Brandend rubber: wat voor soort banden moet je gebruiken?

Inhoudsopgave:

Brandend rubber: wat voor soort banden moet je gebruiken?
Brandend rubber: wat voor soort banden moet je gebruiken?

Video: Brandend rubber: wat voor soort banden moet je gebruiken?

Video: Brandend rubber: wat voor soort banden moet je gebruiken?
Video: Ro TV 2011 Aflevering 6: De geur van brandend rubber 2024, Maart
Anonim

Smal of breed? Hoge druk of lage druk? Tubs of clinchers? We onderzoeken de complicaties met betrekking tot de bandenkeuze

Vervolg op onze test: zijn bredere banden echt sneller? We besloten ons onderzoek naar de complicaties van bandenkeuze voort te zetten.

Een van de grootste sprongen ooit in de fietstechnologie kwam van een onwaarschijnlijke bron: een Schotse dierenarts met de naam John Boyd Dunlop. In 1888, in een belangrijke afwijking van zijn dagelijkse baan, creëerde Dunlop de eerste luchtband in een poging zijn zoon te verlossen van de hoofdpijn en het ongemak waar de jongen last van had gehad toen hij op zijn stevige driewieler over de hobbelige kasseien van Belfast reed.

Fast-forward naar vandaag en het basisconcept is niet veranderd - een afgesloten luchtkamer zorgt voor een laag demping tussen de rijder en de weg - maar dat betekent niet dat alle banden gelijk zijn. Sommige banden zijn sneller dan andere, maar er is enige kennis van bandentechnologie nodig voordat u de beste voor u kunt vinden.

Verzet tegen een rust

'Tijdens het rijden heeft een fietser te maken met verschillende soorten weerstand: luchtweerstand, gewicht (bij accelereren of remmen) en de rolweerstand van de band, dit is het energieverlies als gevolg van het naar voren rollen van de band, ' zegt Michelin's ontwikkelaar van wegbanden, Nicolas Cret. ‘We meten de rolweerstand met vaste parameters zoals geregelde druk, constante snelheid, belasting en temperatuur. De meetmachine bestaat meestal uit een trommel, die zo groot mogelijk moet zijn om een vlakke ondergrond te simuleren. De band wordt tijdens een opwarmsessie met een bepaalde snelheid/belasting/druk geroteerd en dan stoppen we de trommelkracht en meten we de afstand totdat de band stopt met rollen. Hoe langer de afstand, hoe lager de rolweerstand.’

In basistermen is rolweerstand dus de kracht die inwerkt tegen de voorwaartse beweging van een band die op een oppervlak rolt. In praktische termen, samen met factoren zoals luchtweerstand, betekent deze weerstandskracht dat wanneer je op een vlakke ondergrond freewheelt, je uiteindelijk tot stilstand komt. Maar aangezien energie niet kan worden gecreëerd of vernietigd, maar alleen kan worden veranderd, waar is de energie die ons vooruit stuwde gebleven?

Afbeelding
Afbeelding

‘Rolweerstand in banden is de energie die wordt verbruikt om bandvervorming te voorkomen’, zegt Wolf VormWalde, productmanager banden bij Specialized. ‘Als een band onder belasting staat, vervormt hij, en om een materiaal te vervormen is kracht nodig. Wanneer de band rolt, gaat de vervorming door terwijl het loopvlak en de zijwand van de band door het contactvlak gaan [waar de band het wegdek raakt] terwijl het wiel draait. De band wordt daarom gespannen en vervormd bij het ingaan van het contactvlak en ontspant bij het verlaten van het contactvlak. Maar in tegenstelling tot een perfecte veer, geeft de band bij het vervormen niet de energie terug die erin is gestopt.'

