的260tpi版本。
Paris-Roubaix现在只能买到27mm,300tpi的版本。
Challenge家的Criterium没有参加这次测试,但这个型号有23mm,25mm的320tpi或是生丝材料制作版本可供选择。

◇ 测试

Wheel Energy先是用液压装置将轮组置于滚筒上暖胎半个小时。
这种做法不仅为了将外胎温度提升至实际使用环境的温度,也为了除去新外胎表面的蜡和脱模时所用的润滑油的残留。

暖胎结束后,轮组被放到一个直径1200毫米的滚筒上,比暖胎所用的滚筒大得多,这个大滚筒还有可拆卸的滚动表面。
为了模拟一个有碎屑和裂纹的一般路面情况,我们用了一个带有钻石纹路的滚筒表面——就像工厂里那些金属楼梯台阶表面一样的花纹,每一块钻石形凸起大概有40毫米长,3毫米宽,高度四毫米。

每一条外胎都在这样的滚筒上以40km/h的速度进行测试,并且Zipp轮组的花鼓被施加了50公斤的重量。
Wheel Energy对每一条外胎都做了两次滚阻测试——分别模拟112psi和84psi的情况。

当对轮组的压力稳定下来后,就会有软件开始记录保持轮组转动速度所需要的功率,Wheel Energy的负责人Petri Hankiola说:“关于这套装置的资料是保密的。
我们差不多花了1000小时来设计这套装置。
”但我们能猜出来这套装置大概和测量电机保持轮组40km/h的转动速度所消耗的电力有关。

◇ 实验结果

为了控制变量测试滚动阻力系数,几条测试外胎的滚动方向都相同,胎压也一样,这种情况下24mm版本的Stradas滚阻系数最低(也就是说这条胎跑的最快),夺得亚军的是25mm版本的Stradas,接下来的排名顺序是

27mm的Paris-Roubaix

24mm的Forté

22mm的Forté

不过所有送测外胎在112psi时的滚阻都比84psi时的滚阻要小,这种胎压所带来的差异在滚阻系数较高的外胎中(两条Forté),表现的很弱,而在Stradas和Paris-Roubaix这种采用人字形胎纹的外胎中,这种差异更为明显。

◇结果分析

基于我以往经验,特别是对仔公路越野外胎和山地外胎的经验,和我曾经分享过的闪电,Schwalbe,和维多利亚外胎的数据(多是从Wheel Energy的实验中获得的),实验前我期待宽一点的外胎会比较窄的外胎有更低的滚动阻力。
我也曾期待适当低一些的胎压会带来较低的滚动阻力。
虽然乍一看前者的观点似乎不对,仔细看看,这种假设可能是正确的,因为后者的观点已经被证明是错误的了。

◇ 胎宽对滚动阻力的影响

外胎在路面上仙生滚动阻力有两个原因:

① 由外胎材料所决定的发生形变时内部的摩擦力和滞后阻力。

② 每一次震动都会使自行车与车手被轻的抬升。

(译者注:轮胎在粗糙表面上发生的形变会由于弹性在随后的转动中恢复,在此过程消耗于克服橡胶内摩擦力的能量损失称为滞后损失。

从理论上说,较宽的外胎与地面的接触面更短,自然外胎的形变也更小;在胎压相同的情况下,为了承载相同的重量,外胎与地面的接触面积也要相同。
接触面越短,外胎垂直方向上的形变也就更小;这样由外胎材料所决定的内部摩擦力与滞后损失也能得到降低。

(译者注:轮胎在粗糙表面上发生的形变会由于弹性在随后的转动中恢复,在此过程消耗于克服橡胶内摩擦力的能量损失称为滞后损失。

在材料、胎壁厚度都相同的情况下,较宽的外胎比较窄的外胎跑得更快,原因有两点:

① 宽胎的内部摩擦和滞后阻力比较小。

② 宽胎更容易吸收路面震动,因此每一次震动带来的跳动幅度都能减小。

◇ 编织物密度(TPI)和胎纹对实验的影响

在Forte的测试中较宽的胎的滚阻系数明显更低,这两条胎的工艺与胎纹都一样;它们的区别仅仅在于胎宽不同,结果明确表明较宽的那条胎跑得更快。
编织方面都采用了300tpi的金光绒(Super Poly),测试中的五条胎所用材料都是相同的(只是宽度不同)。

胎壁越薄,编织的TPI指标就越高,因为TPI代表的就是每英范围内编织物纤维的数量。
拿这些测试胎来说,制作过程中编织物就是通过线轴加工的,之后又用液态胶乳湿润。
之后它被倾斜切割并折叠,这就完成了编织线互相以一定角度交叉从而完成双层编织的加工。

