Różnica w oporze toczenia opon a rezultaty praktyczne

[Diver]

Witam

Porównałem sobie opory toczenia kilku opon wyprawowych (dane z testów w internecie).

Przykładowo przy ciśnieniu 5 barów Maraton Mondial miał 24,5 W oporu, a Maraton Racer 22,6 W oporu. Jakie to ma przełożenie na np. czas przejazdu 1km przy takim samym wysiłku np. 100W.
Z tego co wiem opory tocznie są niewielkie w porównaniu do oporu aerodynamicznego. 

[miki150]

Z tego co wiem, oporu toczenia nie mierzy się w watach. Może zapodaj to źródło.

Tak czy inaczej, ciężko ci będzie dojść do jakiegoś wyniku w sposób czysto teoretyczny.

[pajak]

Z tego co wiem, dla określonych prędkości można go podać w watach
Robią tak chyba na http://www.bicyclerollingresistance.com/.
Tak naprawdę podstawą do wyznaczania oporu jest Crr (rolling resistance coefficient), tracona moc zależy "tak trochę" liniowo od prędkości. Aerodynamika ma wpływ od 3-ciej potęgi prędkości. Teoretyczne wzory mogę podać.

Przy bardzo "zgrubnych" przybliżeniach (nie podlegających szczegółowej dyskusji, dane mocno przykładowe)..

Na płaskim rzy 30km/h potrzebne jest 250W. Na rolling idzie 50W, na aero 200.
Same lepsze opony (no dobra, najlepsze szosowe, 2x10W) dadzą przyrost prędkości 5% (1.5km/h).
Jeden "snickers" to 500kcal. Przy "sprawności" 25% (średnia) daje nam to 30min (czyli 15km/snickersa).

Oczywiście takie wyliczenia nie mają wielkiego sensu. Znacznie większy wpływ na moc ma zmienna aerodynamika: rozmiar kolarza, pozycja w czasie jazdy, kształt kasku, banan w kieszeni, ogolenie nóg..). O tak trywialnych rzeczach jak podjazdy, czy przyspieszanie i hamowanie to już chyba nie warto nawet wspominać. Ale na BBT parę snickersów można uratować

Bardzo ciekawie opisał to Robert Chung ze swoim "virtual elevation". Dla dociekliwych i wytrwałych polecam lekturę.

[Diver]

Witam
To może ujmę pytanie trochę inaczej. Nie mam wattomierza w rowerze i nie wiem ile watów potrzebuję wygenerować by jechać np. 30km/h.
Załóżmy że 250W. Jeżeli na oponie tracę 3W względem opony nr2 przy prędkości 29km/h to znaczy, że muszę wygenerować dodatkowe 6W by skompensować zwiększone opory toczenia. 6W przy 29km/h wydaje się bardzo mało. Intuicja podpowiada, że różnice między oponami są większe.

Testy były przeprowadzane przez http://www.bicyclerollingresistance.com/the-test
dla prędkości 29km/h i 42,5kg na koło czyli dla kolarza o wadze 85kg (z rowerem).

[Iwo]

Weź pod uwagę, że ten test uwzględnia tylko opór toczenia, a nie opór aerodynamiczny, który w przypadku Mondiala pewnie będzie większy niż dla gładkiego Racera.

[pajak]

Intuicja podpowiada, że różnice między oponami są większe.

Intuicji bym tu w ogóle nie mieszał, gdyż składa się z samych niemierzalnych czynników. Raczej mamy tu do czynienia z efektem "placebo".

Faktycznie różnice w oporze toczenia pomiędzy oponami nie wydają się zbyt wielkie. Oczywiście do chwili kiedy jeszcze jesteśmy w "komfortowym" zakresie prędkości. Będąc "na granicy" gorsze opony mogą oznaczać oderwanie się z grupy i i jeszcze dotkliwszą stratę na aero.

