Smal eller bred? Højtryk eller lavtryk? badekar eller clinchers? Vi undersøger komplikationerne vedrørende dækvalg
I forlængelse af vores test: Er bredere dæk virkelig hurtigere? Vi besluttede at fortsætte vores undersøgelse af komplikationerne ved dækvalg.
Et af de største spring nogensinde inden for cykelteknologi kom fra en usandsynlig kilde: en skotsk dyrlæge ved navn John Boyd Dunlop. I 1888, som en væsentlig afvigelse fra sit daglige arbejde, skabte Dunlop det første pneumatiske dæk i et forsøg på at befri sin søn for hovedpine og ubehag, der havde generet drengen, da han kørte på sin solide trehjulede trehjulede cykel rundt i Belfasts ujævne brosten.
Spol frem til i dag, og det grundlæggende koncept har ikke ændret sig – et forseglet luftkammer giver et lag af dæmpning mellem rytteren og vejen – men det betyder ikke, at alle dæk er ens. Nogle dæk er hurtigere end andre, men det kræver en smule forståelse af dækteknologi, før du kan finde det bedste til dig.
Modstand en pause
'Mens en cyklist kører, skal en cyklist møde forskellige typer modstand: luftmodstand, vægt (hvis du accelererer eller bremser) og dækkets rullemodstand, som er energitabet som følge af, at dækket ruller fremad, ' siger Michelins vejdækudvikler, Nicolas Cret. »Vi måler rullemodstanden med faste parametre som reguleret tryk, konstant hastighed, belastning og temperatur. Målemaskinen er norm alt sammensat af en tromle, som skal være så stor som muligt for at simulere flad jord. Dækket roteres med en given hastighed/belastning/tryk under en opvarmningssession, og så stopper vi tromlekraften og måler afstanden indtil dækket holder op med at rulle. Jo længere afstanden er, jo lavere er rullemodstanden.’
I grundlæggende termer er rullemodstand den kraft, der virker mod fremadgående bevægelse af et dæk, der ruller på en overflade. Rent praktisk betyder denne modstandskraft sammen med faktorer som luftmodstand, at når du kører frihjul på en flad overflade, vil du til sidst stoppe. Men da energi hverken kan skabes eller ødelægges, kun ændres, hvor er den energi, der drev os fremad, blevet af?
'Rullemodstand i dæk er energi, der forbruges for at overvinde dækdeformation,' siger Wolf VormWalde, dækproduktchef hos Specialized. »Når et dæk er under belastning, deformeres det, og at deformere et materiale kræver kraft. Når dækket ruller, er deformationen i gang, da dækkets slidbane og sidevæg går gennem kontaktfeltet [hvor dækket møder vejoverfladen], mens hjulet roterer. Dækket bliver derfor stresset og deformeret, når det går ind i kontaktplasteret og slapper af ved at gå ud af kontaktplasteret. Men i modsætning til en perfekt fjeder giver dækket ikke energien tilbage, når det deformeres.’
Observér, hvad der sker med en stationær cykels dæk under en rytters vægt, og du vil forstå, hvad VormWalde betyder. Et dæk under belastningen af en rytter vil bule ud ved sidevæggene, og slidbanen vil blive flad for at tilpasse sig formen på overfladen under den. Når cyklen er i bevægelse, og dækket roterer, sker denne proces igen og igen på det punkt, hvor dækket møder vejoverfladen. I en ideel verden ville dækket 'give så godt, som det blev', studse tilbage fra vejbanen med lige så meget kraft, som det gik ind for at klemme det på vejoverfladen i første omgang, og derfor ville den energi, der blev lagt i bevægelsen fremad være bevaret. Desværre er gummiblandinger i dæk 'viskoelastiske', hvilket betyder, at når de deformeres under belastning, omarrangerer molekylerne i forbindelsens polymerkæder sig og gnider på den måde op mod hver. Denne interne friktion skaber varme, som desværre er et ubrugeligt biprodukt i jagten på at drive din cykel fremad. Bare mærk dit bagdæk efter en time på turbo-træneren, og du vil snart se billedet.
Det er denne deformation af dækket, der er nøglen til dets rullemodstand og dermed dets 'hastighed'. Der er forskellige måder, hvorpå du kan påvirke den måde, et dæk deformeres på, en af dem er at variere trykket af den luft, du pumper ind i det.
Deformation af karakter
Hvis jo mere et dæk deformerer, jo mere rullemodstand har det, så skal du helt sikkert bare pumpe et dæk op til det højest mulige tryk, hvilket gør det næsten umuligt at deformere, og energitab gennem rullemodstand vil minimeres? Sandheden er – som altid – lidt mere kompliceret.
Christian Wurmbäck, produktchef hos Continental, siger: 'At øge trykket i et dæk vil mindske rullemodstanden, men kun op til et punkt. For eksempel, hvis du tager et 23 mm dæk og øger trykket fra 85psi til 115psi, vil du have mindre rullemodstand. Men hvis du tager det samme dæk og øger trykket fra 115psi til 140psi, er der stort set ingen forskel.’
