圈中“胖者”更怕热? 论宽圈热量堆积速率

   2017-10-17 11:03

现在轮组设计的流行趋势是将圈越做越宽,以获得更佳的空气动力学性能,28+mm、29+mm外宽的轮组越来越多,现在较为流行的25mm宽外胎装上去都显得外胎有些窄。那么就有人好奇,宽圈是否比窄圈热堆积更慢,更不易爆框/爆胎,下面我们将展开讨论。

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当同样一条外胎装入了更宽的轮圈后,轮胎与圈结合的内径也相应扩大,也就是说在充气后,轮胎的体积更大了,如上图所示(示例图故意做得比较夸张),为了获得相同的胎压,需要打更多的气,因此内壁压力会更高。

在相同的胎压下,宽圈的内壁压力要比窄圈的大,当持续刹车时,胎内温度会上升,宽圈要比窄圈更容易因加温而爆胎。那么为了保持相同的圈壁压力,究竟该如何调整胎压,下面是计算公式:

A=TL(A=受压面积;L=受压长度;T=受压厚度);F=力;Σ=F/A=单位面积压力 ;胎内空气对轮圈的力(F)=空气压力(P)x圈/胎结合的横截面半径(R)x胎长再除以2;D=直径=2xR。因此Σ=F/A = PDL/2TL = PD/2T

在使用同样2条胎的情况下,T是相同的,我们假设2个圈的内壁厚度也相同,那么得出σw/σn = PwDw/PnDn(n=窄圈,w=宽圈)。如果我们想使2种圈内壁的压力相同,即σw = σn或σw/σn = 1,则PwDw = PnDn

现在假设你使用的是700x25c外胎,圈/胎结合的横截面半径为25mm,窄圈外宽19.5mm,内宽14mm,现在你将同一条胎安装至同样圈壁厚度的24mm外宽、18.5mm内宽的轮圈上,就相当于增加了圈/胎结合的周长(C)=18.5-14=4.5mm。Cn(窄圈周长)=πx25=78.5mm,Cw(宽圈周长)=Cn+4.5mm。因此Dw(宽圈直径)=Cw/π=(Cn+4.5mm)/π = (78.5 + 4.5)/π = 83/π = 26.4mm

所以将胎从19.5mm轮圈换至24mm轮圈后,同样胎压下你会将25c外胎与轮圈结合的直径从25mm扩展至26.4mm。如果你在窄圈使用的是100psi的胎压,那么宽圈胎压需要调整至Pw(宽圈胎压)=PnDn/Dw = (100 * 25)/26.4 = 94.7 psi才能保持与窄圈同样的圈壁压力。

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当然现在碳纤维轮圈使用的树脂不同,抗热性能也有所不同,爆框之类现象已很少有发生,如果要避免因圈内升温而导致爆胎的情况,最好的方法是提高刹车技巧,多使用点刹方式代替持续刹车,这比调整胎压要关键的多,再低的胎压也经不起长时间刹车带来的升温导致的气体膨胀。

编译:HCY

作者:Lennard Zinn

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