Z drugiej strony Crr nie jest jedynym czynnikiem opisującym oponę. Tylko mówi, jak opona się "ślizga" płaszczyzną styku po nawierzchni. Oczywiście są jeszcze inne bardzo ciekawe "właściwości": współczynnik elastyczności liniowej oraz masa, a z drugiej strony przyczepność.

Cała trudność jest w tym, że w czasie jazdy co chwilę przyspieszamy (co każde "depnięcie" w pedał), a rower jest hamowany w sposób ciągły. Niestety nikt nie potrafi jechać naciskając pedały ze stałą siłą, ba wręcz mamy "martwe" kąty. Opór powietrza i górki są w sposób ciągły. Średnio rachunek wychodzi na zero, ale niestety człowiek to nie silnik elektryczny i większą obciążenie jest na "niższej sprawności" (hmm.. bardzo podobnie jak silnik spalinowy). A na przyspieszanie potrzeba dużo energii..

Elastyczność opony. Każda niesztywność powoduje straty. Co "depniecie" opona ulega deformacji.. Producenci opon stosują odpowiednie sploty i materiały mające za zadanie zmniejszenie strat (nawet nie mam zielonego pojęcia jak sprawdzają "lepszość" opon) jak i zezwalają na coraz wyższe ciśnienia (np. szytki na 18atm..). Nie wiem, czy ktokolwiek (kiedykolwiek?) robił pomiary ile tracimy na ten rodzaj braku sztywności, ani nawet od czego "mierzalnego" jest ta funkcja.

Do przyspieszania potrzebujemy bardo dużo energii.. Spora część idzie na prędkość "liniową", ale ciut też tracimy na moment bezwładności kół. Przy ultra lekkich kołach jest to poniżej 1%.. przy ciężkich oponach może stanowić nawet 5% (bo jest kijowy rozkład masy)! Najgorzej jest przy niskiej kadencji na ostrym podjeździe, kiedy nawet 50% mocy może pójść na przyspieszanie (czyli 2% tracimy na g. koła.. tak "za darmo")

Kiedyś zrobiłem sobie bardzo ciekawe doświadczenie: ołowiane ciężarki (takie kostki dla wędkarzy) założyłem na szprychy (jak "koraliki"). Jechało mi się strasznie ciężko, chociaż prędkości poniżej 30km/h.. Doświadczenie bardzo wymowne w swojej prostocie, a muszę je powtórzyć (bo mi moc się coś skiepściła).

Dokładne wzory pewnie dałoby się zrobić. Tylko i tak nie miałyby większego sensu: wymagałoby to całej masy pomiarów, ba część z nich nie jest mierzalnych (jak np. CdA), a część ma bardzo niską dokładność czy długi czas pomiaru. Obawiam się, że błędy pomiarowe (chociażby mocy) byłyby wyższe od poprawek które dorzuciliśmy..

[miki150]

Elastyczność opony. Każda niesztywność powoduje straty. Co "depniecie" opona ulega deformacji.. Producenci opon stosują odpowiednie sploty i materiały mające za zadanie zmniejszenie strat (nawet nie mam zielonego pojęcia jak sprawdzają "lepszość" opon) jak i zezwalają na coraz wyższe ciśnienia (np. szytki na 18atm..). Nie wiem, czy ktokolwiek (kiedykolwiek?) robił pomiary ile tracimy na ten rodzaj braku sztywności, ani nawet od czego "mierzalnego" jest ta funkcja.

Wszystkie parametry opony się mierzy. Można przy pomocy poniższej maszyny opisać zachowanie opony przy pomocy kilkudziesięciu liczb, wprowadzić je do komputera i otrzymać dosyć dokładny model. Mierzy się tu samo zachowanie opony, czyli siły jakie wytwarza, bez patrzenia czy się odkształca, itp. Wszystkie symulatory i gry typu "wyścigi" z tego korzystają, a w internecie można znaleźć gotowe współczynniki dla różnych modeli opon. Nie wiem, czy dla rowerowych też są dostępne, ale na pewno producenci je mają.

Są też dokładniejsze modele, które symulują materiał opony, odkształcenia, itp.