ยางจักรยาน



ยางจักรยาน (หรือtyreในภาษาอังกฤษแบบเครือจักรภพ) คือยางที่ใช้กับล้อของจักรยานหรือยานพาหนะที่คล้ายกัน ยางเหล่านี้อาจใช้กับรถสามล้อ รถเข็นและจักรยานมือปั่นซึ่งมักใช้ในการแข่งขันยางจักรยานเป็นแหล่งสำคัญของระบบกันสะเทือนสร้างแรงด้านข้างที่จำเป็นสำหรับการทรงตัวและการเลี้ยวและสร้างแรงตามยาวที่จำเป็นสำหรับการขับเคลื่อนและการเบรกแม้ว่าการใช้ยางลมจะช่วยลดแรงต้านการหมุน ได้อย่างมาก เมื่อเทียบกับการใช้ล้อแข็งหรือยางตัน แต่ยางก็ยังคงเป็นแหล่งพลังงานที่ใหญ่เป็นอันดับสองรองจากแรงต้านลม (แรงต้านอากาศ)บนถนนราบ[ 1 ] ยางจักรยานลมแบบถอดได้ที่ทันสมัยมีส่วนทำให้ จักรยานเพื่อความปลอดภัยได้รับความนิยมและในที่สุดก็กลายเป็นที่นิยม[ 2 ]
ยางจักรยานยังใช้กับจักรยานล้อเดียวจักรยานสามล้อจักรยานสี่ล้อจักรยานสองที่นั่ง จักรยานมือปั่น รถพ่วงจักรยานจักรยานพ่วงและรถเข็นคนพิการ ขนาดของยางจักรยาน ส่วนใหญ่มักเป็นไปตามมาตรฐาน ISO 5775
ประวัติศาสตร์



ยางล้อจักรยานรุ่นแรกเป็นแถบเหล็กบนล้อไม้ของจักรยานแบบเวโลซิพีเด [ 3 ] ต่อมาจึงใช้ยางล้อแบบยางตันกับจักรยานเพนนีฟาร์ธิง [ 4 ] สิทธิบัตรฉบับแรกสำหรับ "ล้อยาง" มอบให้แก่Clément Aderในปี พ.ศ. 2411 [ 5 ]เพื่อพยายามทำให้การขับขี่นุ่มนวลขึ้น จึงมีการทดลองใช้ยางล้อแบบยางที่มีแกนกลวงด้วย[ 6 ]
ยางลมแบบใช้งานได้จริงชิ้นแรกถูกสร้างขึ้นโดยJohn Boyd Dunlopในปี 1887 สำหรับจักรยานของลูกชายของเขา เพื่อป้องกันอาการปวดหัวที่ลูกชายของเขาประสบขณะขี่จักรยานบนถนนขรุขระ (สิทธิบัตรของ Dunlop ถูกประกาศว่าไม่ถูกต้องในภายหลังเนื่องจากมีสิ่งประดิษฐ์ก่อนหน้าโดยRobert William Thomson ชาวสก็อตเช่นเดียวกัน ) Dunlop ได้รับการยกย่องว่า "ตระหนักว่ายางสามารถทนต่อการสึกหรอของยางได้ในขณะที่ยังคงความยืดหยุ่น" [ 7 ]สิ่งนี้นำไปสู่การก่อตั้งบริษัทDunlop Pneumatic Tyre Co. Ltdในปี 1889 ในปี 1890 บริษัทเริ่มเพิ่มชั้นผ้าใบที่แข็งแรงลงในยางเพื่อลดการเจาะ นักแข่งต่างนำยางลมมาใช้อย่างรวดเร็วเนื่องจากความเร็วและคุณภาพการขับขี่ที่เพิ่มขึ้น
ในที่สุด ยางล้อแบบถอดได้ก็ถูกนำเสนอในปี พ.ศ. 2334 โดยÉdouard Michelinโดยยึดกับขอบล้อด้วยแคลมป์แทนการใช้กาว และสามารถถอดออกเพื่อเปลี่ยนหรือซ่อมแซมยางในที่แยกออกมาได้[ 2 ]
ติดเข้ากับขอบ
มีการพัฒนาเทคนิคหลักสามประการสำหรับการยึดยางจักรยานเข้ากับขอบล้อจักรยาน ได้แก่ ยางคลิ นเชอร์ยางแบบมีลวดและ ยาง แบบท่อ[ 8 ]ยางคลินเชอร์เดิมทีไม่มีลวดในขอบยางและรูปทรงของขอบยางจะเกี่ยวเข้ากับขอบบนของขอบล้อ โดยอาศัยแรงดันอากาศในการยึดขอบยางไว้ อย่างไรก็ตาม ยางประเภทนี้ไม่ได้ใช้กันทั่วไปอีกต่อไปแล้ว และคำว่าคลินเชอร์ ได้ถูกนำไปใช้กับยางแบบมีลวดในปัจจุบัน สำหรับส่วนที่เหลือของบทความนี้ จะถือว่ามี การใช้คำว่า คลินเชอร์ในความหมายสมัยใหม่
เพื่อพยายามนำเสนอคุณสมบัติที่ดีที่สุดของทั้งวิธีการใช้ลวดและวิธีการใช้ท่อ จึงได้มีการนำเสนอตัวยึดท่อด้วยเช่นกัน[ 9 ]
คลินเชอร์
ยางจักรยานส่วนใหญ่เป็น แบบ คลินเชอร์ (clincher ) สำหรับใช้กับขอบล้อแบบคลินเชอร์ ยางเหล่านี้มีขอบ ลวด เหล็กหรือเส้นใย เค ฟลาร์ที่เกี่ยวเข้ากับขอบ ด้านในของขอบล้อ ยางในที่แยกออกมาต่างหากและปิดสนิทจะช่วยพยุงโครงยางและรักษาการล็อกของขอบยาง ข้อดีของระบบนี้คือสามารถเข้าถึงยางในได้ง่ายสำหรับการซ่อมแซมหรือเปลี่ยนยางใน
มาตรฐานISO 5775-2กำหนดชื่อเรียกสำหรับขอบล้อจักรยาน โดยแยกความแตกต่างระหว่าง
- ขอบล้อแบบตรง (SS)
- ขอบแบบโครเชต์ (C)
- ขอบล้อแบบมีตะขอ (HB)
ขอบล้อแบบเดิมที่ใช้ลวดผูกจะมีด้านตรง การออกแบบแบบ "ขอเกี่ยว" (หรือเรียกว่า "โครเชต์") ต่างๆ กลับมาได้รับความนิยมอีกครั้งในช่วงทศวรรษ 1970 เพื่อยึดขอบยางเข้ากับขอบล้อและยึดยางให้อยู่กับที่[ 10 ] [ 11 ]ส่งผลให้เกิดการออกแบบยางแบบ clincher ในปัจจุบัน ซึ่งช่วยให้สามารถใช้แรงดันลมได้สูงกว่า ( 80–150 psi หรือ 6–10 บาร์ ) เมื่อเทียบกับยางแบบเดิมที่ใช้ลวดผูก ในการออกแบบเหล่านี้ การเกี่ยวกันของขอบยางกับขอบล้อ ไม่ใช่ความแน่นหรือความต้านทานต่อการยืดตัวของขอบยาง ที่ทำให้ยางอยู่บนขอบล้อและรักษาแรงดันลมไว้ได้[ 12 ]