VormWalde fra Specialized er enig: 'På en perfekt glat overflade er det højere tryk altid hurtigere. Men denne effekt aftager på rigtige veje, sådan at vi siger, at du ved 130psi pumper dækket til dødt [dvs. det kan ikke blive mere brugbart stift]. Det vigtige at huske er, at forholdet mellem dækket og vejen er symbiotisk, og at vejene aldrig er helt glatte.
‘Du vil ikke have dækket så hårdt, at når du ruller hen over vejen, kan det ikke absorbere overfladefrekvenserne. Det er mere effektivt for dækket at absorbere ruhed og stød, end det er at overføre disse amplituder til cyklen og rytteren. At løfte cyklen og rytteren op vil altid forbruge mere energi end at presse et dæk ned. Det er en af grundene til, at du ser cykelcross- og mountainbikeryttere køre så lavt tryk, tilføjer han.
Han har en pointe. For i stedet for at lade en særlig ujævn sektion sende ham ud i luften, vil den erfarne mountainbike-racer forsøge at holde sin krop på et fladt plan ved at bruge sine arme og ben til at absorbere alle de bump, terrænet serverer. I lægmandsforstand, hvis du vil gå vandret fremad, spilder du ikke din energi på at gå lodret op og ned.
Tricket er at finde det bedste dæktryk til den vej, du kører på – noget, der kan kræve lidt afprøvning og fejl. Og så skal du spørge dig selv, om du er på den rigtige bredde dæk i første omgang.
Det lille spørgsmål om størrelse
I de gode gamle dage troede racere, at tyndere dæk var bedre, og de fleste professionelle hjul var skoet med alt fra et 21 mm bredt dæk til en minimal 18 mm. Med tiden har ryttere måske lagt mere vægt på komfort og mindre i bule-bedøvende hastighed, sådan at 23 mm dæk er blevet en landevejscykelstandard.
Men Schwalbe produktchef Marcus Hachmeyer siger, at undersøgelser af dækadfærd har afsløret nogle ret overraskende ting: Hvis du sammenligner dæk med forskellige bredder, men identiske specifikationer - samme sammensætning, samme afrundede profil, samme lufttryk - kan man sige med hensyn til rullemodstand: jo bredere jo hurtigere!'
Dette lyder kontraintuitivt – når alt kommer til alt er landevejscykler langt hurtigere end touringcykler eller mountainbikes – men analyse af et dæks kontaktmærke har hjulpet designere som Hachmeyer til at se forbi den populære tro på, at 'smalere er lig hurtigere'.
'Bredere dæk er hurtigere,' lyder Wurmbäck hos Continental. »Et 24 mm ruller hurtigere end et 23 mm, men et 25 mm dæk ruller endnu hurtigere end det. Faktisk er vores GP4000s dæk omkring 7 % hurtigere i en 25 mm end en 23 mm version.’
Årsagen går tilbage til dette spørgsmål om deformation. Selvom både de brede og smalle dæk ved samme tryk har det samme kontaktfladeområde, vil den præcise form af hvert kontaktfelt være forskellig. I et smallere dæk vil denne lap være tyndere, men længere, og danne en slank oval form langs dækkets bund, hvorimod for et bredere dæk vil kontaktlappens form være mere cirkulær, da dækket er fladt mere på tværs af dets bredde. Resultatet er, at det tyndere dæks slankere, længere kontaktflade tilskynder til mere deformation af dækket - specielt sidevæggen - end dets bredere modstykke. Og som vi allerede har hørt, jo mere et dæk deformerer, jo mere energi forbruges der ved at deformere det. Men hvis dette er tilfældet, burde vi så ikke alle køre rundt på 28 mm?
Sagen mod
‘Selvom et 28 mm dæk vil være hurtigere end dets 23 mm version med hensyn til rullemodstand, vil vægten af 28 mm være højere end 23 mm, da en større størrelse betyder mere materiale. Dette vil sandsynligvis skabe en mærkbar forskel med hensyn til inerti, og det vil have en effekt under accelerations- eller decelerationsfaser, forklarer Nicolas Cret fra Michelin.'Aerodynamiske egenskaber vil også ændre sig fra et 23 mm dæk til et 28 mm.'
Hvis det blev skubbet, hvad ville eksperterne så vælge? "Vi har fundet ud af, at 24 mm er det ideelle kompromis med hensyn til rullemodstand, aerodynamik og vægt," siger Specializeds VormWalde. Men Ken Avery fra den italienske gamle garde Vittoria er uenig: 'Mere [bredde] er ikke altid bedre. Mådeholdenhed er nøglen. Når du går over 26 mm, begynder de subtile gevinster i rullemodstanden at forsvinde. Formlen er så at sige smidt af. Dette forudsætter også, at alle dæk har en ensartet profil, hvilket de ikke har. Ofte gør slidbanetykkelsen [i tværsnit] dækket mere spidst end rundt, således at et 24 mm dæk fra én producent kan være hurtigere eller langsommere i et givet scenarie end et 23 eller 25 mm.’.
For at komplicere sagerne yderligere, kommer der oven i valgene om dæktryk og -bredde overvejelser om et dæks smidighed.
