Широко известно, что в последние годы обода становятся все шире. Чтобы улучшить управляемость и увеличить объем воздуха в покрышке, никто больше не ставит 55-миллиметровую покрышку в пару к ободу с внутренней шириной 17 или 19 мм, как это было принято несколько лет назад. Велосипедистам интересно, как одна и та же покрышка ведет себя на широких и узких ободах (например, на ободе 17,8 мм, который обычно используется в тестах на сопротивление качению велосипеда).

Чтобы решить эту проблему, мы протестировали три дорожные, три гравийные и три горные шины на ободах диаметром 18, 22 и 26 мм. Наши результаты охватывают соотношение ширины обода к ширине шины в диапазоне от 0,32 до 1,04. В конце статьи мы объединили все данные тестов, чтобы дать рекомендации по оптимальному сочетанию ширины обода и ширины шины.

Мы собрали огромное количество данных, и поскольку различия между шинами одинаковой ширины в одной категории были минимальны, мы усреднили результаты по каждой категории шин (дорожные, гравийные и горные).

Испытательная установка и условия для Колесные пары для велосипедов из углеродного волокна

Испытательные шины
Все тесты на сопротивление качению проводились на испытательной машине. Мы использовали втулки Shimano LX670 с 32 спицами DT Champion 2.0. Подшипники втулки были отрегулированы таким образом, чтобы они были слегка ослаблены. Из-за небольших различий в весе обода мы регулировали нагрузку, чтобы обеспечить постоянную нагрузку в 42,5 кг на все испытуемые колеса.

• Обод 18 мм
• 22 мм обод
• Обод 26 мм

Во всех тестах использовались бескамерные обода и бескамерные шины. Хотя более широкие обода сильнее растягивают внутренние трубки, что может дать преимущества более широким шинам, мы считаем, что использование бескамерных ободов и шин во всех тестах дает наиболее точные данные о том, как ширина обода влияет на производительность шин. Для каждого из трех вариантов ширины обода мы протестировали четыре варианта давления в шинах, чтобы собрать больше данных и лучше понять, как добиться максимального прироста производительности.

Условия испытаний на сопротивление качению

• На всех шинах использовалась бескамерная система
• Скорость: 28,8 км/ч
• Нагрузка на колеса: 42,5 кг
• Температура: 21,5-22,5 °C
• Поверхность барабана с алмазными пластинами
• Диаметр барабана: 77 см

Дорожные шины в паре с ободами 18 мм, 22 мм и 26 мм
Хотя дорожные покрышки шириной 25 мм обычно сочетаются с ободами шириной 15-18 мм, мы также протестировали их на ободах шириной 22 и 26 мм, чтобы посмотреть, как они себя покажут. При давлении в шинах 100 фунтов на квадратный дюйм / 6,9 бара высота и ширина шин на разных ободах выглядят следующим образом:

Видно, что при увеличении ширины обода на 1 мм установленная на него дорожная шина шириной 25 мм становится шире примерно на 0,425 мм. Это означает, что каждые 4 мм увеличения ширины обода эквивалентны выбору следующего размера шин (например, 26C становится 28C, 28C становится 30C). Более широкая шина также означает, что при одинаковом давлении в шине она будет ощущаться более жесткой.

Далее следует тест на сопротивление качению. Измеряется среднее сопротивление качению трех шин при четырех настройках давления в шинах и разной ширине обода. Обратите внимание, что поскольку более широкая шина кажется более жесткой при одинаковом давлении, некоторые комбинации, вероятно, потребуют корректировки на практике (например, 120 фунтов на квадратный дюйм на ободе 26C будет слишком жестким для большинства людей).

В приведенном выше тесте мы использовали одинаковое давление в шинах для каждой ширины обода. Очевидно, что более широкие шины демонстрируют меньшее сопротивление качению. Хотя разница невелика, тенденция очевидна. Однако прямое использование этих результатов для настройки шин может вызвать некоторые проблемы, поскольку ширина шины увеличилась с 26,4 мм на ободе 18C до 29,8 мм на ободе 26C. Чтобы сохранить тот же уровень комфорта, более широкие шины требуют более низкого давления в шинах.