ยางแบบคลินเชอร์บางรุ่นสามารถใช้งานได้โดยไม่ต้องใช้ยางใน ซึ่งเรียกว่าระบบยางไร้ยางใน (tubeless ) ยางไร้ยางในโดยทั่วไปจะมีผนังด้านข้างและขอบยางที่ปิดสนิท ออกแบบมาเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการปิดผนึกระหว่างยางกับขอบล้อให้สูงสุด
แบบท่อหรือแบบเย็บ
ยางบางชนิดมี รูป ทรงคล้ายวงแหวนและยึดติดกับ ขอบ ล้อแบบท่อด้วยกาว ขอบล้อแบบท่อได้รับการออกแบบให้มีร่องหน้าตัดเป็นวงกลมตื้นๆ ซึ่งยางจะวางอยู่ภายในร่องนั้น แทนที่จะยึดติดกับขอบล้อด้วยขอบยางเหมือนในยางแบบคลินเชอร์
การให้การระงับ
ความแข็งแรงของโครงยางที่เหมาะสมเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อรองรับผู้ขี่ ในขณะที่ความนุ่มและความยืดหยุ่นของโครงยางนั้นเป็นสิ่งที่พึงปรารถนาเพื่อช่วยลดแรงกระแทก ยางจักรยานส่วนใหญ่เป็นยางลม ซึ่งความแข็งของยางสามารถควบคุมได้ง่ายโดยการควบคุมแรงดันอากาศภายในยาง ยางไร้ลมใช้ ยาง อีลาสโตเมอร์ ชนิดฟองน้ำกึ่งแข็ง ซึ่งช่วยป้องกันการสูญเสียอากาศจากการเจาะและการรั่วซึมของอากาศ
ยางลม

ในยางลม อากาศที่ถูกอัดไว้จะถูกกักเก็บไว้ภายในด้วยท่อด้านในที่แยกออกมาต่างหากซึ่งค่อนข้างกันรั่วซึมได้ หรือโดยยางและขอบล้อในระบบไร้ท่อ ยางลมมีข้อดีคือให้การรองรับแรงกระแทกได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในขณะที่รักษาแรงต้านการหมุนให้ต่ำมาก
ท่อ
ยางแบบมีท่อจะมีท่อด้านใน แยกต่างหาก ทำจากยางบิวทิล ยางลาเท็กซ์หรือ TPU (เทอร์โมพลาสติกโพลียูรีเทน) ซึ่งทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันอากาศภายในยาง[ 13 ]ระบบยางส่วนใหญ่ที่ใช้งานอยู่เป็นแบบคลินเชอร์ เนื่องจากการซ่อมแซมค่อนข้างง่ายและหาซื้อท่อด้านในทดแทนได้ง่าย
ยางในจักรยานส่วนใหญ่เป็น รูปทรงวงแหวนคล้าย ลูกโป่งในขณะที่บางส่วนไม่ใช่ ตัวอย่างเช่น ยางในของจักรยานในบริการแบ่งปันจักรยานในมอสโกเป็นเพียงท่อยางที่ยาวพอที่จะม้วนและใส่เข้าไปในยางนอกได้[ 14 ]
ไม่ใช้ยางใน
ยางแบบไม่ใช้ยางในส่วนใหญ่ใช้กับจักรยานเสือภูเขาเนื่องจากสามารถใช้แรงดันลมต่ำเพื่อการยึดเกาะที่ดีขึ้นโดยไม่เกิดยางรั่ว[ 15 ]ยางแบบไม่ใช้ยางในทำงานคล้ายกับยางแบบใช้ยางในตรงที่ขอบยางได้รับการออกแบบมาเป็นพิเศษเพื่อให้ล็อคเข้ากับขอบล้อแบบไม่ใช้ยางใน แต่ไม่มีท่อด้านใน ลมจะถูกเติมเข้าไปในยางโดยตรง และเมื่อ "ล็อค" เข้ากับขอบล้อแล้ว ระบบก็จะกันอากาศได้ มักมีการฉีดสารกันรั่วชนิดเหลวเข้าไปในยางแบบไม่ใช้ยางในเพื่อปรับปรุงการปิดผนึกและหยุดการรั่วไหลที่เกิดจากการเจาะ ข้อดีคือยางรั่วแบบหนีบเกิดขึ้นได้น้อยกว่าในระบบแบบไม่ใช้ยางใน เนื่องจากต้องมีรูทะลุผ่านโครงยาง ไม่ใช่แค่ท่อด้านใน ข้อเสียคือลมอาจรั่วออกได้หากการล็อคขอบยางเสียหายจากแรงด้านข้างมากเกินไปบนยางหรือการเสียรูปของขอบล้อ/ยางเนื่องจากการกระแทกอย่างแรงกับวัตถุ
ยางแบบไม่ใช้ยางในต้องใช้ขอบล้อที่รองรับยางแบบไม่ใช้ยางใน ซึ่งจะไม่ยอมให้ลมรั่วออกตรงจุดที่ซี่ล้อเชื่อมต่อ และมีร่องรูปทรงที่แตกต่างกันสำหรับให้ขอบยางเข้าที่
ถนนแบบไม่ใช้ยางใน
ในปี 2549 Shimanoและ Hutchinson ได้แนะนำระบบยางไร้ท่อสำหรับจักรยานเสือหมอบ[ 16 ]ยางไร้ท่อยังไม่ได้รับความนิยมในการแข่งขันจักรยานทางเรียบเนื่องจากขาดการสนับสนุน การใช้ยางแบบมีท่อและข้อเท็จจริงที่ว่า แม้จะไม่มีท่อด้านใน น้ำหนักรวมของขอบล้อและยางไร้ท่อก็ยังมากกว่าชุดล้อยางแบบมีท่อคุณภาพสูง[ 17 ]ยางไร้ท่อสำหรับจักรยานเสือหมอบกำลังได้รับความนิยมในหมู่นักปั่นที่เห็นว่าประโยชน์คุ้มค่ากับต้นทุน[ 18 ]ยางไร้ท่อสำหรับจักรยานเสือหมอบมักจะกระชับกว่ายางแบบมีท่อแบบดั้งเดิม ซึ่งทำให้การติดตั้งและถอดยางทำได้ยากขึ้น
ยางไร้ลม

ยางไร้ลมถูกนำมาใช้ก่อนที่จะมีการพัฒนายางลม โดยปรากฏบนจักรยานในปี พ.ศ. 2402 [ 19 ] [ 20 ]มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่องเพื่อแก้ปัญหาการสูญเสียแรงดันลม ไม่ว่าจะเกิดจากการรั่วซึมหรือจากความสามารถในการซึมผ่าน ตัวอย่างยางไร้ลมสำหรับจักรยานในปัจจุบันได้แก่ ล้อ Energy Return Wheel ของ BriTek [ 21 ] ยางจักรยานไร้ลมจาก Bridgestone [ 22 ] ยางที่แสดงในภาพด้านขวาบนจักรยาน Mobike และยางตันที่กล่าวถึงด้านล่าง แม้ว่ายางไร้ลมในปัจจุบันจะดีกว่ายางในยุคแรกๆ แต่ส่วนใหญ่ทำให้การขับขี่ไม่ราบเรียบและอาจทำให้ล้อหรือจักรยานเสียหายได้[ 13 ]