Hvad der ligger under
Hvis deformation forårsager tab af energi fra varme, så vil et dæk, der er mere smidigt, bruge mindre energi på at deformere på en given måde end et dæk, hvis karkasse er mere stiv. Under gummiblandingen i et dækmønster ligger tusindvis af tætvævede fibre. Afhængigt af dækket kunne denne lags karkasse indeholde så mange som 320 tråde pr. tomme (tpi), alle sammen en meget fin bomuld, eller måske så få som 60, lavet af en decideret tykkere nylon. Konsekvensen, siger producenter som Vittoria og Challenge, er, at jo højere gevindtallet er, jo mere smidigt dækket er, og dermed desto lettere deformeres det, og dermed lavere rullemodstand vil det have.
'Jo større tpi-tal, jo mere fleksibelt er dækket,' siger Simona Brauns-Nicol fra Challenge. »Leverandører har gennem tiden leveret gevind af højere og højere kvalitet, der har gjort det muligt for dækproducenter at gå fra en max vævning på 280/300tpi til 320tpi. Jo mere smidigt og fleksibelt kabinettet er, jo mere komfort og, frem for alt, jo mere hæfte til vejen, og dermed opnå den højeste hastighed.« Men i dækverdenen er intet enkelt, og så flere tråde betyder ikke automatisk et hurtigere dæk.
VormWalde hos Specialized siger: 'Et 60tpi-dæk med en god kappeblanding kan være lige så hurtigt som et 100tpi-dæk. Materialet er også vigtigt - nogle polybomuldshylstre er hurtige, men det er ikke på grund af trådantallet, det er på grund af lateximprægneringen, som gør den meget elastisk. Et højt gevindantal betyder ikke nødvendigvis et hurtigere dæk.’
Hvis mere smidige dæk betyder bedre rullemodstand, så skal det samme siges om inderslanger. "En endnu mere smidig og punkteringssikker tur kan opnås ved at bruge et latexrør i stedet for et butylrør," siger Simona Brauns-Nicol hos Challenge. »Vores kan pustes op til omkring 300 gange deres oprindelige volumen. Latex er stærk og elastisk på samme tid og punkterer ikke så let, da elasticiteten betyder, at et latexrør har tendens til at gå rundt om fremmedlegemer.’
Ud over at være et mere smidigt materiale, er latex også lettere – så det vil overgå butylrør med hensyn til rullemodstand. Denne smidighed har dog en pris: latex er mere porøs end butyl, hvilket betyder, at luft vil lække mærkbart ud i løbet af dagene.
Folke som Specialized og Challenge kunne sandsynligvis blive ved med at skændes om latexrør, gevindantal og foringsrør i dagevis (det er ingen overraskelse, at Challenge er stolt af at producere dæk med et trådantal så højt som 320tpi, mens Specialized virker tilfreds med at producere maksim alt 220 tpi), men deres modsatrettede synspunkter fremhæver selve kernen i dette spørgsmål om 'hurtige dæk': Der er ingen endelige svar. Nok er der grundlæggende parametre – størrelse, tryk, smidighed – men sådanne ting er så uløseligt forbundet med både hinanden og spørgsmål om rullemodstand, aerodynamik og inerti, at det er meningsløst kun at fokusere på ét aspekt på bekostning af de andre.
Som Cret hos Michelin udtrykker det, 'Design af et dæk skal ses som et forsøg på at forbedre mange modstridende ydeevneområder på samme tid. Et dæk er altid et kompromis med hensyn til ydeevne. Hvad er et hurtigt dæk? Nå, det afhænger af, hvad du mener med hurtigt.'
Og til sidst…at karbade eller lade være?
I årevis er tubulars blevet udråbt som det bedste dæk, en seriøs rytter kan få, med tilhængere, der hævder, at den eneste grund til ikke at køre på dem på daglig basis er besværet og omkostningerne ved punktering. Der er dog et par virksomheder derude, der er villige til at forstyrre denne særlige applecart.
'Clinchers er hurtigere end tubulars,' erklærer Specializeds Wolf VormWalde. »Det skyldes, at halvdelen af det effektive luftkammer er fælgen. Fælgsidevæggene deformeres ikke ved rulning og forbruger dermed ingen energi. Du troede, vi pressede Tony Martin til at bruge clinchers af kommercielle årsager, ikke? Ingen! De er simpelthen hurtigere.'
Denne flyvning i ansigtet på konventionel visdom er ikke kun fra én mand (omend en i centrum af et temmelig stort cykelselskab), men det er snarere en følelse, som deles af dækgiganterne Schwalbe og Continental også. Men hvis det er tilfældet, hvorfor rider profferne så ikke clinchers? Nå, siger Continentals Christian Wurmbäck, det er en no-brainer.
‘Et rørformet hjulsæt er let, men, hvad der er vigtigt for professionelle ryttere, giver det løbeevne. I tilfælde af en flad med høj hastighed, forbliver et rør på fælgen på grund af limen, i modsætning til en clincher, som har en tendens til at falde af, hvilket gør det til en meget grim ulykke.’
