Каковы преимущества или недостатки разных стилей спиц

Я вижу триатлонные велосипеды с различными стилями спиц, от обычной проволоки до лопастей аэродинамической формы и полностью прочных колес, но я не могу понять, почему должно быть так много стилей.

Я могу понять, что нужно меньше выступать на дорожке в помещении, так как вы не получите ударов, так что я в порядке, но кто-нибудь может пролить свет на решения, стоящие за другими стилями?

Я также видел этот вопрос на плоских спицах, но это не объясняет крыло как спицы или сплошные колеса, не так ли?

Да, есть различные типы спиц, как уже объяснено. Существуют также различные способы «шнуровки» спиц и различного количества спиц.

При выборе схемы шнуровки спиц существует шесть основных соображений:

1. Сила
2. гибкость
3. Сопротивление вращающему моменту
4. Сопротивление воздуха
5. Вес
6. Внешний вид / секс / тупо тратить деньги

Сила определяется количеством спиц, как они расположены, и как они взаимодействуют со ступицей и ободом. Если вы посмотрите на обычное колесо «три креста», спица покидает ступицу под углом, почти тангенциальным к окружности ступицы. Таким образом, нагрузка на концентратор сводится к минимуму. Шнуровка с четырьмя крестами (обычно наблюдаемая на тяжелых туристических велосипедах и т. П.) Лучше подходит и делает спицу по-настоящему тангенциальной к окружности ступицы (плюс увеличенная длина спицы делает колесо более «пружинным»).

Вы редко видите «два креста» и, вероятно, никогда не видите шнуровки «одного креста», но «радиальная» шнуровка (где спицы выходят из ступицы под прямым углом к ​​окружности) становится довольно распространенной, особенно на передних ступицах «горы» или "кросс" велосипеды. Радиальная шнуровка создает значительную нагрузку на обычную ступицу, а с радиально зашнурованными колесами вы часто будете видеть спицы перевернутыми, с ниппелями на конце ступицы, потому что ступица должна быть переоборудована, чтобы выдерживать нагрузку. Кроме того, и из-за того, что радиально зашнурованное колесо является очень жестким, и потому что обычно радиальные колеса имеют низкое количество спиц, нагрузка на обод выше, так что соски могут протягиваться. Таким образом, вы иногда будете видеть изогнутый конец (перевернутой) спицы, занятый в прорези в ободе или что-то подобное.

Обратите внимание, что, хотя колеса с радиальными шнуровками более жесткие к радиальным силам на колесе, они вообще не очень хорошо противостоят крутящему моменту - если заднее колесо будет радиально произноситься, крутящий момент трансмиссии заставит колесо крутиться в своего рода спираль, препятствующая передаче мощности по окружности колеса. Точно так же, если бы дисковые тормоза использовались на радиальном переднем колесе, колесо сильно закрутилось бы при использовании дисковых тормозов.

[Однако следует отметить, что некоторые люди любят зашнуровать свое заднее колесо крестообразным рисунком с одной стороны и радиальными спицами с другой. Это обеспечивает необходимую жесткость при кручении, в то же время позволяя половине колеса быть радиальной, но неясно, есть ли у этой схемы реальное преимущество.]

Сопротивление воздуха, очевидно, увеличивается с увеличением числа спиц и зависит от профиля спицы. Хотя сопротивление воздуха важно для профессиональных гонщиков, поскольку верхняя часть колеса движется вперед с удвоенной скоростью велосипеда, вероятно, можно с уверенностью сказать, что сопротивление воздуха из-за спиц на стандартном 32-спицевом колесе с тремя крестами не будет заметили большинство средних байкеров даже на довольно высоких скоростях.

Самым лучшим колесом с низким сопротивлением ветру, конечно, является дисковое колесо, и существуют другие экзотические конструкции с 1, 2 или 3 широкими плоскими «спицами», изготовленными из высокопрочных композитов, соединенных с ободом и ступицей. Но, как правило, вы увидите диски только на задних колесах, потому что диск становится воздушным змеем, если он пересекает ветер, как это происходит на переднем колесе.

Вес снижается за счет использования более экзотических материалов (особенно для обода) и уменьшения количества спиц. Чем более экзотичен обод, тем более тесно дизайн обода связан с схемой разбрызгивания. Некоторое незначительное снижение веса также возможно за счет уменьшения «поперечного» ударов (и, следовательно, уменьшения длины спиц).

И, конечно же, секс. Многие из вышеперечисленных схем (особенно такие, как переднее колесо с малым числом спиц с радиальными спицами и обращенными спицами) имеют мало практического преимущества для среднего велосипедиста, увеличивают стоимость и снижают надежность. (Когда-нибудь слышали, как одна из этих причудливых спиц высокого напряжения уходит? Звучит как выстрел из пистолета. И если кто-то сломается, вы, вероятно, мертвы в воде, пока не доберетесь до велосипедного магазина, тогда как со стандартными 32-спицевыми с тремя спицами Колесо обычно можно «хромать», если придорожный ремонт невозможен.)

От Шелдона Брауна :

Спицы с двойным торцом на концах толще, чем посередине. Самые популярные диаметры: 2,0 / 1,8 / 2,0 мм (также известный как калибр 14/15) и 1,8 / 1,6 / 1,8 (калибр 15/16).