总的来说,编织密度越高,胎壁就越柔软。
因为在高密度编织中所用的材料线更细,这就使编织的产品更薄,更轻,延展性更好。
也就是说,当外胎滚动过程中碰到阻碍时,较薄、轻量的外胎对障碍物的弹开或者吸收震动的速度比胎壁较厚的外胎更好。

本次测试中唯一一款300TPI的外胎是24mm版本的Strada,这条胎的测试结果是所有测试外胎中滚阻系数最低的。
宽版(25mm)的Strada和Paris-Roubaix(27mm)相比较与其它三款外胎都具有较宽的胎壁和更硬的260TPI编织,而黑色Forte胎和茶色的Strada或是Paris-Roubaix之间并无区别。
“这不过是乳胶制品表面几滴黄色颜料和黑色颜料的差别罢了,”Challenge的技术总监Alex Brauns总结道。

Strada胎表面的人字形胎纹,不管怎样看都明显要比Forte的胎纹(Challenge官方说法:“有着S形边缘的钻石形纹路”)更加柔韧。
Strada和Paris-Roubaix所使用的人字形的胎纹(也有人管它叫档案夹纹路)会以一个平面通过障碍,但Forte表面的钻石胎纹就显得比较僵硬了,在通过障碍时还是保持表面的弯曲形状。

Forte和Strada外胎用的橡胶化合物材料都是相同的,Brauns说:“Paris-Roubaix外胎所使用的化合物材料明显要更硬,以求在遍布石子与尖锐障碍的路上提供保护。
但差距并没有那么明显——硬度计测量结果都在50-55之间——以避免太硬的胎在湿滑路面的打滑问题,但已经足够使耐受性提高了。
”Forte胎和Strada胎的胎壁厚度是相同的,但是Paris-Roubaix胎的胎壁更厚,防刺保护带也更宽。

由于25mm的Strada胎相对仔24mm版本表面更硬,胎面更宽,防刺保护带也更宽,所以它比窄版的Strada胎滚阻系数更高也就不奇怪了。
27mm的Paris-Roubaix与25mm的Strada胎的编织物是相同的,但Paris-Roubaix的胎面更硬,防刺保护带也比Strada胎更宽,所以它的滚阻系数更高也是意料之中的。

除了这些外胎所采用的额外硬化措施的话,25mm的Strada和27mm的Paris-Roubaix胎相对仔两条更窄的Forte胎都有更低的滚阻系数,而它们也是采用了较为柔软的编织。
所以,我认为关于宽胎跑得更快的观点是正确的,其他的事情都没有被改变。

◇ 胎压对滚动阻力的影响

降低轮胎气压意味着胎壁上每平方所受到的膨胀压力都更小。
因为气压降低后,外胎所需承载的重量还是相同的,外胎与地面的接触面就会变大。
举个例子,Wheel Energy曾经测量过700×23mm外胎在112psi的情况下承载50kg重量在地面上留下的印记,长度75mm,宽度15mm。
同一条胎承载同样的重量,当气压变为84psi时,地上的印记变为了82mm长,14mm宽。
更长的接触长度会带来更深的外胎形变程度,从而造成外胎内层增大的内部摩擦和滞后阻力。
这就是为什么增高气压可以降低滚动阻力的原因。

在路况不佳时,较低的胎压相对仔高胎压更有利于吸收震动,减少颠簸对自行车与车手的影响。
这就像关于减震系统的争论一样,解释了减震系统的应用使自行车在困难路况的通过速度更快的原因——增加的一点用于减震的重量使自行车在崎岖路面上行驶的更加顺畅(就像关于外胎的选择一样),比自行车与车手在路面凸起上不停损耗能量要好得多。

◇ 那么,什么样的胎压才是你所实际骑行的路况需要的?

对仔山地车和公路越野车来说,这下我们都知道为什么顶尖车手在应对崎岖的赛道或速降比赛中会使用很低的胎压了。
对仔公路车来说,每一种路况都有对应的合适的胎压,超过合适胎压盲目追求高胎压的话,就会增加滚动阻力。
(译者注:14年环法第五赛段石头路的比赛中气压一般都会设定在85psi左右,而相当一部分车队在雨天比赛时会将胎压下调5%左右)

有意思的是,测试中两条滚动阻力最高的外胎,两条Forte胎,在84psi和112psi情况下的滚动阻力几乎没有差别。
而跑得最快的外胎,300TPI的24mm版本Strada胎和最宽的外胎,27mm的Paris-Roubaix胎,在将胎压由112psi下降至84psi时滚动阻力增加的最大(1.6瓦的损耗)。
这表明了柔韧性更佳的外胎(不管是由于材料更加柔韧的原因还是胎面更宽的原因)在胎压减少时发生的形变最大,因此材料的选择对仔相应的轮胎内部摩擦和滞后损失的影响是巨大的。

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