Hasła „obręcze hookless”, “technologia hookless”, czy “opony hookless” robią ostatnio zawrotną karierę i przebojem zdobywają świat sportowych rowerów – najpierw MTB, potem graveli, a od niedawna także szosowych ścigaczy. Jednak wielu zawodników podchodzi do tego tematu z dystansem, głównie dlatego, że nie bardzo wiadomo co miałoby być nie tak z obręczami z tradycyjnym rantem i w czym technologia hookless miałaby być od nich lepsza. Tego typu nieufność i sceptycyzm, który zawsze towarzyszy nowym rozwiązaniom to jedno, a pojawiające się konkretne obawy to drugie. Wiele osób obawia się większego ryzyka zeskoczenia opony z rantu, głównie ze względu na wyższe ciśnienia stosowane w oponach szosowych niż w górskich czy szutrowych. Napisaliśmy ten artykuł aby rozwiać mgłę niepewności wokół tej nieuniknionej rewolucji. A dlaczego nieuniknionej - zapraszamy do lektury.

 

CO TO JEST HOOKLESS?

Mówiąc najprościej jak można - obręcz hookless różni się od obręczy tradycyjnej głównie i przede wszystkim brakiem haków na rantach, o które zaczepia się opona. Konstrukcja rantów obręczy została szczegółowo opisana w normie ISO (International Organization for Starndarization) 5775-2:2021, z której korzystaliśmy projektując nasze obręcze Pulsar 45 ARX.

HOOKLESS A TUBLESS

Większość zawodników już oswoiła się z tematem opon tubeless czyli takich, które zalewa się specjalnym mlekiem uszczelniającym zamiast stosowania tradycyjnej dętki. Już niemal wszystkie koła wyższej klasy mają obręcze z rantami dopasowanymi do takich opon. Trzeba jednak przyznać, że nie wszystkich przekonał ten koncept i wielu pozostało wiernym tradycyjnym dętkom. Ale do rzeczy. Obręcze hookless (określane skrótem TSS, który można odkodować jako Tubeless Straight Side) wymagają stosowania opon tubeless. Wrócimy jeszcze do tego tematu omawiając kompatybilność kół hookless z oponami.

ZALETY OBRĘCZY HOOKLESS

Nie ma się co czarować - technologia hookless i koła hookless nie zrobiłyby takiego zamieszania w rowerowym świecie gdyby nie podążały za nimi konkretne korzyści. A taka konstrukcja rantu pociąga za sobą szereg naprawdę niebagatelnych zalet. Najważniejsze z nich to:

• niższa masa obręczy,
• możliwość jazdy na niższym ciśnieniu,
• zwiększona odporność na dobicia,
• obniżenie oporów aerodynamicznych.

Hookless i jazda na niższym ciśnieniu

Technologia hookless niesie ze sobą poszerzenie rantów, co jak wspomnieliśmy daje możliwość obniżenia ciśnienia w oponach. To z kolei ma swoje bardzo pozytywne i bardzo odczuwalne konsekwencje. Przede wszystkim obniżenie oporów toczenia. Według ZIPPa oszczędności mocy kolarza mogą wynieść od kilku do nawet 40 watów w zależności od jakości nawierzchni – im gorszy asfalt, tym mniejsze straty mocy. Mówiąc inaczej - koła hookless wyzwalają kolarza od konieczności ograniczenia prędkości z powodu złej nawierzchni. Po prostu można jechać szybciej po dziurach i popękanym starym asfalcie - co jest główną cechą naszych lokalnych dróg. “Smoother is faster” - jak twierdzi Specialized i chyba można im wierzyć zważywszy ilość zwycięstw w wyścigu Paris-Roubaix. Niższe ciśnienie poprawia też komfort jazdy oraz przyczepność, co z kolei pozwala na dłuższe trasy bez fizycznych dolegliwości i jazdę z większą dozą pewności, adrenaliny lub w zmiennych warunkach pogodowych.

Hookless i odporność na dobicia

Likwidacja haka wymaga dodatkowego wzmocnienia rantu w konstrukcji obręczy hookless, co wydatnie zwiększa odporność kół na uszkodzenie podczas dobicia do podłoża. Gdybyśmy powiedzieli, że kamienie, korzenie, krawężniki i wyrastające nagle pod kołem dziury przestają być problemem to pewnie byśmy przesadzili, ale z pewnością problemy związane z dobiciem znacząco się zmniejszają. Konsekwencją jest wzrost trwałości kół i poprawa bezpieczeństwa.

