menu

О вертикальной жесткости ободьев и колес

andr

andr

  • 09.02.2017 14:22
  • Просмотров: 2136

О вертикальной жесткости ободьев и колес, или Глазомер все-таки врет

 

(первая часть)

 

 

 

 

Кто не знает уникальную книгу "Современный «крокодил»: слагаемые успеха. Примеры проектов"?

 

Ее автор - мистер kisa - воистину душа нашего подфорума "Крокодиловодство". Лично я его за это уважаю и именно потому обязан придраться к нескольким Кисиным постулатам.

Очень прошу понять, почему так. Прежде всего потому, что некоторые мнения в его книге основаны на крайне субъективных ощущениях, которые у всех людей чрезвычайно различны. Лично я иногда чувствую нечто совсем иное, нежели то, что описывает Киса. А дядя Вася уверен, что мы оба ошибаемся в разные стороны и что правее всех именно его (дядивасины) интуиции. Нужно выяснить наконец, что в этих смутных материях верно, а что нет.

 

Итак, тезис.

 

"Велосипед на дорожной раме требует шин толщиной около 40 мм, соответственно ему нужен одинарный обод посадочной ширины около 25 мм. Такие попадаются: стальные советские «чайки» (на Западе - «westwood») и швеллер. <...>

На стальных ободах велосипед наиболее комфортен и накатист. <...>

Именно на "Туристы» приходится большая часть самого глупого «усовершенствования» – установки двойных ободов. Если не хочется необратимо испортить характер велосипеда, задушив комфорт и получив повышенную уставаемость и пониженную скорость, ничего не получив взамен, делать этого категорически нельзя!

Высокие обода с «туристовской» посадочной шириной 19 мм ВООБЩЕ не подходят для хороших велосипедов для езды.

Нужно понимать, что мы рассматриваем обода невысоких ценовых категорий. Поэтому в этом повествовании "двойной" - означает "высокопрофильный". В природе существуют и низкопрофильные двойные обода, которые не испортят характер велосипеда, рассчитаного на одинарный обод. Ведь его можно рассматривать, как одинарный с толстой облегчённой стенкой".

 

 

Вслед за автором книги должен заметить (это потом пригодится), что "чайкой" у нас называют обод, известный в остальном мире как Westwood rim.

 

А вот - "швеллер", он же коробчатый обод, он же Endrick rim. Такие ободья могут быть весьма разными по форме, но у них у всех хорошо выражена горизонтальная стенка (дно), а поблизости от нее всегда есть пара существенных пустот. Эти замкнутые контуры прибавляют ободу жесткости/прочности.

 

И чтоб покончить с одинарными классическими ободьями, вспомним об ободе Raleigh-типа (Raleigh-pattern), сочетающем в себе признаки "вествуда" и "эндрика". Его еще называют комбинированным словом Westrick.

Теперь о двойных ободьях. Где лежит граница между высоко- и низкопрофильными? На мой взгляд, большинство людей сочтет высоким ободом тот, вертикальный габарит профиля у которого 20 мм или больше. К примеру, заслуженный Mavic CXP10 (когда-то его любили и трековики, и циклокроссеры) - скорей высокий, чем наоборот. И он вправду высотой ровно 20 мм.

 

 

Если вы до сих пор со мной согласны, давайте измерим вертикальную жесткость разных ободьев, упомянутых и подразумеваемых в цитате из книги. Здесь нужен какой-нибудь стенд. Как назло, в моей нынешней деревенской жизни нету под рукой массивного стального стола с горизонтированной поверхностью. Зато, в задумчивости бегая по гаражу, я наткнулся на кусок парикмахерского (а может, зубоврачебного) кресла.

 

 

Кин-дза-дза! Верхняя квадратная плита - массивная, ровная и намертво фиксируется огромным боковым винтом, врученным в основание. В плите есть дырки. В одной из них я закрепил вон ту вертикальную трубу, которая послужит мне линейкой.

Полы в гараже и грунты во дворе не слишком плоские, и я затащил объект в дом. Там ровно и удобно. Квадратную плиту горизонтировал, прикладывая уровень, а трубу-линейку завертикалил отвесом. Обод держит струбцина. В самую верхнюю из дырок в ободе воткнул кусок спицы, согнутый крючком, и закрепил этот крючок стандартным спицевым ниппелем. Отвес помог выставить крючок точно по вертикали над точкой, в которой обод опирается на плиту.