แข็ง
ยางไร้ลมรูปแบบที่พบได้บ่อยที่สุดคือยางตันนอกจากยางตันแล้ว ยังมียางตันที่ทำจากโพลียูรีเทน[ 23 ] [ 24 ] [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]หรือโฟมไมโครเซลลูลา ร์ [ 28 ]เพื่อป้องกันการรั่วซึมได้ 100% อย่างไรก็ตาม คุณสมบัติการรองรับแรงกระแทกที่ดีของยางลมส่วนใหญ่จะหายไป และคุณภาพการขับขี่ก็แย่ลง[ 29 ]
ระบบแบ่งปันจักรยานจำนวนมากใช้ยางเหล่านี้เพื่อลดการบำรุงรักษา และตัวอย่างของยางตัน ได้แก่ ยางที่มีจำหน่ายจาก Greentyre [ 30 ] Puncture Proof Tyres Ltd, KIK - Reifen, Tannus [ 30 ] Hutchinson [ 31 ]และSpecialized [ 32 ]
การก่อสร้าง
ยางจักรยานประกอบด้วย โครง ผ้า ชุบยาง หรือที่เรียกว่าตัวยาง (carcass) และส่วนที่สัมผัสกับพื้นถนนซึ่งทำจากยางเพิ่มเติม หรือที่เรียกว่าดอกยาง (tread) ในกรณีของยางแบบ clincher โครงยางจะหุ้มรอบขอบยางสองด้าน ด้านละหนึ่งขอบ
ปลอกหุ้ม
โครงยางของยางจักรยานทำจากผ้า โดยปกติจะเป็นไนลอนแม้ว่า จะมีการใช้ ผ้าฝ้ายและผ้าไหมด้วยเช่นกัน โครงยางนี้ช่วยต้านทานการยืดตัวที่จำเป็นต่อการกักเก็บแรงดันอากาศภายใน ในขณะเดียวกันก็มีความยืดหยุ่นเพียงพอที่จะปรับตัวให้เข้ากับพื้นผิวถนนจำนวนเส้นใยของผ้ามีผลต่อน้ำหนักและประสิทธิภาพของยาง และจำนวนเส้นใยสูงจะช่วยให้การขับขี่ราบรื่นขึ้นและลดแรงต้านการหมุน แต่จะส่งผลเสียต่อความทนทานและความต้านทานต่อการเจาะทะลุ
ไบแอสพลาย
เส้นใยของผ้าในยางจักรยานส่วนใหญ่ไม่ได้ทอเข้าด้วยกัน แต่แยกเป็นชั้นๆ เพื่อให้สามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระมากขึ้นเพื่อลดการสึกหรอและแรงต้านการหมุน นอกจากนี้ยังมักจะวางตัวในแนวทแยงมุม ทำให้เกิดชั้นเฉียง[ 33 ]
เรเดียลพลาย
มีการทดลองใช้แผ่นใยรัศมี และตัวอย่างได้แก่ Panasonic ในช่วงทศวรรษ 1980 และ Maxxis ในช่วงทศวรรษ 2010 [ 33 ]แต่มักพบว่ามีลักษณะการใช้งานที่ไม่พึงประสงค์[ 29 ]
ตีนตะขาบ


ดอกยางคือส่วนของยางที่สัมผัสกับพื้นเพื่อช่วยในการยึดเกาะและป้องกันโครงยางสึกหรอ
- สารประกอบ
ดอกยางทำจาก ยาง ธรรมชาติและยางสังเคราะห์ซึ่งมักมีสารเติมแต่ง เช่นคาร์บอนแบล็กซึ่งทำให้มีสีที่เป็นเอกลักษณ์ และซิลิกา[ 34 ] ชนิดและปริมาณของสารเติมแต่งจะถูกเลือกตามคุณลักษณะ เช่น การสึกหรอ การยึดเกาะ (เปียกและแห้ง) ความต้านทานการหมุน และต้นทุน อาจมีการเติมน้ำมันและสารหล่อลื่นเพื่อเพิ่มความนุ่ม[ 34 ] กำมะถันและซิงค์ออกไซด์ช่วย ใน การวัลคาไนเซชัน[ 34 ]ยางบางชนิดมีดอกยางแบบสองส่วนผสมที่แข็งแรงกว่าตรงกลางและยึดเกาะได้ดีกว่าที่ขอบ[ 13 ]ยางสมัยใหม่หลายรุ่นมีดอกยางให้เลือกหลากหลายสีหรือผสมผสานกัน[ 35 ] [ 36 ] ยาง รถแข่งบนถนนที่มีส่วนผสมดอกยางต่างกันสำหรับล้อหน้าและล้อหลังได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อพยายามให้การยึดเกาะที่ด้านหน้ามากขึ้นและลดความต้านทานการหมุนที่ด้านหลัง[ 37 ]
- ลวดลาย
ดอกยางมีลักษณะแตกต่างกันไป ตั้งแต่เรียบลื่นไปจนถึงเป็นปุ่ม ดอกยางเรียบเหมาะสำหรับใช้บนถนน ซึ่งรูปแบบดอกยางแทบจะไม่ช่วยเพิ่มแรงยึดเกาะเลย[ 13 ]อย่างไรก็ตาม ยางเรียบหลายๆ รุ่นกลับมีดอกยางเล็กน้อย เนื่องจากมีความเข้าใจผิดกันว่ายางเรียบจะลื่นในสภาพเปียก ดอกยางเป็นปุ่มเหมาะสำหรับใช้นอกถนน ซึ่งพื้นผิวของดอกยางจะช่วยเพิ่มแรงยึดเกาะบนพื้นผิวที่อ่อนนุ่ม ดอกยางหลายแบบเป็นแบบรอบทิศทาง คือสามารถติดตั้งยางได้ทั้งสองทิศทาง แต่บางแบบเป็นแบบทิศทางเดียวและออกแบบมาให้ติดตั้งในทิศทางเฉพาะ ยางบางรุ่น โดยเฉพาะสำหรับจักรยานเสือภูเขามีดอกยางที่ออกแบบมาสำหรับล้อหน้าหรือล้อหลังโดยเฉพาะ[ 38 ]มีการพัฒนารูปแบบดอกยางพิเศษที่มีรอยบุ๋ม เล็กๆ เพื่อลดแรงต้านอากาศ [ 39 ]
- ประวัติโดยย่อ
โดยทั่วไปแล้ว รูปทรงของดอกยางจะเป็นวงกลม เข้ากับรูปทรงของโครงด้านใน และช่วยให้ยางหมุนไปด้านข้างเมื่อจักรยานเอียงเพื่อเลี้ยวหรือทรงตัว บางครั้งอาจใช้รูปทรงเหลี่ยมมากขึ้นในยางจักรยานเสือภูเขาและยางแปลกใหม่ที่ออกแบบมาให้ดูเหมือนยางรถแข่ง[ 40 ]เช่น ยางจักรยาน ยกล้อ
ลูกปัด
ขอบยางของยางคลินเชอร์ต้องทำจากวัสดุที่ยืดตัวได้น้อยมาก เพื่อป้องกันไม่ให้ยางขยายตัวหลุดออกจากขอบล้อภายใต้แรงดันอากาศภายใน
- ลวด
ลูกปัดลวดเหล็กใช้กับยางราคาไม่แพง แม้ว่าจะไม่สามารถพับได้ แต่มักจะสามารถบิดเป็นห่วงเล็กๆ สามห่วงได้[ 41 ]
- เคฟลาร์

ขอบยางเคฟลาร์ใช้กับยางราคาแพง และเรียกอีกอย่างว่า "ยางพับได้" ไม่ควรใช้กับขอบล้อที่มีผนังด้านข้างตรง เพราะอาจหลุดออกจากขอบล้อได้
ผนังด้านข้าง
ผนังด้านข้างของท่อ ซึ่งเป็นส่วนที่ไม่ได้สัมผัสกับพื้นดิน อาจได้รับการปรับปรุงด้วยวิธีใดวิธีหนึ่งจากหลายวิธี
- กำแพงหมากฝรั่ง
ยางที่มีผนังด้านข้างทำจากยางธรรมชาติเรียกว่า "ยางผนัง" ยางธรรมชาติสีน้ำตาลอ่อนนี้ไม่มีคาร์บอนแบล็กเพื่อลดแรงต้านการหมุน เนื่องจากความต้านทานการสึกหรอที่เพิ่มขึ้นนั้นไม่จำเป็นสำหรับผนังด้านข้าง[ 42 ]
- ผนังผิวหนัง
ยางที่มีเนื้อยางปกคลุมด้านข้างน้อยมากหรือแทบไม่มีเลยเรียกว่า "ยางผนังบาง" ซึ่งช่วยลดแรงต้านการหมุนโดยการลดความแข็งของผนังด้านข้าง แต่แลกมากับการลดการป้องกันความเสียหาย[ 43 ]
การเปลี่ยนแปลง
ความต้านทานต่อการเจาะ
ยางบางประเภทมีชั้นพิเศษอยู่ระหว่างดอกยางกับโครงยาง (ดังแสดงในภาพตัดขวางด้านบน) เพื่อช่วยป้องกันการเจาะทะลุ ไม่ว่าจะด้วยความทนทานหรือความหนา ชั้นพิเศษเหล่านี้มักเกี่ยวข้องกับความต้านทานการหมุนที่สูงขึ้น[ 44 ]
สตั๊ด

อาจมีการฝังหมุดโลหะไว้ในดอกยางของยางแบบปุ่มเพื่อเพิ่มการยึดเกาะบนน้ำแข็ง[ 45 ]ยางแบบมีหมุดราคาไม่แพงจะใช้หมุดเหล็ก ในขณะที่ยางราคาแพงกว่าจะใช้หมุดคาร์ไบด์ ที่ทนทานกว่า [ 46 ]มีการพัฒนายางแบบมีหมุดและปุ่มที่สามารถติดเข้ากับยางแบบเรียบที่ไม่มีหมุดได้ เพื่อให้การเปลี่ยนระหว่างยางทั้งสองประเภทเป็นไปอย่างราบรื่น[ 47 ] [ 48 ] [ 49 ] [ 50 ]
การสะท้อน
ยางบางเส้นมีแถบสะท้อนแสงที่ด้านข้างเพื่อเพิ่มทัศนวิสัยในเวลากลางคืน ยางบางเส้นมีวัสดุสะท้อนแสงฝังอยู่ในดอกยาง[ 36 ]
หลักอากาศพลศาสตร์
นอกจากรูปแบบดอกยางแบบร่องที่กล่าวถึงข้างต้นแล้ว ยางอย่างน้อยหนึ่งเส้นยังมี "ปีก" เพิ่มเติมเพื่อปิดช่องว่างระหว่างแก้มยางกับขอบล้อและลดแรงต้าน[ 51 ]
ใช้งานภายในอาคาร
ยางจักรยานสมัยใหม่อย่างน้อยหนึ่งชนิดได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการใช้งานในร่มบนลูกกลิ้งหรือเครื่องฝึกซ้อมช่วยลดการสึกหรอมากเกินไปที่ยางแบบดั้งเดิมประสบในสภาพแวดล้อมนี้ และไม่เหมาะสำหรับการใช้งานบนพื้นผิวถนน[ 52 ]
ด้านหน้าและด้านหลังแตกต่างกัน
นอกจากรูปแบบดอกยางที่แตกต่างกันที่มีอยู่ในยางจักรยานเสือภูเขาบางประเภทที่กล่าวถึงข้างต้นแล้ว ยังมีชุดยางหน้าและหลังสำหรับจักรยานเสือหมอบที่มีรูปแบบดอกยาง ส่วนผสมของดอกยาง และขนาดที่แตกต่างกันสำหรับล้อหน้าและล้อหลัง[ 53 ] สถานการณ์อื่นๆ เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนยางที่เสียหาย และปล่อยให้ยางอีกข้างไม่เปลี่ยนแปลง
พองตัวได้เอง
ยางจักรยานได้รับการพัฒนาให้สามารถสูบลมได้เองเมื่อกลิ้งไปข้างหน้า[ 54 ] [ 55 ]
แบบโมดูลาร์
ยางจักรยานได้รับการพัฒนาให้สามารถเปลี่ยนดอกยางได้ ซึ่งช่วยให้สามารถใช้ยางที่มีดอกยางเสริมแรงยึดเกาะ ได้ เฉพาะเมื่อจำเป็นเท่านั้น และหลีกเลี่ยงแรงต้านการหมุนที่เพิ่มขึ้นในกรณีอื่นๆ[ 56 ] [ 57 ] [ 58 ] [ 59 ]
พารามิเตอร์
ขนาด

การกำหนดขนาดของยางรถยนต์ในปัจจุบัน (เช่น "37-622" หรือที่รู้จักกันในชื่อ ETRTO) นั้นกำหนดโดยมาตรฐานสากลISO 5775พร้อมกับ การกำหนด ขนาดของขอบล้อ ที่สอดคล้องกัน (เช่น "622×19C") การกำหนดขนาดแบบเก่าที่เป็นหน่วยอังกฤษ (นิ้ว เช่น "28 × 1 + 5 ⁄ 8 × 1 + 3 ⁄ 8 ") และหน่วยฝรั่งเศส (เมตริก เช่น "700×35C") ก็ยังคงใช้กันอยู่ แต่ก็อาจทำให้เกิดความกำกวมได้
เส้นผ่านศูนย์กลางของยางต้องตรงกับเส้นผ่านศูนย์กลางของขอบล้อ แต่ความกว้างของยางจะต้องอยู่ในช่วงความกว้างที่เหมาะสมกับความกว้างของขอบล้อเท่านั้น[ 60 ]และต้องไม่เกินระยะห่างที่อนุญาตโดยเฟรม เบรก และอุปกรณ์เสริมต่างๆ เช่น บังโคลน เส้นผ่านศูนย์กลางแตกต่างกันไปตั้งแต่ขนาดใหญ่ 910 มม. สำหรับจักรยานล้อเดียวสำหรับท่องเที่ยว ไปจนถึงขนาดเล็ก 125 มม. สำหรับสกีลูกกลิ้ง[ 61 ]ความกว้างแตกต่างกันไปตั้งแต่แคบ 18 มม. ไปจนถึงกว้าง 119 มม. สำหรับSurly Big Fat Larry [ 62 ]
ยางน้ำหนักเบา
ยางน้ำหนักเบามีขนาดความกว้าง ตั้งแต่ 3/4ถึง1 + 1/8 นิ้ว (19 ถึง 29 มม. )
ยางขนาดกลางหรือยางเดมิบอลลูน
ยางขนาดกลางหรือยางเดมิ-บอลลูน มีขนาดความกว้าง ตั้งแต่ 1 + 1 ⁄ 8ถึง1 + 3 ⁄ 4นิ้ว (29 ถึง 44 มม.)
ยางรถยนต์แบบบอลลูน
ยางบอลลูนเป็นยางชนิดหนึ่งที่มีความกว้าง ปริมาตรมาก และความดันต่ำ ซึ่งปรากฏครั้งแรกในจักรยานประเภทครุยเซอร์ในสหรัฐอเมริกาในช่วงทศวรรษ 1930 โดยทั่วไปจะมีขนาดความกว้าง2 ถึง 2.5 นิ้ว (51 ถึง 64 มม.)
ในช่วงทศวรรษ 1960 Raleighได้ผลิตจักรยานล้อเล็ก RSW 16 ที่ใช้ยางบอลลูน[ 63 ]เพื่อให้การขับขี่นุ่มนวลเหมือนจักรยาน Moulton ที่มีระบบกันสะเทือนเต็มรูปแบบ ผู้ผลิตรายอื่น ๆ จึงนำแนวคิดเดียวกันนี้ไปใช้กับจักรยานล้อเล็กของตนเอง ตัวอย่างเช่นจักรยานพับ Bootie ที่ผลิตโดย Stanningley (UK) จักรยาน Commuter ของCo-operative Wholesale Society (CWS) และ Trusty Spacemaster

ยางขนาดใหญ่พิเศษ
ยางขนาดใหญ่พิเศษโดยทั่วไปจะมีความกว้าง2.5–3.25 นิ้ว (64–83 มม.)มีเส้นผ่านศูนย์กลางขอบยางให้เลือก 3 ขนาด ได้แก่ 559 มม. สำหรับขนาด 26+ , 584 มม. สำหรับขนาด 27.5+ ( 650B+ ) และ 622 มม. สำหรับขนาด 29+ยางเหล่านี้เติมเต็มช่องว่างระหว่างยางบอลลูนและยางอ้วน[ 64 ]
ยางล้อขนาดใหญ่
ยางอ้วนเป็นยางจักรยานขนาดใหญ่ชนิดหนึ่ง โดยทั่วไปจะมีขนาด 3.8 นิ้ว (97 มม.)หรือใหญ่กว่า และขอบล้อขนาด 2.6 นิ้ว (66 มม.)หรือกว้างกว่า ออกแบบมาเพื่อลดแรงกดบนพื้นทำให้สามารถขี่บนพื้นที่อ่อนนุ่มที่ไม่มั่นคง เช่น หิมะ ทราย บึง และโคลนได้[ 65 ]
ตั้งแต่ทศวรรษ 1980 เป็นต้นมา ยางล้อขนาดใหญ่ที่มีความกว้าง3.8 ถึง 5 นิ้ว (97 ถึง 127 มม.)และเส้นผ่านศูนย์กลางใกล้เคียงกับล้อจักรยานทั่วไป ได้ถูกนำมาใช้กับ " จักรยานล้อใหญ่ " และจักรยานอเนกประสงค์ที่ออกแบบมาสำหรับการขี่บนหิมะและทราย[ 66 ] [ 67 ]
แรงดันเงินเฟ้อ
แรงดันลมยางของจักรยานมีตั้งแต่4.5 psi (0.31 บาร์; 31 kPa )สำหรับ ยาง จักรยานอ้วนในหิมะ[ 68 ]ไปจนถึง220 psi (15 บาร์; 1.5 MPa)สำหรับยางแข่งแบบท่อ[ 69 ]โดยปกติแล้วค่าแรงดันสูงสุดของยางจะระบุไว้ที่ด้านข้างของยาง โดยระบุว่า "แรงดันสูงสุด" หรือ "เติมลมถึง ..." หรือบางครั้งอาจแสดงเป็นช่วง เช่น " 5–7 บาร์ (73–102 psi; 500–700 kPa) " การลดแรงดันลมยางมีแนวโน้มที่จะเพิ่มแรงยึดเกาะและทำให้การขับขี่สะดวกสบายยิ่งขึ้น ในขณะที่การเพิ่มแรงดันลมยางมีแนวโน้มที่จะทำให้การขับขี่มีประสิทธิภาพมากขึ้นและลดโอกาสที่จะเกิดยางแบนจากการถูกหนีบ[ 70 ]
แนวทางปฏิบัติที่เผยแพร่สำหรับการกำหนดแรงดันลมยางแบบ clincher คือการเลือกค่าสำหรับแต่ละล้อที่ทำให้ระยะห่างระหว่างขอบล้อกับพื้นลดลง 15% เมื่อบรรทุกสัมภาระ (เช่น มีผู้ขี่และสัมภาระ) เมื่อเทียบกับเมื่อไม่มีสัมภาระ แรงดันที่ต่ำกว่านี้จะทำให้เกิดแรงต้านการหมุนเพิ่มขึ้นและมีโอกาสเกิดยางแบน แรงดันที่สูงกว่านี้จะทำให้เกิดแรงต้านการหมุนในยางน้อยลง แต่จะทำให้มีการสูญเสียพลังงาน โดยรวมมากขึ้น เนื่องจากการสั่นสะเทือนที่ส่งผ่านไปยังจักรยานและโดยเฉพาะอย่างยิ่งผู้ขี่ ซึ่งประสบกับ ภาวะฮิสเทอริซิ สแบบยืดหยุ่น[ 71 ] [ 72 ]
ยางในไม่สามารถกันอากาศได้อย่างสมบูรณ์และจะค่อยๆ สูญเสียแรงดันเมื่อเวลาผ่านไป ยางในบิวทิลสามารถรักษาแรงดันได้ดีกว่ายางลาเท็กซ์[ 73 ] ยางที่เติมลมจาก กระป๋อง คาร์บอนไดออกไซด์ (มักใช้สำหรับการซ่อมแซมข้างทาง) หรือฮีเลียม (บางครั้งใช้สำหรับการแข่งขันรถยนต์ทางเรียบระดับสูง) จะสูญเสียแรงดันได้เร็วกว่า เนื่องจากคาร์บอนไดออกไซด์ถึงแม้จะเป็นโมเลกุลที่มีขนาดค่อนข้างใหญ่ แต่ก็ละลายในยางได้เล็กน้อย[ 74 ]และฮีเลียมเป็นอะตอมขนาดเล็กมากซึ่งสามารถผ่านวัสดุที่มีรูพรุนใดๆ ได้อย่างรวดเร็ว