Kijk wat er gebeurt met de banden van een hometrainer onder het gewicht van een berijder en je zult begrijpen wat VormWalde betekent. Een band onder de belasting van een rijder zal uitpuilen aan de zijwanden en het loopvlak zal platter worden om zich aan te passen aan de vorm van het oppervlak eronder. Wanneer de fiets in beweging is en de band draait, gebeurt dit proces keer op keer op het punt waar de band het wegdek raakt. In een ideale wereld zou de band 'zo goed geven als hij kon', terugkaatsend van het wegdek met zoveel kracht als nodig was om hem in de eerste plaats op het wegdek te pletten, en daarom zou de energie die in voorwaartse beweging wordt gebracht, worden geconserveerd. Helaas zijn rubberverbindingen in banden 'visco-elastisch', wat betekent dat wanneer ze onder belasting vervormen, de moleculen in de polymeerketens van de verbinding zichzelf herschikken, en daarbij tegen elkaar wrijven. Deze interne wrijving creëert warmte, wat helaas een nutteloos bijproduct is in de zoektocht om je fiets vooruit te stuwen. Voel je achterband na een uur op de fietstrainer en je hebt al snel het beeld.

Het is deze vervorming van de band die de sleutel is tot zijn rolweerstand en dus zijn 'snelheid'. Er zijn verschillende manieren waarop u de manier waarop een band vervormt kunt beïnvloeden, waaronder het variëren van de druk van de lucht die u erin pompt.

Vervorming van karakter

Als een band meer vervormt, hoe meer rolweerstand hij heeft, hoeft u de band zeker op te pompen tot de hoogst mogelijke druk, waardoor het bijna onmogelijk wordt om te vervormen, en energieverlies door rolweerstand zal geminimaliseerd worden? De waarheid is – zoals altijd – een beetje ingewikkelder.

Christian Wurmbäck, productmanager bij Continental, zegt: 'Het verhogen van de druk in een band zal de rolweerstand verminderen, maar slechts tot op zekere hoogte. Als u bijvoorbeeld een band van 23 mm neemt en de druk verhoogt van 85 psi naar 115 psi, heeft u minder rolweerstand. Maar als je dezelfde band neemt en de druk verhoogt van 115 psi naar 140 psi, is er vrijwel geen verschil.'

Afbeelding
Afbeelding

VormWalde van Specialized is het ermee eens: 'Op een perfect glad oppervlak is de hogere druk altijd sneller. Maar dit effect neemt af op echte wegen, zodat we zeggen dat je bij 130 psi de band helemaal leegpompt [dat wil zeggen, hij kan niet handiger stijver worden]. Het belangrijkste om te onthouden is dat de relatie tussen de band en de weg symbiotisch is en dat wegen nooit perfect glad zijn.

‘Je wilt niet dat de band zo hard is dat wanneer je over de weg rolt, hij de oppervlaktefrequenties niet kan absorberen. Het is efficiënter voor de band om ruwheid en hobbels te absorberen dan om deze amplitudes door te geven aan de fiets en de berijder. Het optillen van de fiets en de berijder kost altijd meer energie dan het platdrukken van een band. Dat is een van de redenen waarom je cyclocross- en mountainbikers zo'n lage druk ziet rijden', voegt hij eraan toe.

Hij heeft een punt. Want in plaats van een bijzonder hobbelig gedeelte toe te staan om hem de lucht in te lanceren, zal de ervaren mountainbike-racer proberen zijn of haar lichaam op een plat vlak te houden, waarbij hij zijn armen en benen gebruikt om alle hobbels te absorberen die het terrein met zich meebrengt. In termen van de leek, als je horizontaal vooruit wilt gaan, verspil je je energie niet door verticaal op en neer te gaan.

De truc is om de beste bandenspanning te bepalen voor de weg waarop je rijdt - iets dat misschien wat vallen en opstaan vereist. En dan moet je je afvragen of je überhaupt wel op de juiste breedte banden zit.

De kleine kwestie van grootte

In de goede oude tijd dachten racers dat dunnere banden beter waren, waarbij de meeste professionele wielen werden geschoeid met alles van een 21 mm brede band tot een minuscule 18 mm. In de loop van de tijd hebben rijders misschien meer comfort geplaatst en minder verdovende snelheid, zodat 23 mm-banden een standaard voor racefietsen zijn geworden.

De productmanager van Schwalbe, Marcus Hachmeyer, zegt echter dat onderzoeken naar het gedrag van banden een aantal nogal verrassende dingen aan het licht hebben gebracht: 'Als je banden vergelijkt met verschillende breedtes maar identieke specificaties - dezelfde compound, hetzelfde afgeronde profiel, dezelfde bandenspanning - kun je zeggen qua rolweerstand: hoe breder hoe sneller!'