Вешаю на крючок 20-килограммовый блин от штанги. К верхей части обода скотчем надежно приматываю уровень, постаравшись и его загоризонталить. Уровень слегка соприкасается с моей трубой-линейкой. Теперь на ней можно делать отметки.

Первая отметка - с 20-кг нагрузкой. Затем снимаю блин, стараясь ничего не задеть даже легчайшим касанием. Обод упруго распрямился. Значит, вторая отметка - выше первой. Точность в 0,5 мм в моих условиях, по-моему, и достаточна, и адекватна "оборудованию". Десятые доли миллиметра при такой экипировке ловить глупо.

 

 

 

 

Собрал в доме все свободные 622-мм ободья (то есть такие, к которым подходит 28" и 29" резина). Стало быть, у них один посадочный диаметр. Это, по-моему, логично. Чем меньше диаметр обода, тем он жестче. Разные диаметры тут не нужны.

 

Итак, что я взял в оборот? Список ободьев (измерение вертикальной жесткости).

У меня есть еще ободья, но в составе колес, и расспицовывать их для одного опыта неудобно.

 

И вот что у нас получилось. Напоминаю, мы мерим вертикальную жесткость ободьев, причем исключительно в зоне упругой деформации.

 

Модель

Вес, г

Материал

Внутренняя ширина, мм

Внешняя ширина, мм

Высота профиля, мм

Упругая деформация, мм

Вертикальная жесткость, Н/мм

1

СССР, «Украина», Endrick, оцинкованный

1029

Сталь

25

 

16,8-17,2

3,5

56

2

СССР, «Украина», Endrick, крашеный, зеленый

1188

Сталь

25

 

16,4-16,8

3

65

3

СССР, «Минск», Westwood, крашеный, зеленый

944

Сталь

25

 

16

4,5

44

4

СССР, Westwood, 1960-е (?), оцинкованный

1021

Сталь

25

 

14-14,5

10

20

5

СССР, Westwood, 1960-е (?), крашеный

966

Сталь

25

 

14,9-15,1

9

22

6

СССР, «Украина», полуовальный профиль с двумя пустотами по типу Endrick

754

Алюминиевый сплав

25

 

17,7-18

4,5

44

7

Alesa X-Plorer,  двойной

587

Алюминиевый сплав

19

 

25

4

49

8

Alexrims DH19, двойной

552

Алюминиевый сплав

18

 

19

5

39

9

Mach1 210, двойной

520

Алюминиевый сплав

19

 

18

5

39

10

Mavic CXP10, двойной

431

Алюминиевый сплав

13

 

20

6

33

11

Mavic Open Pro, двойной

430

Алюминиевый сплав

14,5

 

18,4

6

33

12

Weinmann Disc Bull, двойной

623

Алюминиевый сплав

23,8

 

21

3

65

13

СССР, "Турист", Endrick

596

Алюминиевый сплав

20,5-21

 

13,8-14,1

7,5

26

14

СССР, "Старт-Шоссе", под трубку

402

(с изрядным количеством засохшего клея)

Алюминиевый сплав

--

 

11,5-12

10,5

(под грузом 10 кг)

9

 


Очевидные выводы.

 

1. Стальные "швеллеры" от "Украины" (Endrick type) - вовсе не мягкие, а рекордно жесткие. Даже двойной высокий 25-мм обод Alesa X-Plorer (выпускаемый и под другими псевдонимами: Rigida X-Plorer, Weinmann X-Plorer) - заметно мягче. У него 4 мм деформации против 3 мм у советского обода.

Небольшая разница в жесткости между двумя "швеллерами" - по-видимому, из-за слегка разной формы и из-за того, что зеленый обод тяжелее, чем оцинкованный.

 

2. Почему стальной обод такой жесткий, хоть у него и невысокий профиль? Потому что у стали модуль упругости втрое больше, чем у алюминиевых сплавов. По этой причине алюминиевый обод от "Украины" мягче, чем стальной от нее же, хотя у алюминиевого выше профиль и толще стенки. Если сделать из алюминия обод, во всех мелочах идентичный стальному, - алюминиевый обод будет втрое мягче.

Итак, этот советский алюминиевый обод отстает от стальных по жесткости и весьма близок в этом смысле к современному Alesa X-Plorer, в котором 25 мм высоты.

 

3. На вертикальную жесткость влияет не только высота профиля и не только наличие второй стенки. В большой мере влияет материал, толщина стенок, а также ширина профиля. Широкий обод жестче, чем узкий с похожей высотой, не только при боковом изгибе, но и, как видим, в вертикальной плоскости.

 

4. Одностенный обод-швеллер, он же Endrick, - не такой уж и одностенный. Две полости у его дна разносят нагруженные участки и вдобавок замыкают их контур. Этому же помогает коробчатый силуэт. Оттого "швеллер" жестче классической "чайки" в 3-3,5 раза.

 

5. Из трех моих ободьев-"чаек" (Westwood) два - очень низкие и очень древние, а третий выше собратьев, с более закругленным профилем и намного (в два с лишним раза) их жестче. Значит, судить о жесткости только по типу обода, умалчивая о габаритах, конфигурации профиля, толщине стенок и прочих деталях, - неправильно.

 

6. Большинство современных дешевых ободьев, именуемых высокими, вряд ли выше 25 мм и вряд ли жестче, чем Alesa X-Plorer. Кто не верит - вспомните о его суровом весе (то есть толстых стенках) и посмотрите еще раз на это изделие в другом цвете:

 

 

Если этот обод нельзя назвать высоким, тогда я Мохандас Карамчанд Махатма Ганди.

Наверное, какое-нибудь феноменальное толстостенное базарное изделие с 30-мм высотой профиля все-таки будет сравнимо с украиновским "швеллером" по жесткости. Но такое еще нужно специально поискать.

 

 

Заморские люди изредка тоже измеряют вертикальную жесткость ободьев.

http://www.slowtwitch.com/Tech/Debunking_Wheel_Stiffness_3449.html

 

Mavic Open Pro показал почти то же, что у меня (31,9 Н/мм против моих 33 Н/мм). Спешу напомнить, при моем очень грубом домашнем септическом методе. Надеюсь, понятно, что frontal stiffness, или vertical stiffness, или radial stiffness (фронтальная, или вертикальная, или радиальная жесткость) - это одно и то же.

В том иностранном опыте другая шоссейная модель - Mavic CXP30 - оказалась таки жестче, чем мои коробчатые стальные ободья от "Украины". Как и положено аэродинамической штуковине с высотой профиля в 30,5 мм и весом аж в 550 г.

 

 

Кстати, вертикальную жесткость голого обода во всем мире измеряли считанные разы. Судя по инету, двух пальцев хватит, не считая моего пальца. Первый случай мы только что видели, вот второй:

http://www.bikeforums.net/10118313-post22.html

 

Результат по Mavic Open Pro (37 Н/мм) тоже довольно близок к моему. А другой обод в том тесте - классический "швеллер" Schwinn S-6 с внутренней шириной 20 мм. Он показал ту же вертикальную жесткость: 37 Н/мм. Ободья на самых ранних "Туристах" были здорово на него похожи. Вот размеры сечения в дюймах (полости не показаны, а другой аутентичной картинки с такими данными об S-6 не сыскать):

 

 

Правда, посадочный диаметр того экземпляра - 630 мм (против 622 мм у Open Pro). Значит, в 622-миллиметровой версии Schwinn S-6 будет чуть-чуть жестче.

 

 

Все это я пока еще дописываю, отчего надеюсь на продолжение и на то, что выловлю ошибки.

Оцените статью:

Перепост:


Комментарии

Комментировать в форуме...

denis_ber

denis_ber

:good: я так скажу, я вообще приверженец одинарных ободов из-за их цены и симпатичности :D ездить аккуратно я умею, остальное менее важно :)

09.02.2017 15:21
Kochegar

Kochegar

denis_ber писал(а):
:good: я так скажу, я вообще приверженец одинарных ободов из-за их цены и симпатичности :D ездить аккуратно я умею, остальное менее важно :)


И я тоже.

09.02.2017 18:39
andr

andr

Прошу комментировать вон там, чтоб не распыляться:
viewtopic.php?f=31&t=362790&p=1820659

09.02.2017 18:45