В приведенном ниже тесте мы отрегулировали давление в шинах, исходя из одинакового уровня комфорта при разной ширине обода. Давление в шине для обода 22C осталось неизменным, давление для обода 18C увеличилось на 6%, а давление для обода 26C уменьшилось на 6%. Регулировка на 6% примерно соответствует изменению ширины шины.

После регулировки давления в шинах в зависимости от комфортности, становится очевидным, что характеристики всех комплектаций практически идентичны. Установка 22C, кажется, работает немного хуже, но разница настолько мала, что ее можно списать на погрешность измерений.

Заключение для дорожных велосипедов

Мы пришли к выводу, что когда ширина обода превышает 72% от ширины покрышки, дальнейшее расширение обода не увеличивает сопротивление качению. Для дорожных шин шириной 25 мм подходящая ширина обода составляет примерно 17-18C, что соответствует стандартной конфигурации большинства современных дорожных велосипедов. Для покрышек шириной 28 мм оптимальная ширина обода - 19-20C.

Шины для гравия в паре с ободами 18 мм, 22 мм и 26 мм

Ниже приведены три протестированные шины для гравия:

- Panaracer GravelKing TLC 40-622

- Continental Terra Speed TR 35-622

- Michelin Power Gravel 35-622

Здесь мы исследуем, как ширина обода влияет на ширину покрышек и сравним полученные результаты с данными для шоссейных велосипедов. Мы используем среднюю номинальную ширину трех гравийных шин (36,67 мм) для расчета отношения номинальной ширины обода к ширине шины. Номинальное отношение ширины обода к ширине покрышки для гравийных шин в тесте составляет 49% (обод 18C), 60% (обод 22C) и 71% (обод 26C). Большинство гравийных велосипедов имеют обода шириной от 19 до 25 мм, что делает этот набор данных достаточно репрезентативным для реальных условий.

В отличие от ободов для шоссейных велосипедов, где увеличение ширины обода на 1 мм приводит к тому, что 25-миллиметровая шоссейная покрышка становится шире примерно на 0,425 мм, для гравийных ободов увеличение ширины обода на 1 мм расширяет покрышку всего на 0,3 мм. Высота шины также минимально зависит от ширины обода: увеличение ширины обода на 8 мм увеличивает высоту шины всего на 0,3 мм.

Мы начали тестирование с сопротивления качению при одинаковом давлении в шинах, измеряя среднее сопротивление качению трех шин при четырех настройках давления и разной ширине обода. Хотя по сравнению с шоссейными велосипедами изменения не так заметны, более широкие обода при одинаковых шинах и давлении дают преимущество за счет большего объема.

Тенденция изменений явно схожа с тенденцией дорожных велосипедов: более широкие обода увеличивают объем покрышки, уменьшая ее раковину и деформацию при одинаковой нагрузке, что дает более широким ободам преимущество в сопротивлении качению при одинаковом давлении в шине.

Затем мы отрегулировали давление в шинах до того же уровня комфорта. Поскольку изменения размеров гравийных шин на ободах разной ширины менее выражены, корректировка давления в шинах также меньше. Используя 22C в качестве базового значения, давление в шинах для дисков 18C увеличивается на 3%, а для дисков 26C уменьшается на 3%.

Тенденция изменений явно схожа с тенденцией дорожных велосипедов: более широкие обода увеличивают объем покрышки, уменьшая ее раковину и деформацию при одинаковой нагрузке, что дает более широким ободам преимущество в сопротивлении качению при одинаковом давлении в шине.

Затем мы отрегулировали давление в шинах до того же уровня комфорта. Поскольку изменения размеров гравийных шин на ободах разной ширины менее выражены, корректировка давления в шинах также меньше. Используя 22C в качестве базового значения, давление в шинах для дисков 18C увеличивается на 3%, а для дисков 26C уменьшается на 3%.

После эквивалентных корректировок мы обнаружили, что гравийные шины одинаково хорошо работают на ободах разной ширины. Интересно, что гравийные шины лучше всего работают на более широких ободах, в частности на 26C, в то время как дорожные шины лучше всего работают на более узких ободах, в частности на 18C.

Если посмотреть на соотношение номинальной ширины обода и шины, то гравийные шины демонстрируют наилучшее сопротивление качению при соотношении 71%, а дорожные шины - 72%. Хотя разница невелика, можно сделать вывод, что соотношение номинальной ширины обода и шины около 0,7 обеспечивает оптимальное сопротивление качению для шин.