Dit klinkt contra-intuïtief – racefietsen zijn immers veel sneller dan toerfietsen of mountainbikes – maar analyse van het contactvlak van een band heeft ontwerpers zoals Hachmeyer geholpen om voorbij de populaire overtuiging te kijken dat 'smaller gelijk is aan sneller'.

‘Bredere banden zijn sneller’, zegt Wurmbäck bij Continental. ‘Een band van 24 mm rolt sneller dan een band van 23 mm, maar een band van 25 mm rolt nog sneller dan dat. In feite is onze GP4000s-band ongeveer 7% sneller in een 25 mm- dan een 23 mm-versie.'

De reden gaat terug naar deze kwestie van vervorming. Hoewel bij dezelfde druk zowel de brede als de smalle banden hetzelfde contactvlak hebben, zal de precieze vorm van elk contactvlak verschillen. Bij een smallere band is deze band dunner maar langer, waardoor een slanke ovale vorm ontstaat langs de lengte van de onderkant van de band, terwijl bij een bredere band de vorm van het contactvlak meer cirkelvormig is, omdat de band over de breedte meer plat wordt gedrukt. Het resultaat is dat het slankere, langere contactvlak van de dunnere band meer vervorming van de band - met name de zijwand - stimuleert dan zijn bredere tegenhanger. En zoals we al hebben gehoord, hoe meer een band vervormt, hoe meer energie er wordt verbruikt door hem te vervormen. Maar als dit het geval is, zouden we dan niet allemaal op 28 mm moeten rondrijden?

Afbeelding
Afbeelding

De zaak tegen

‘Hoewel een 28 mm-band sneller zal zijn dan de 23 mm-versie in termen van rolweerstand, zal het gewicht van de 28 mm hoger zijn dan de 23 mm, omdat een grotere maat meer materiaal betekent. Dit zal waarschijnlijk een merkbaar verschil in traagheid veroorzaken, en het zal een effect hebben tijdens acceleratie- of vertragingsfasen', legt Nicolas Cret van Michelin uit.'Aerodynamische eigenschappen zullen ook veranderen van een 23 mm band naar een 28 mm.'

Indien gepusht, wat zouden de experts dan kiezen? 'We hebben ontdekt dat 24 mm het ideale compromis is op het gebied van rolweerstand, aerodynamica en gewicht', zegt VormWalde van Specialized. Ken Avery van de Italiaanse oude garde Vittoria is het daar echter niet mee eens: 'Meer [breedte] is niet altijd beter. Moderatie is de sleutel. Zodra je meer dan 26 mm gaat, beginnen de subtiele winsten in rolweerstand te verdwijnen. De formule wordt als het ware van tafel gegooid. Dit veronderstelt ook dat alle banden een consistent profiel hebben, wat niet het geval is. Vaak maakt de dikte van het loopvlak [in dwarsdoorsnede] de band puntiger dan rond, zodat een band van 24 mm van de ene fabrikant in een bepaald scenario sneller of langzamer kan zijn dan een band van 23 of 25 mm.'

Om de zaken nog ingewikkelder te maken, komen naast keuzes over bandenspanning en -breedte ook overwegingen over de soepelheid van een band.

Wat eronder ligt

Als vervorming energieverlies veroorzaakt door warmte, dan heeft een soepelere band minder energie nodig om op een bepaalde manier te vervormen dan een band waarvan het karkas stijver is. Onder de rubbersamenstelling van het loopvlak van een band liggen duizenden dicht geweven vezels. Afhankelijk van de band kan dit karkas van gelaagd materiaal tot 320 draden per inch (tpi) bevatten, allemaal van zeer fijn katoen, of misschien slechts 60 draden, gemaakt van een duidelijk dikker nylon. Het resultaat, zeggen fabrikanten zoals Vittoria en Challenge, is dat hoe hoger de draadtelling, hoe soepeler de band, en dus hoe gemakkelijker hij vervormt, en dus hoe lager de rolweerstand hij zal hebben.

‘Hoe groter het aantal tpi, hoe flexibeler de band’, zegt Simona Brauns-Nicol van Challenge. 'In de loop van de tijd hebben leveranciers draden van steeds hogere kwaliteit geleverd die het voor bandenfabrikanten mogelijk hebben gemaakt om van een max. weefsel van 280/300tpi naar 320tpi te gaan. Hoe soepeler en flexibeler het karkas, hoe meer comfort en vooral hoe meer grip op de weg, waardoor je de meeste snelheid bereikt.” In de bandenwereld is echter niets eenvoudig, en meer schroefdraad betekent dus niet automatisch een snellere band.

