מבוא ללחץ אוויר בצמיגי האופניים- לא מה שחשבתם…

כתב: גיא בר

---

דסקליימר חלק  מההסברים והתובנות המובאים כאן אינם מדעיים עד הסוף, וככל הנראה לא כל המינוחים המובאים בכתבה זאת הם המונחים המדויקים פיזיקלית. המאמר כתוב על סמך הבנתו ופרשנותו הפרטית של הכותב השאובה ממקורות מידע שונים אליהם נחשף.

---

הקדמה

כשאנחנו רוכבים על האופניים במהירות מסוימת, ישנם מגוון כוחות שפועלים עלינו, כשהוואטים שאנחנו מוציאים מהרגליים לפדלים כדי לדחוף את האופניים קדימה, מתנגדים לכוחות אלו. אם כוחות אילו לא היו פועלים עלינו, היינו למעשה יכולים לשייט בכל מהירות מבלי להשקיע מאמץ בכלל, אבל זה לא המצב…

לדוגמא ייתכן ובעלייה בשיפוע 3%, כשאני והאופניים שוקלים כ90 ק"ג ויש רוח פנים במהירות 10 קמ"ש, יידרשו ממני 300 וואט כדי לשמור על מהירות של כ30 קמ"ש (האצות זה כבר משהו אחר).

300 הוואט האלו יתחלקו ל-4 קטגוריות שונות של כוחות שפועלים עלינו ברכיבה:

1. כוח הכבידה– עניין המשקל הוא כנראה המדובר ביותר בקרב רוכבים. ככל שנוריד במשקל יהיה לנו קל יותר לעלות עליות, וככל ששיפוע העלייה יגדל, כך זה ישפיע יותר.
2. התנגדות הרוח– הנושא החשוב ביותר מבחינת הכוחות הפועלים עלינו, שכן כמו הקורונה, כוח זה פועל באופן אקספוננציאלי. אם לדוגמא במהירות 10 קמ"ש הרוח תפעיל עלינו כוח של 5 וואט, ב 20 קמ"ש כשנכפיל את המהירות הרוח תפעיל עלינו כוח של 20 וואט, כלומר פי 4.
3. חיכוך מכני של חלקי האופניים– כל חלקי מערכת ההינע של האופניים מתחככים זה בזה, מתכת על מתכת ובדרך אנחנו מאבדים אנרגיה על החיכוך הזה. החיכוך העיקרי הוא חוליות השרשרת, אבל יש לנו גם את מיסבי הגלגלים, הציר המרכזי, המעביר וכו'.
4. חיכוך הצמיגים על הקרקע– מושא הכתבה הזו למעשה, הצמיגים הם נקודת המגע של האופניים עם הקרקע ואנו מאבדים אנרגיה רבה על החיכוך שלהם.

חוסר הסימטריות בהתנגדות הגלגול ומקור הטעות

מלבד החיכוך של הצמיגים עם הקרקע, הרבה מאיבוד האנרגיה של הצמיגים מגיע מכיווץ ופתיחת הצמיג. כשהצמיג מתגלגל, החלק התחתון שנוגע בקרקע (שעה 6) נמעך כל פעם שהוא נוגע בקרקע ונפתח מחדש לאחר שעזב את הקרקע. פעולה זו הביאה במשך שנים לקונספציה שגויה שטענה שככל שלחץ האוויר יעלה -> הצמיג פחות יתכווץ וייפתח -> יהיה פחות איבוד אנרגיה -> והמהירות תגדל על אותו מאמץ. כשבדקו את העניין לעומק גילו שזה נכון עד נקודה מסוימת, והחל מנקודה זו אנחנו נתחיל לאבד מהירות ככל שנעלה את הלחץ. ניתן לראות בגרף כאן למטה את מה שחשבו תיאורטית (בכחול) לעומת מה שמצאו במציאות (בתכלת).

איבוד האנרגיה הזה מגיע מפני שהצמיג בלחץ גבוה מדי מכדי "לבלוע" את המהמורות שבדרך (גם בכביש שנראה חלק לגמרי יש מיקרו מהמורות) ובמקום להישאר צמוד לקרקע אנחנו נאבד אנרגיה על קפיצות הצמיג ועל הכוח שנצטרך להשתמש בכדי להחזיק את הרטט הזה. אפשר לראות בגרף את חוסר הסימטריות: עד נקודת השבירה ההתנגדות תרד לאט על כל PSI שנעלה. ברגע שנעבור את הנקודה הזו, נפסיד הרבה יותר על כל PSI. 

מה מקור הטעות, מדוע חשבו כל כך הרבה זמן שצריך להעלות את הלחצים ככל שאפשר?

מפני שיש לנו פה אפקט שהוא נוצבו (ההפך מפלצבו). כלומר ככל שנעלה את הלחץ נרגיש מהירים יותר למרות שנהיה איטיים יותר. הרטט הוא הגורם לכך, הוא גורם לנו להרגיש שקורה משהו ושאנחנו מהירים למרות שאנחנו פחות כאמור.

איך נשתמש במידע הזה

אופני כביש– חוסר הסימטריות שרואים בגרף אומר לנו קודם כל שעדיף להיות על לחץ נמוך מדי מאשר גבוה מדי. ישנה נקודה אופטימלית שנרצה למצוא אותה, אבל תמיד עדיף לפספס מלמטה מאשר מלמעלה. כלל האצבע הוא להיות על לחץ גבוה ככל שניתן כל עוד לא נתחיל להרגיש רטט מהכביש.

בגרף כאן למטה ניתן לראות שככל שתוואי המשטח נהיה אגרסיבי יותר, הנקודה האופטימלית יורדת:

אופני הרים- פה העניין שונה לגמרי, בגלל האופי הקשוח של תוואי השטח הנקודה האופטימלית הזו נמצאת מאוד נמוך. נמוך כל כך ברמה שכנראה אתם הולכים לשבור את החישוק שלכם לפני שתגיעו אליה. כפועל יוצא מזה באופני הרים ככל שהלחץ ירד, מהירות הגלגול תעלה. הסתייגות קטנה היא לגבי אינסרטים, במידה ויש לכם אינסרט שיושב צמוד על הצמיג והגעתם למצב שהצמיג נמעך ומאבד את האינסרט וחוזר אליו כל פעם, אתם הולכים לאבד הרבה אנרגיה על זה.

איך נדע מהו לחץ האוויר הנכון?

זה לא לגמרי מדע מדוייק מאחר וישנם גורמי שינוי רבים, אך חברת Silca מפרסמים מחשבון כדי לעזור ולמצוא את לחץ האוויר האופטימלי לטובת מהירות הגלגול או לפחות לייצר סוג של נקודת פתיחה ממנה ניתן לזקק את לחץ האוויר שיתאים לסגנון הרכיבה של כל אחד מאיתנו. שימו לב מחשבון זה לא לוקח בחשבון אלמנטים טכניים בשטח כמו סלעים, מדרגות, דרדרת וכו' לכן הוא פחות יתאים לרכיבה טכנית. אם אתם משתמשים בו חשוב שתקראו היטב את ההוראות על כל שדה ובסוף שיקלו בהגיון את התוצאה המתקבלת.לי אישית המחשבון אמר שאני צריך לרדת ל 15psi באופני ההרים שלי. אישית יש לי פחות ביטחון בלחצים כל כך נמוכים, אבל כן הורדתי לחצים מ 25/23 ל 21/20 וזה מרגיש מעולה. אולי אנסה להוריד עוד קצת, אבל קשה לי להאמין שאגיע ל 15.

לסיכום עצה פרקטית וסופר מועילה: על מנת להיות מדויקים ועקביים, עשו לכם טובה וקנו מד לחץ דיגיטלי במקום להסתמך על מד הלחץ (הלא מדוייק לרוב) של המשאבה שלכם, או על תחושת האצבע המנוסה שלכם.

Comments

comments