Спицы с двойным торцом делают больше, чем экономят вес. Толстые концы делают их такими же прочными в областях с высоким напряжением, как прямые спицы той же толщины, но более тонкие средние секции делают спицы более эластичными, что позволяет им растягиваться (временно) больше, чем более толстые спицы.

В результате, когда колесо подвергается резким локализованным напряжениям, спицы с наибольшим напряжением могут удлиняться достаточно, чтобы перенести часть напряжения на смежные спицы. Это особенно желательно, когда ограничивающим фактором является то, какое напряжение может выдержать обод без трещин вокруг отверстий для спиц.

Спицы с тройным прикладом , такие как DT Alpine III, являются наилучшим выбором, когда долговечность и надежность являются основной целью, как, например, с тандемами и велосипедами для поездок с нагрузкой. Они разделяют преимущества спиц с одним и двумя бортами. Например, DT Alpine III имеет 2,34 мм (13 калибров) в головке, 1,8 мм (15 калибров) в середине и 2,0 мм (14 калибров) в резьбовом конце.

Спицы с одинарным и тройным встык решают одну из главных проблем конструкции колес: поскольку в спицах используются катаные, а не нарезанные нити, наружный диаметр нитей больше базового диаметра проволочной спицы. Поскольку отверстия во фланцах ступиц должны быть достаточно большими, чтобы резьба могла проходить через них, отверстия, в свою очередь, больше, чем требуется для проволоки. Это нежелательно, потому что плотное совпадение диаметра спицы на колене и диаметра фланцевого отверстия имеет решающее значение для сопротивления усталостному разрушению.

Поскольку спицы с одинарным и тройным встык толще на головном конце, чем на конце резьбы, их можно использовать со ступицами, у которых есть отверстия, достаточно большие, чтобы пропустить толстый провод на головном конце.

Аэро (эллиптические) спицы представляют собой разновидность спиц с двойным торцом, в которых тонкая часть вдавливается в эллиптическое поперечное сечение, что делает эти спицы несколько более динамическими, чем спицы круглого сечения. Наиболее широко доступными спицами этого типа являются Wheelsmith Æro. Это 2,2 х 1,8 мм на концах, а середины эквивалентны 16-го калибра, но в форме эллипса 1,8 х 1,2 мм. Wheelsmith Æro - моя любимая спица для высокопроизводительных применений, не только из-за каких-либо динамических преимуществ, которые она может предложить, но и потому, что плоская центральная секция обеспечивает отличный визуальный индикатор, помогающий колесному производителю устранить любые остаточные скручивания в спице. Это помогает построить колесо, которое останется верным.

Аэро (лопастные) спицы имеют более выраженную аэро-форму, плоские, нежели эллиптические. Хотя они являются наиболее аэродинамическими из спиц, они обычно не подходят для отверстий в стандартной втулке, потому что они слишком широки. Чтобы использовать «лезвия», концентратор должен быть прорезан с файлом. Прорезание отверстий может ослабить фланец и, как правило, приведет к аннулированию гарантии на ступицу. Это также много проблем.

Теоретически, «аэро» спицы должны быть более аэродинамическими, однако, если вы подумаете о том, чтобы напрячь спицу, она будет более жесткой в ​​направлении вращения колеса, потому что она толще, и будет иметь более гибкий изгиб перпендикулярно этому, поскольку спица тонкий или плоский на боку.

У меня есть спицы с двумя торцами на моем горном велосипеде, и я гонял на них годами, не отвлекая колеса, и это экономит небольшое количество веса на спицу, но в точке, где спица не сильно напряжена, поэтому он сохраняет большую часть своей силы. Особенно хорошо подходит для легковесных мотоциклистов на велосипедах с полной подвеской, где колеса не будут подвергаться таким сильным ударам.

Это сводится к аэродинамике, надежности и стоимости.

Колесо со многими легкими спицами будет надежным и останется относительно управляемым, даже если одна спица сломается. Но все эти спицы подобны яйцеклетке на ветру: не аэродинамические. Таким образом, такие колеса в основном используются более тяжелыми наездниками или в туре, где прочность превосходит скорость.

Колесо с меньшим количеством спиц создает большую нагрузку на каждую из этих спиц и не может допустить их поломки. Кроме того, и для того, чтобы компенсировать меньшее число спиц, и потому, что весь смысл уменьшения количества спиц заключается в улучшении аэродинамики, эти колеса обычно имеют ободья с глубоким сечением с поперечным сечением в виде капли. Они увеличивают прочность колеса (за счет веса) и улучшают его аэродинамику, заменяя наиболее быстро движущиеся части спиц (на концах) твердым ободом аэродинамической формы.

Триспой или дисковое колесо - следующий логический шаг. Они намного дороже в изготовлении, и диски особенно проблематичны при боковом ветре. Они также имеют тенденцию быть тяжелыми, что делает их неподходящими для некоторых видов гонок, но не так много для триатлона, которые требуют постоянных усилий.

Лезвия спиц немного более аэродинамические, чем круглые спицы. В самом высоком конце, есть некоторые колеса, которые используют стальные спицы, похожие на фетучини, вместо стальных спиц - они сами могут стоить столько же, сколько очень хороший велосипед.