อย่างน้อยหนึ่งระบบแบ่งปันจักรยาน สาธารณะ Santander Cyclesของลอนดอนกำลังเติมลมยางด้วยไนโตรเจนแทนที่จะใช้อากาศ ธรรมดา ซึ่งมีไนโตรเจนอยู่แล้ว 78% เพื่อพยายามรักษาแรงดันลมยางให้อยู่ในระดับที่เหมาะสมได้นานขึ้น[ 75 ]แม้ว่าประสิทธิภาพของวิธีนี้จะเป็นที่ถกเถียงกันอยู่ก็ตาม[ 76 ] [ 77 ] [ 78 ]
ผลกระทบของอุณหภูมิ
เนื่องจากปริมาตรของก๊าซและตัวก๊าซเองภายในยางไม่เปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลงกฎของก๊าซในอุดมคติจึงระบุว่าความดันของก๊าซควรเป็นสัดส่วนโดยตรงกับอุณหภูมิสัมบูรณ์ดังนั้น หากยางถูกเติมลมจนมีความดันเกจ4.00 บาร์ (400 กิโลปาสคาล; 58.0 ปอนด์ต่อตาราง นิ้ว)ที่อุณหภูมิห้อง20 องศาเซลเซียส (68องศาฟาเรนไฮต์)ความดันเกจจะเพิ่มขึ้นเป็น4.34 บาร์ (434 กิโลปาสคาล; 62.9 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว) (+8.5%) ที่40 องศาเซลเซียส (104 องศาฟาเรนไฮต์)และลดลงเหลือ3.66 บาร์ (366 กิโลปาสคาล; 53.1 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว) (-8.5%) ที่0 องศาเซลเซียส (32 องศาฟาเรนไฮต์ )
ในตัวอย่างข้างต้น ความแตกต่างของอุณหภูมิสัมบูรณ์ 7.0% ส่งผลให้ความดันลมยางแตกต่างกัน 8.5% นี่เป็นผลมาจากความแตกต่างระหว่างความดันเกจและความดันสัมบูรณ์สำหรับความดันลมยางต่ำ ความแตกต่างนี้มีความสำคัญมากกว่า เนื่องจากกฎของก๊าซในอุดมคติใช้ได้กับความดันสัมบูรณ์ รวมถึงความดันบรรยากาศ ตัวอย่างเช่น หากยางจักรยานเสือภูเขาถูกเติมลมจนถึงความดันเกจ0.50 บาร์ (50 กิโลปาสคาล; 7.3 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว)ที่อุณหภูมิห้อง20 องศาเซลเซียส (68 องศาฟาเรนไฮต์)แล้วอุณหภูมิลดลงเหลือ−10 องศาเซลเซียส (14 องศาฟาเรนไฮต์) (อุณหภูมิสัมบูรณ์ลดลง 10%) ความดันสัมบูรณ์1.50 บาร์ (150 กิโลปาสคาล; 21.8 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว)จะลดลง 10% เหลือ1.35 บาร์ (135 กิโลปาสคาล; 19.6 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว)ซึ่งหมายถึงความดันเกจลดลง 30% เหลือ0.35 บาร์ ( 35 กิโลปาสคาล; 5.1 ปอนด์ต่อ ตารางนิ้ว)
ผลกระทบของความดันบรรยากาศ
แรงดันอากาศสุทธิในยางคือผลต่างระหว่างแรงดันลมภายในและแรงดันบรรยากาศ ภายนอก ซึ่งเท่ากับ1 บาร์ (100 กิโลปาสคาล; 15 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว)และเกจวัดแรงดันลม ยางส่วนใหญ่ จะแสดงค่าผลต่างนี้ หากยางถูกเติมลมจนถึง4 บาร์ (400 กิโลปาสคาล; 58 ปอนด์ต่อ ตารางนิ้ว)ที่ระดับน้ำทะเลแรงดันภายในสัมบูรณ์จะเท่ากับ5 บาร์ (500 กิโลปาสคาล; 73 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว) (+25%) และนี่คือแรงดันที่ยางจะต้องรับไว้หากถูกเคลื่อนย้ายไปยังสถานที่ที่ไม่มีแรงดันบรรยากาศ เช่นสุญญากาศในอวกาศที่ระดับความสูงสูงสุดของการเดินทางทางอากาศเชิงพาณิชย์12,000 เมตร (39,000 ฟุต)แรงดันบรรยากาศจะลดลงเหลือ0.2 บาร์ (20 กิโลปาสคาล; 2.9 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว)และยางเส้นเดียวกันนั้นจะต้องรับแรงดัน4.8 บาร์ (480 กิโลปาสคาล; 70 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว) (+20%)
ผลกระทบต่อความเครียดของซากสัตว์
ยางจักรยานโดยพื้นฐานแล้วเป็นภาชนะรับแรงดันผนังบางรูปวงแหวน และหากพิจารณาโครงยางเป็น วัสดุ ที่เป็นเนื้อเดียวกันและไอโซโทรปิกแล้วความเค้นใน ทิศทาง วงแหวน ( ความเค้น ตามยาวหรือตามแนวแกนหากยางถือเป็นทรงกระบอกยาว) สามารถคำนวณได้ดังนี้: [ 79 ] [ 80 ]
- ,
ที่ไหน:
- pคือแรงดันเกจภายใน
- rคือรัศมีด้านในที่เล็กที่สุดของซากสัตว์
- tคือความหนาของซากสัตว์
ความเค้นใน ทิศทาง โพลอย ดัล ( ความเค้นตามแนวเส้นรอบวงหรือ ความเค้น ตามแนวเส้นรอบวงหากพิจารณายางเป็นทรงกระบอกยาว) มีความซับซ้อนมากขึ้น โดยแปรผันไปตามเส้นรอบวงด้านเล็กและขึ้นอยู่กับอัตราส่วนระหว่างรัศมีด้านใหญ่และด้านเล็ก แต่หากรัศมีด้านใหญ่มีขนาดใหญ่กว่ารัศมีด้านเล็กมาก เช่นเดียวกับยางจักรยานส่วนใหญ่ที่รัศมีด้านใหญ่มีขนาดหลายร้อยมิลลิเมตรและรัศมีด้านเล็กมีขนาดหลายสิบมิลลิเมตร ความเค้นในทิศทางโพลอยดัลจะใกล้เคียงกับความเค้นตามแนวเส้นรอบวงของภาชนะรับแรงดันผนังบางทรงกระบอก: [ 79 ] [ 80 ]
- .
ในความเป็นจริงแล้ว โครงสร้างของยางรถยนต์นั้นไม่ได้เป็นเนื้อเดียวกันหรือมีคุณสมบัติเหมือนกันทุกทิศทาง แต่เป็นวัสดุผสมที่มีเส้นใยฝังอยู่ในเนื้อยาง ซึ่งทำให้เรื่องต่างๆ ซับซ้อนยิ่งขึ้นไปอีก
ความกว้างของขอบ
แม้จะไม่ใช่พารามิเตอร์ของยางโดยตรง แต่ความกว้างของขอบล้อที่ติดตั้งยางแต่ละเส้นนั้นมีอิทธิพลต่อขนาดและรูปร่างของพื้นที่สัมผัส และอาจส่งผลต่อความต้านทานการหมุนและลักษณะการควบคุม[ 81 ]องค์กรทางเทคนิคยางและขอบล้อแห่งยุโรป (ETRTO) ได้เผยแพร่แนวทางความกว้างของขอบล้อที่แนะนำสำหรับความกว้างของยางที่แตกต่างกัน: [ 82 ]
| ความกว้างของยาง | ความกว้างขอบตรง | ความกว้างขอบโครเชต์ |
|---|---|---|
| 18 | - | 13C |
| 20 | - | 13C |
| 23 | 16 | 13-15 องศาเซลเซียส |
| 25 | 16-18 | 13C-17C |
| 28 | 16-20 | 15-19 องศาเซลเซียส |
| 32 | 16-20 | 15-19 องศาเซลเซียส |
| 35 | 18-22 | 17C-21C |
| 37 | 18-22 | 17C-21C |
| 40 | 20-24 | 19C-23C |
| 44 | 20-27 | 19-25 องศาเซลเซียส |
| 47 | 20-27 | 19-25 องศาเซลเซียส |
| 50 | 22–30.5 | 21-25 องศาเซลเซียส |
| 54 | 27–30.5 | 25-29 องศาเซลเซียส |
| 57 | 27–30.5 | 25-29 องศาเซลเซียส |
| 62 | 30.5 | 29 องศาเซลเซียส |
ในปี พ.ศ. 2549 ได้มีการขยายให้สามารถใช้ยางกว้างได้ถึง 50 มม. บนขอบล้อ 17C และ 62 มม. บนขอบล้อ 19C [ 83 ]ตามหลักการแล้ว ความกว้างของยางควรเป็น 1.8 ถึง 2 เท่าของความกว้างของขอบล้อ แต่ควรใช้อัตราส่วนตั้งแต่ 1.4 ถึง 2.2 และแม้แต่ 3 เท่าสำหรับขอบล้อแบบตะขอ[ 84 ]
แรงดันลมยางเทียบกับความกว้างของยาง
Mavicแนะนำแรงดันสูงสุดนอกเหนือจากความกว้างของขอบล้อ[ 85 ]และ Schwalbe แนะนำแรงดันเฉพาะ:
| ความกว้างของยาง | ชวาลเบ้ เรค. | มาวิค แม็กซ์ | ขอบ |
|---|---|---|---|
| 18 มม. (0.71 นิ้ว) | 10.0 บาร์ (145 psi) | 13C | |
| 20 มม. (0.79 นิ้ว) | 9.0 บาร์ (131 psi) | 9.5 บาร์ (138 psi) | 13C |
| 23 มม. (0.91 นิ้ว) | 8.0 บาร์ (116 psi) | 9.5 บาร์ (138 psi) | 13-15 องศาเซลเซียส |
| 25 มม. (0.98 นิ้ว) | 7.0 บาร์ (102 psi) | 9.0 บาร์ (131 psi) | 13C-17C |
| 28 มม. (1.1 นิ้ว) | 6.0 บาร์ (87 psi) | 8.0 บาร์ (116 psi) | 15-19 องศาเซลเซียส |
| 32 มม. (1.3 นิ้ว) | 5.0 บาร์ (73 psi) | 6.7 บาร์ (97 psi) | 15-19 องศาเซลเซียส |
| 35 มม. (1.4 นิ้ว) | 4.5 บาร์ (65 psi) | 6.3 บาร์ (91 psi) | 17C-21C |
| 37 มม. (1.5 นิ้ว) | 4.5 บาร์ (65 psi) | 6.0 บาร์ (87 psi) | 17-23 องศาเซลเซียส |
| 40 มม. (1.6 นิ้ว) | 4.0 บาร์ (58 psi) | 5.7 บาร์ (83 psi) | 17-23 องศาเซลเซียส |
| 44 มม. (1.7 นิ้ว) | 3.5 บาร์ (51 psi) | 5.2 บาร์ (75 psi) | 17-25 องศาเซลเซียส |
| 47 มม. (1.9 นิ้ว) | 3.5 บาร์ (51 psi) | 4.8 บาร์ (70 psi) | 17C-27C |
| 50 มม. (2.0 นิ้ว) | 3.0 บาร์ (44 psi) | 4.5 บาร์ (65 psi) | 17C-27C |
| 54 มม. (2.1 นิ้ว) | 2.5 บาร์ (36 psi) | 4.0 บาร์ (58 psi) | 19C-29C |
| 56 มม. (2.2 นิ้ว) | 2.2 บาร์ (32 psi) | 3.7 บาร์ (54 psi) | 19C-29C |
| 60 มม. (2.4 นิ้ว) | 2.0 บาร์ (29 psi) | 3.4 บาร์ (49 psi) | 19C-29C |
| 63 มม. (2.5 นิ้ว) | 3.0 บาร์ (44 psi) | 21-29 องศาเซลเซียส | |
| 66 มม. (2.6 นิ้ว) | 2.8 บาร์ (41 psi) | 21-29 องศาเซลเซียส | |
| 71 มม. (2.8 นิ้ว) | 2.5 บาร์ (36 psi) | 23-29 องศาเซลเซียส | |
| 76 มม. (3.0 นิ้ว) | 2.1 บาร์ (30 psi) | 23-29 องศาเซลเซียส |