Заключение для шин для гравия

Для гравийных покрышек мы пришли к выводу, что разница в производительности между ободами 18C, 22C и 26C очень мала. Так как большинство гравийных велосипедов имеют ширину обода от 19 до 25 мм, изменение этого параметра, похоже, не принесет особых улучшений.

Покрышки для горных велосипедов с ободами 18 мм, 22 мм и 26 мм

Ниже представлены три протестированные шины для горных велосипедов:

- Continental Race King Protection 55-622 (29×2.2)

- Maxxis Aspen EXO TR 57-622 (29×2.25)

- Vittoria Mezcal TNT G+ 2.0 55-622 (29×2.25)

В целях экономии и снижения веса все еще часто встречаются горные велосипеды с относительно узкими ободами. В то время как обода с внутренней шириной 17 мм и 19 мм, возможно, уже устарели, обода 21-25 мм остаются довольно распространенными. При установке выбранных нами покрышек на обода диаметром 18, 22 и 26 мм соотношение номинальной ширины обода и покрышки варьируется от 32% до 47%. Этот тест покажет нам, как узкие обода сочетаются с более широкими шинами.

Как обычно, при давлении в шинах 35 фунтов на квадратный дюйм / 2,4 бара высота и ширина шин на разных дисках будут следующими:

Изменение ширины покрышки горного велосипеда в зависимости от ширины обода гораздо меньше, чем мы ожидали. При переходе от обода 18 мм к ободу 26 мм ширина покрышки увеличивается всего на 2,2 мм (на каждый 1 мм увеличения ширины обода ширина покрышки увеличивается всего на 0,275 мм). Однако, в отличие от дорожных, CX и гравийных покрышек, высота покрышки значительно увеличивается, возможно, потому, что на узких ободах с широкими покрышками угол наклона боковины к земле становится больше, что толкает высоту покрышки вверх.

Мы по-прежнему измеряем сопротивление качению при том же давлении в шинах.

Эти результаты очень интересны. После регулировки различные сочетания давления в шинах и обода обеспечивают одинаковый уровень комфорта, но более широкие обода дают значительное преимущество в сопротивлении качению.

Если посмотреть на соотношение номинальной ширины обода и шины, то переход с узкого обода с соотношением 32% на широкий с соотношением 47% может снизить сопротивление качению примерно на 3%.

Заключение для горных велосипедов

По результатам этих тестов узкие обода менее 25 мм на горных велосипедах должны быть сняты с производства. Более широкие обода не только улучшают управляемость, но и снижают сопротивление качению. (А как же стоимость и вес, о которых вы только что упомянули?)

Заключение

Приведенная выше диаграмма объединяет все результаты тестирования и служит кратким итогом данного исследования.

Мы обнаружили, что после регулировки давления в шинах для достижения одинакового уровня комфорта влияние разной ширины обода на сопротивление качению минимально. Шины демонстрируют оптимально низкое сопротивление качению, когда отношение номинальной ширины обода к ширине шины составляет от 65% до 75%. В диапазоне соотношения от 50% до 80% шины сохраняют 99% своих лучших показателей низкого сопротивления качению. Только когда отношение номинальной ширины обода к ширине шины падает ниже 0,5, показатели низкого сопротивления качению заметно снижаются. Однако даже при соотношении 0,3 шины сохраняют 95% от своего пикового показателя низкого сопротивления качению.

В связи с этим возникает вопрос: стоит ли стремиться к тому, чтобы отношение номинальной ширины обода к ширине шины составляло 0,65-0,75? Скорее всего, нет, поскольку улучшение сопротивления качению на 1% незначительно и может быть легко получено в другом месте. Кроме того, не все шины с рисунком протектора достаточно широки, чтобы подходить для очень широких ободов. Более широкие обода сплющивают профиль покрышки, и когда велосипед наклоняется в повороте, использование непротекторных участков покрышки может привести к потере контроля.

Дать универсальную рекомендацию для всех комбинаций обода и покрышки явно нецелесообразно. Мы рекомендуем, чтобы ширина обода составляла не менее 50% от номинальной ширины покрышки, а затем учитывайте конкретные характеристики покрышки и ваши собственные требования, такие как агрессивность вашего стиля езды, ваш вес и вес велосипеда, аэродинамические характеристики и многое другое.