Afbeelding
Afbeelding

VormWalde van Specialized zegt: 'Een band van 60 tpi met een goede karkascompound kan net zo snel zijn als een band van 100 tpi. Het materiaal is ook belangrijk - sommige polykatoenen omhulsels zijn snel, maar dat komt niet door de draadtelling, maar door de lateximpregnering die het zeer elastisch maakt. Een hoog aantal threads betekent niet noodzakelijk een snellere band.’

Als soepelere banden een betere rolweerstand betekenen, dan geldt hetzelfde voor binnenbanden. 'Een nog soepelere en lekbestendige rit kan worden bereikt door een latexbinnenband te gebruiken in plaats van een butylbinnenband', zegt Simona Brauns-Nicol bij Challenge. ‘De onze kan worden opgeblazen tot ongeveer 300 keer het oorspronkelijke volume. Latex is sterk en elastisch tegelijk en prikt niet zo gemakkelijk, omdat de elasticiteit betekent dat een latexbuis de neiging heeft om rond vreemde voorwerpen te gaan.'

Latex is niet alleen een van nature soepeler materiaal, het is ook lichter - dus het zal beter presteren dan butylbuizen in termen van rolweerstand. Deze soepelheid heeft echter een prijs: latex is poreuzer dan butyl, wat betekent dat er in de loop van de dag merkbaar lucht zal lekken.

Specialized en Challenge zouden waarschijnlijk dagenlang kunnen blijven discussiëren over latex buizen, draadtelling en omhulsels (het is geen verrassing dat Challenge trots is op het produceren van banden met een draaddichtheid van wel 320tpi, terwijl Specialized tevreden lijkt te zijn met een maximale productie van 220tpi), maar hun tegengestelde standpunten benadrukken de kern van dit probleem van de 'snelle banden': er zijn geen definitieve antwoorden. Natuurlijk zijn er basisparameters - grootte, druk, soepelheid - maar zulke dingen zijn zo onlosmakelijk met elkaar verbonden en met vragen over rolweerstand, aerodynamica en traagheid dat het zinloos is om je op slechts één aspect te concentreren ten koste van de andere.

Zoals Cret van Michelin het stelt: 'Het ontwerpen van een band moet worden gezien als proberen om veel tegenstrijdige prestatiegebieden tegelijkertijd te verbeteren. Een band is altijd een compromis van prestaties. Wat is een snelle band? Nou, dat hangt ervan af wat je met snel bedoelt.'

En tot slot… wel of niet in bad?

Jarenlang zijn tubulars aangeprezen als de beste band die een serieuze rijder kan krijgen, waarbij supporters beweren dat de enige reden om er niet dagelijks op te rijden het ongemak en de kosten van lekke banden zijn. Er zijn echter een paar bedrijven die bereid zijn om deze specifieke appelkar omver te werpen.

'Clinchers zijn sneller dan tubulars', verklaart Wolf VormWalde van Specialized. ‘Dit komt omdat de helft van de effectieve luchtkamer de rand is. De velgzijwanden vervormen niet tijdens het rollen en verbruiken dus geen energie. Je dacht dat we Tony Martin om commerciële redenen ertoe hadden aangezet om clinchers te gebruiken, nietwaar? Nee! Ze zijn gewoon sneller.'

Dit indruisen tegen de conventionele wijsheid is niet alleen van één man (zij het één in het centrum van een vrij groot fietsenbedrijf), maar het is eerder een gevoel dat wordt gedeeld door bandengiganten als Schwalbe en Continental. Maar als dat het geval is, waarom rijden de profs dan niet op clinchers? Nou, zegt Christian Wurmbäck van Continental, dat is een goed idee.

‘Een buisvormige wielset is licht, maar, wat belangrijk is voor professionele rijders, het biedt run-flat-vermogen. In het geval van een flat met hoge snelheid blijft een buis op de velg zitten vanwege de lijm, in tegenstelling tot een clincher, die de neiging heeft om eraf te vallen, wat een heel vervelend ongeluk oplevert.’

Aanbevolen: