Fakta Saiz Roda - Bahagian 2... Faktor Golekan

AKUTAKJANJI (Baca ini dulu!!!) Penulis bukan seorang professional dalam MTB, sekadar suka mencari, menyelidik, menyibuk dan mencuba sendiri. Penulis TIDAK bertanggungjawab sekiranya pembaca mengalami kemalangan, kecederaan, kerosakan harta benda dan wang ringgit akibat mengikuti saranan daripada artikel penulis. Apa-apa hal sendiri tanggung. Penulis juga mengalu-alukan kritikan, teguran, pembetulan dan seumpamanya untuk penambahbaikan artikel ini untuk manfaat semua. Untuk rujuk silang komponen yang disebutkan dalam artikel ini, pembaca boleh merujuk Anatomi Sebuah Basikal Gunung.  Posting ini adalah terjemahan bebas daripada posting asal Wheel Size Facts Part 2...Rollover Factors tulisan Keith Scott , blogger Bansheebikes

Di sini dipaparkan lagi maklumat bebas berkenaan saiz roda dan tayar untuk membantu anda memilih saiz tayar apakah yang sesuai untuk anda.  Saya akan terus menggunakan contoh dimensi yang telah dibincangkan di bahagian 1 untuk menunjukkan pengiraan-pengiraan.  Pengiraan secara teori ini tidak mengambilkira herotan tayar...Kita akan bincangkan hal ini sekejap lagi.  Untuk minggu ini, bersedia untuk menghadapi subjek kegemaran semua orang ketika di sekolah - trigonometri.  Jadi, pasang tali pinggang keledar, dan kita bergolek melepasi beberapa matematik roda (alamakkkkkk...!).

Golekan:
Anda mungkin telah mendengar bagaimana pengayuh basikal 29er bercakap tentang bagaimana mudahnya basikal mereka bergolek tenang dan selamba melepasi halangan di dalam denai.  "Gua belasah dengan laju melalui seksyen lasak itu...", atau sesuatu yang lebih kurang macam tu.  Mungkin ini sebab utama yang diberikan oleh pengayuh dan pengeluar tentang saiz roda yang besar.  Tetapi...apa maksudnya dan setara mana bagusnya tayar 29er melepasi halangan?

Rajah di bawah (Rajah 1) menunjukkan hubungan tinggi halangan berbentuk segi empat sama dan sudut serangan (angle of attack) iaitu roda itu sendiri:

Rajah 1

Apabila tayar bertemu dengan halangan berbentuk segiempat sama (contohnya, pembendung susur jalan), sudut serangan = sudut tangen tayar pada tempat pertemuan tayar dengan halangan berbentuk segiempat sama dan satah melintang seperti di dalam rajah di atas. 

Rajah 2

 Rajah 2 menunjukkan bagaimana sudut serangan bagi setiap saiz tayar berubah mengikut ketinggian halangan melalui satu julat tinggi halangan segiempat sama.  Sudah tentulah nilai-nilai ini adalah "sempurna" dan bersifat teoretikal (dengan tidak mengambilkira herotan tayar, tekanan angin atau sudut mereng basikal)

Sudut serangan dengan sendirinya tidak banyak memberitahu anda tanpa menggunapakai fungsi trigonometri asas untuk memecahkannya kepada vektor daya melintang dan menegak.  Dalam bentuk yang dipermudahkan tanpa geseran atau herotan tayar, jika sesuatu tayar bertemu dengan halangan yang lebih tinggi dari tinggi gandar, ia akan memberhentikan tayar dengan serta-merta (daya melintang / daya menegak = infiniti).  Sebaliknya, jika halangan mempunyai ketinggian sifar ia tidak akan memperlahankan anda langsung. (daya melintang / daya menegak = sifar).  Di dalam rajah 3, anda boleh melihat bagaimana vektor daya berubah apabila ketinggian halangan bertambah untuk setiap saiz tayar (semakin tinggi tangen [sudut serangan], ia akan semakin memperlahankan anda).

Rajah 3

Rajah 4  menunjukkan bagaimana vektor daya berubah dalam bentuk % relatif kepada tayar 650b.  Nombor positif mewakili rintangan melintang yang lebih tinggi (secara efektifnya, ini bermakna ia lebih memperlahankan anda .  Jadi, anda boleh melihat bahawa tayar 26 akan perlahan lebih daripada tayar 650b manakala tayar 650b akan lebih perlahan daripada tayar 29er.

Graf di bawah menunjukkan kecekapan relatif tidak konsisten ke atas semua ketinggian halangan.  Lagi besar halangan, lagi besar kesan ke atas saiz tayar.  Jadi, agak mustahil untuk mengatakan yang satu tayar adalah x% lebih cekap mengendalikan halangan segiempat sama daripada saiz tayar yang lain tanpa menyatakan saiz halangan, saiz tayar, tekanan angin tayar dan lain-lain.

Rajah 4

Boleh dikatakan bahawa tayar yang besar bukan sahaja lebih cekap menggolek melepasi halangan segiempat sama, malah memberikan tunggangan yang lebih lancar.  Ini kerana, pada sebarang kelajuan, lagi besar diameter sesuatu tayar lebih lama ia bersentuhan dengan halangan (iaitu ia menghentam halangan lebih awal dan meninggalkan halangan lebih kemudian).  Maka, ia mempunyai masa lebih lama untuk bertindakbalas kepada halangan.  Tambahan pula, lagi besar tayar lebih sukar untuk tayar terjerlus masuk ke dalam lubang.  Maka, tayar 29er kelihatan seolahnya "meratakan" laluan.

Sekali lagi saya ingin tegaskan yang nombor-nombor ini adalah berdasarkan kepada tayar yang tidak mengherot, dan menggolek melepasi halangan segiempat sama yang sempurna, yang mana tentunya tidak realistik.  Mari kita tengok faktor-faktor dalam kehidupan nyata yang membuatkan keadaan jadi lebih rumit.

Herotan tayar membantu menyerap kesan hentakan kepada halangan segiempat sama.  Ini bukan sahaja mengurangkan hentakan yang dipindahkan kepada kerangka basikal dan penunggang, tetapi juga membuatkan tayar bergolek dengan lebih cekap melepasi halangan dengan mengurangkan sudut serangan bila hentakan diserap.  Lagi banyak tayar menyerap halangan lagi baik.  Maka, tayar tekanan rendah boleh bergolek melepasi halangan dengan lebih baik (melainkan kalau anda terkena bocor patukan ular!).

Saiz tayar adalah faktor yang penting.  Sebagai contoh, anda boleh mendapatkan diameter luaran tayar yang lebih besar dengan menggunakan tayar volum besar pada roda 26" berbanding tayar volum kecil pada roda 650b.  Dalam keadaan ini, tayar 26" akan bergolek lebih baik daripada tayar 650b.  Maka tinggi tayar perlu diambilkira dalam membuat analisa pilihan.

Kita telah mengesahkan yang tayar besar menggolek melepasi halangan lebih baik daripada tayar kecil dan juga turut membantu mengekalkan momentum.  Tetapi geometri kerangka dan laluan gandar juga memainkan peranan jika kerangka mempunyai ampaian.  Ini kerana ampaian boleh membantu menyerap hentakan halangan dan membuatkan basikal melepasinya dengan lebih baik.  Jika sudut tiub kepala yang lebih condong atau laluan gandar yang lebih terkebelakang, upaya golekan melepasi halangan sesebuah basikal akan bertambah baik dengan andaian faktor lain adalah sama.      

Juga ada satu lagi faktor signifikan yang tidak diambilkira oleh nombor-nombor di atas iaitu...kita boleh LOMPAT ARNAB (bunny hop) untuk melepasi halangan.  Inilah sebab kenapa anda tidak seharusnya mendengar hujjah daripada industri automotif kerana kereta tidak boleh dihumban dan dibanting lepas bebas daripada pemandu.

Kalau bahagian kedua ilmu fizik tayar ini tidak membingungkan anda lebih daripada bahagian satu, bahagian ketiga akan muncul dengan perbincangan mengenai kawasan sentuhan dan cengkaman.  Woop!

Fakta Saiz Roda - Bahagian 1... Dimensi, Berat dan Kekuatan

AKUTAKJANJI (Baca ini dulu!!!) Penulis bukan seorang professional dalam MTB, sekadar suka mencari, menyelidik, menyibuk dan mencuba sendiri. Penulis TIDAK bertanggungjawab sekiranya pembaca mengalami kemalangan, kecederaan, kerosakan harta benda dan wang ringgit akibat mengikuti saranan daripada artikel penulis. Apa-apa hal sendiri tanggung. Penulis juga mengalu-alukan kritikan, teguran, pembetulan dan seumpamanya untuk penambahbaikan artikel ini untuk manfaat semua. Untuk rujuk silang komponen yang disebutkan dalam artikel ini, pembaca boleh merujuk Anatomi Sebuah Basikal Gunung.  Posting ini adalah terjemahan bebas daripada posting asal Wheel Size Facts Part 1...Dimensions, Weight and Strength  tulisan Keith Scott , blogger Bansheebikes

Anda mungkin telah membaca secara dalam talian dan bahan bercetak strategi pemasaran yang membicarakan tentang saiz roda dengan kecenderungan terhadap sesuatu saiz.  Saiz yang didokong ternyata rupanya saiz yang dikeluarkan oleh syarikat berkenaan atau saiz yang ingin diketengahkan.  Dongengan pemasaran antarabangsa  lazimnya mengelirukan dan boleh mengherotkan penilaian pembeli.

Saya berasa terpanggil dan bertanggungjawab untuk membetulkan rekod dengan menulis beberapa siri post blog yang bermula dengan post ini, yang akan mengupas persoalan dua kunci utama kepada saiz roda :  BERAT dan DIMENSI (dan sedikit sentuhan kepada bab kekuatan).  Saya akan memberikan maklumat tanpa berat sebelah yang anda akan dapati berguna dalam membuat keputusan saiz roda apa yang anda perlukan dalam pembelian akan datang.

Saya akan menawarkan maklumat tak berpihak (fakta, bukan auta iklan) kerana di sini, di Banshee, kami menawarkan kesemua 3 saiz roda untuk basikal lasak.  Kami biarkan pelanggan membuat keputusan apa yang mereka mahukan, bukannya memaksa pelanggan menerima apa yang pengeluar sarankan.  Kami tiada sebab untuk mendokong mana-mana saiz roda.

Setiap saiz roda ada kelebihan dan kekurangan tersendiri, jadi memilih saiz roda yang terbaik untuk anda lebih menjurus kepada citarasa tersendiri.  Perkara pokok dalam meilih saiz roda ialah gaya kayuhan, tujuan kayuhan (gaya atau kelajuan), rupabumi tempat berkayuh, ketinggian pengayuh.  Ada juga faktor lain yang diambil kira.  Saya akan cuba merangkumi faktor-faktor utama.

Teruskan membaca jika anda mahukan angka-angka sebenar...

 

Perbandingan di bawah dan untuk siri-siri berikutnya dibuat berdasarkan tayar Maxxis High Roller II 2.3 untuk setiap saiz roda dengan lebar rim yang sama untuk setiap saiz.

Sebarang perbandingan yang dibuat akan relatif dengan saiz 650b kerana ianya saiz pertengahan menjadikan peratus perubahan jelas dan malar.

Dimensi : (Dimensi luar tayar diambil dari fail 3D rasmi Maxxis)

Dengan semerta jadual ini boleh menyebabkan kekeliruan...sebab, seperti yang anda boleh lihat, tiada rim atau tayar yang sepadan dengan nama yang dipanggil.  Anda boleh mendalami lebih lanjut kenapa ini boleh terjadi dengan merujuk kepada guru ilmu basikal Sheldon Brown.

Walaubagaimanapun, satu perkara untuk diperhatikan ialah sementara 650b dipasarkan sebagai 27.5, garispusatnya adalah 1 inci lebih besar daripada saiz 26 dan 1.5 inci kurang daripada saiz 29.  Ia lebih dekat dengan 26 berbanding 29.  Tayar 650b tidak berada betul-betul ditengah-tengah diantara 26 dan 29. Cirinya lebih menyamai saiz 26 berbanding 29.

Berat:

Berat Statik

Ternyata, berat binaan tayar dan roda boleh berbeza dengan ketara untuk semua saiz roda.  Jadi saya akan menggunakan tayar 2.3 High Roller II 3C/EXO/TR.  Untuk roda, saya akan gunakan roda Stan’s ZTR Flow EX untuk setiap saiz.

Berat statik (berat tayar yang tidak berputar) selalu ditekankan oleh pemasaran sayarikat tayar.  Tetapi, berat statik hanya ketara bila anda mengangkat basikal sama ada untuk memuatkannya ke kereta atau memikul ketika di dalam denai.  Berat static tidak mempengaruhi…Momen Inersia (Moment of inertia). (kena buka buku fizik balik nih – BC Kelolo)

Momen Inersia
[tambahan oleh BC Kelolo] Sebelum kita terus berbincang hal Momen Inersia, elok jika difahamkan dulu istilah momen dan inersia.  Dari sumber Dewan Bahasa dan Pustaka

Momen - kecenderungan daya utk menghasilkan gerakan berputar.
Inersia - sifat jasad yg menyebabkannya berada dalam keadaan rehat atau, jika bergerak, terus bergerak dalam garis lurus, melainkan jika diganggu oleh daya luar.

Jadi Momen Inersia ialah keupayaan sesuatu jasad menentang pecutan sudutnya pada satu paksi putaran.  [Boleh faham?  Akupun tak faham.  Buat-buat faham dulu dan terus membaca].  Pada asasnya, lebih tinggi momen inersia sesuatu roda, lebih sukar roda itu untuk memecut (dan memperlahan).  Ini lebih penting berbanding berat statik apabila berkayuh basikal.

Momen inersia berkait dengan jejari dan jisim.

Momen Inersia (I) = Jisim (m) x Jejari2 (r2)

Momen Inersia yang rendah akan memberikan roda yang memecut dengan cepat (lebih mudah berputar).  Disebaliknya, Momen Inersia yang tinggi akan menyukarkan nyahpecutan (susah untuk berhenti berputar).  Roda dengan Momen Inersia tinggi akan membawa kelajuan dengan lebih baik selepas bergolek dengan andaian faktor-faktor lain adalah sama.

Jadual di bawah menunjukkan anggaran momen inersia dengan menggunakan BSD sebagai jejari putaran efektif untuk semua saiz roda.

Apa yang ditunjukkan oleh angka-angka ini ialah jika anda berkayuh di denai yang beralun dan tidak memerlukan banyak brek dan berkayuh balik untukmendapatkan kelajuan, maka roda besar adalah pilihan yang lebih baik.  Akan tetapi, jika denai memerlukan banyak brek dan pecut, brek dan pecut, maka roda kecil adalah pilihan yang lebih baik.

Jika menggunakan komponen efektif yang sama, dan peningkatan saiz roda akan meningkatkan berat dan inersia (seperti dijangka)… tetapi inersia meningkat berkadar dengan jejari kuasa dua, kenaikan inersia lebih mencanak berbanding berat bila saiz roda meningkat.

Apa maksudnya semua ini?

Kita ambil nombor-nombor ini dan buat sedikit pengiraan untuk melihat berapa banyak tenaga kinetik (Tk) yang diperlukan (dengan mengabaikan sanggahan golekan dsb) untuk menggolekkan setiap pasang tayar sehingga mencapai kelajuan 10m/s di atas permukaan rata.





Jadual di atas menunjukkan:

• Tenaga kinetik (Tk) putaran (tenaga sesuatu roda yang berputar setempat dengan halaju luaran 10m/s)
• Titik tengah jisim (TtJ) tenaga kinetik (tenaga jisim statik bergerak pada 10m/s)
• Jumlah tenaga kinetik (jumlah tenaga putaran dan titik tengah jisim)

Tenaga kinetik yang terkandung dalam setiap set tayar yang bergolek pada 10m/s kemudiannya dibandingkan dengan bacaan yang dicatat oleh set tayar 650b.

Apa yang ditunjukkan di sini ialah tayar 26" memerlukan 4.87% kurang tenaga untuk memecut kepada 10m/s berbanding 650b manakala tayar 29" memerlukan 6.71% lebih tenaga berbanding 650b.

Namun sebaliknya, apabila bergerak pada 10m/s, setiap set tayar memerlukan tenaga yang sama untuk berhenti...Dengan mengandaikan sanggahan golekan dan angin sama untuk setiap set tayar, maka tayar 29" akan terus bergolek 6.71% lebih jauh daripada tayar 650b yang bergolek 4.87% lebih jauh daripada tayar 26".  Ini berlaku kerana tayar 29" mempunyai momentum tertinggi pada sebarang kelajuan.


Kekuatan:

Satu faktor yang seringkali diabaikan oleh pihak pemasaran ialah kekuatan dan ketegaran roda.  Saya rasa ianya pelik sebab kos roda agak tinggi dan roda memang selalu jadi mangsa belasahan, dan secara peribadi jangkahayat roda adalah sesuatu yang saya pentingkan bila membuat keputusan roda apa yang mahu dilaburkan.

Jika membandingkan roda yang sama (rim, hub dan sebagainya), roda yang lebih kecil secara lumrahnya lebih kuat daripada roda besar.  Ini kerana ruang yang lebih besar di antara mata jejari dan silangan jejari bagi roda besar.  Jadi, nisbah kekuatan dengan berat akan dimenangi oleh roda kecil.
Ini boleh ditimbal balik dengan rim yang lebih kuat dan tegar tetapi penambahan kekuatan dan ketegaran rim lazimnya membawa sekali masalah kos dan berat yang lebih.  Ada saja kelecehannya.  Terpaksa mengalah pada mana-mana satu.

Ia tidak berhenti di situ saja…

Berat, dimensi dan kekuatan adalah faktor penting dalam perkiraan apa saiz roda yang harus dipilih.  Tetapi…ada faktor lain lagi yang perlu juga diperhatikan.  Dan jika letusan kecil sembang-sembang pengajian fizik ini belum lagi melemahkan semangat anda, terus ikuti post yang bakal mendatang di mana roda besar juga ada kelebihannya.

Klik sini untuk ke Bahagian 2