โดยทั่วไป ยางFatbike ที่มีความกว้าง 100 ถึง 130 มม. (4 ถึง 5 นิ้ว)จะถูกติดตั้งบนขอบล้อขนาด 65 ถึง 100 มม. [ 86 ]
แรงและโมเมนต์ที่เกิดขึ้น
ยางจักรยานก่อให้เกิดแรงและโมเมนต์ระหว่างขอบล้อกับพื้นถนน ซึ่งอาจส่งผลต่อสมรรถนะ ความเสถียร และการควบคุมจักรยาน
แรงในแนวดิ่ง
แรงในแนวตั้งที่เกิดจากยางจักรยานนั้นโดยประมาณเท่ากับผลคูณของแรงดันลมยางและพื้นที่สัมผัส[ 87 ]ในความเป็นจริง แรงนี้มักจะมากกว่านี้เล็กน้อยเนื่องจากความแข็งแกร่งของผนังด้านข้างที่เล็กแต่มีค่าจำกัด
ความแข็งในแนวตั้งหรืออัตราสปริงของยางจักรยาน เช่นเดียวกับยางรถจักรยานยนต์และรถยนต์ จะเพิ่มขึ้นตามแรงดันลมยาง[ 88 ]
แรงต้านการกลิ้ง
ความต้านทานการกลิ้งเป็นฟังก์ชันที่ซับซ้อนของภาระแนวตั้ง แรงดันลมยาง ความกว้างของยาง เส้นผ่านศูนย์กลางของล้อ วัสดุและวิธีการที่ใช้ในการผลิตยาง ความหยาบของพื้นผิวที่ยางกลิ้ง และความเร็วในการกลิ้ง[ 1 ]ค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานการกลิ้งอาจแตกต่างกันไปตั้งแต่ 0.002 ถึง 0.010 [ 1 ] [ 69 ] [ 89 ] [ 90 ]และพบว่าเพิ่มขึ้นตามภาระแนวตั้ง ความหยาบของพื้นผิว และความเร็ว[ 1 ] [ 91 ]ในทางกลับกัน แรงดันลมยางที่เพิ่มขึ้น (จนถึงขีดจำกัด) ยางที่กว้างขึ้น (เมื่อเทียบกับยางที่แคบกว่าที่แรงดันเดียวกันและมีวัสดุและโครงสร้างเดียวกัน) [ 92 ]ล้อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ขึ้น[ 93 ]ชั้นโครงสร้างที่บางลง และวัสดุดอกยางที่ยืดหยุ่นมากขึ้น ล้วนมีแนวโน้มที่จะลดความต้านทานการกลิ้ง
ตัวอย่างเช่น การศึกษาที่มหาวิทยาลัยโอลเดนบูร์กพบว่า ยาง Schwalbe Standard GW HS 159 ทั้งหมดมีความกว้าง 47 มม. และแรงดันลม300 kPa (3.0 บาร์; 44 psi)แต่ผลิตขึ้นสำหรับขอบล้อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางต่างกัน มีความต้านทานการหมุนดังต่อไปนี้: [ 94 ]
ขนาด ISO เส้นผ่านศูนย์กลางยาง (มม.) ครร์ 47-305 351 0.00614 47-406 452 0.00455 47-507 553 0.00408 47-559 605 0.00332 47-622 668 0.00336
ผู้เขียนบทความที่อ้างถึงสรุปโดยอาศัยข้อมูลที่นำเสนอในบทความนั้นว่า ค่า Crr แปรผกผันกับแรงดันลมยางและเส้นผ่านศูนย์กลางล้อ
แม้ว่าการเพิ่มแรงดันลมยางจะช่วยลดแรงต้านการหมุนเนื่องจากลดการเสียรูปของยาง แต่บนพื้นผิวที่ขรุขระ การเพิ่มแรงดันลมยางมักจะเพิ่มการสั่นสะเทือนที่จักรยานและผู้ขี่ได้รับ ซึ่งพลังงานนั้นจะถูกกระจายไปในการเสียรูปที่ไม่ยืดหยุ่นอย่างสมบูรณ์แบบ ดังนั้น การเพิ่มแรงดันลมยางจึงอาจนำไปสู่การเพิ่มการกระจายพลังงานโดยรวม และส่งผลให้ความเร็วลดลงหรือสิ้นเปลืองพลังงานมากขึ้น ขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ ที่เกี่ยวข้อง[ 95 ]
แรงเข้าโค้งและแรงผลักจากมุมแคมเบอร์
เช่นเดียวกับยางลมชนิดอื่นๆ ยางจักรยานสร้างแรงเข้าโค้งที่แปรผันตามมุมลื่นไถลและแรงผลักแคมเบอร์ที่แปรผันตามมุมแคมเบอร์แรงเหล่านี้ได้รับการวัดโดยนักวิจัยหลายคนตั้งแต่ทศวรรษ 1970 [ 96 ] [ 97 ]และแสดงให้เห็นว่ามีอิทธิพลต่อเสถียรภาพของจักรยาน[ 98 ] [ 99 ]
ช่วงเวลา
โมเมนต์ที่เกิดขึ้นในบริเวณสัมผัสของยางลมประกอบด้วยแรงบิดในการจัดแนวตัวเองที่เกี่ยวข้องกับแรงเข้าโค้งแรงบิดบิดที่เกี่ยวข้องกับแรงผลักแคมเบอร์ ทั้งสองอย่างเกี่ยวกับแกนแนวตั้ง และโมเมนต์พลิกคว่ำเกี่ยวกับแกนหมุนของจักรยาน[ 100 ]
ดูเพิ่มเติม
ลิงก์ภายนอก
- ซ่อมยางรถยนต์ที่แบน