Hookless i korzyści aerodynamiczne

Obniżenie oporów aerodynamicznych jest udowodnionym i bezspornym sposobem na poprawę prędkości i efektywniejsze wykorzystanie mocy. Technologia hookless daje możliwość lepszego spasowania opony z obręczą. Inżynierowie Zippa opracowali tzw. „Zasadę 105%”, według której dla uzyskania najlepszej aerodynamiki szerokość zewnętrzna obręczy powinna wynosić 105% szerokości opony. Tę zasadę w pełni udaje nam się stosować we wspomnianym już modelu Pulsar 45 ARX przy oponie o nominalnej szerokości 28c.

KOMPATYBILNOŚĆ OPON Z OBRĘCZAMI HOOKLESS

Korzystanie z dobrodziejstw obręczy hookless wymaga używania ich z właściwymi oponami. Tu jednak zaczynają się schody, ponieważ nie wszyscy producenci opon są równie entuzjastycznie nastawieni do tej technologii, co firmy projektujące i produkujące koła. Podstawowa zasada kompatybilności brzmi następująco: na obręcze hookless można zakładać tylko i wyłącznie opony z oznaczeniem tubeless ready. Nie ma obowiązku jazdy na mleku, można do nich założyć dętki, ale opona musi mieć oznaczenie TLE, TLR, UST lub podobne, które świadczy o dopasowaniu do systemu bezdętkowego. Od tej zasady są jednak dwa wyjątki. Większość opon szosowych Continental posiada ostrzeżenie „mount only on hooked rims”. Dopiero niedawno wyszedł nowy model Continental GP5000 S TR, pierwszy który jest kompatybilny z hooklessami. Drugi wyjątek to opony szosowe Vittoria, które były projektowane dość dawno, kiedy najpopularniejsza szerokość wewnętrzna obręczy wynosiła tylko 15 mm. 

SZEROKOŚĆ OPON PRZY OBRĘCZACH HOOKLESS

Obręcze hookless mają powiększoną szerokość wewnętrzną w stosunku do tych z hakiem przy tej samej szerokości zewnętrznej. Z tego wynikają kolejne wątpliwości co do kompatybilności opon z obręczami hookless. Na straży bezpieczeństwa europejskich użytkowników opon (nie tylko rowerowych), czyli tak naprawdę wszystkich Europejczyków jeżdżących na czymś, co ma koła z oponami stoi organizacja ETRTO (European Tyre and Rim Technical Organization). Co roku wydaje ona aktualizacje szczegółowo określające kompatybilność obręczy i opon. W najnowszym (2022) wydaniu tabela kompatybilności prezentuje się następująco:

Obecnie opony o szerokości 28c w rowerach szosowych to już standard. Co więcej - w najbliższych latach możemy się spodziewać dalszego powiększenia tego wymiaru. Zmiana hamulców szczękowych na tarczowe wyzwoliła opony i obręcze z ciasnych okowów przestrzeni wewnątrz ramion tradycyjnych zacisków szczękowych.

HOOKLESS A CIŚNIENIE W OPONACH

Kolejnym potencjalnym problemem przy przesiadce na hookless jest niższa tolerancja dopuszczalnego ciśnienia. Tu również z odsieczą przychodzi ETRTO, ograniczając w najnowszej normie maksymalne ciśnienie do jakiego mogą być pompowane opony na obręczach hookless do 5 barów. Może się wydawać, że to niewiele. Tu polecamy zajrzeć do naszego poprzedniego wpisu na blogu – Prognozowany spadek ciśnienia, w którym dokładnie tłumaczymy dlaczego optymalne ciśnienie wcale nie jest równe maksymalnemu. Podamy przykład – zawodnik o wadze 75 kg swoje opony 28c założone na koła Pulsar 45 ARX o szerokości wewnętrznej 25 mm powinien pompować do ok. 4 barów. To jest dla niego optymalne ciśnienie pozwalające w pełni wykorzystać możliwości swojego roweru. Tu znajdziesz kalkulator optymalnego ciśnienia.

KOŁA HOOKLES I OBRĘCZE HOOKLESS A BEZPIECZEŃSTWO

Jeżeli będziemy się trzymać wytycznych ustalonych przez ETRTO odnośnie doboru opon odpowiedniej szerokości do obręczy, oraz nie będziemy przekraczać maksymalnego ciśnienia 72,5 psi, to nie musimy obawiać się o swoje bezpieczeństwo po przesiadce na koła na obręczach hookless. Według badań Zippa ryzyko zeskoczenia opony z rantu pozbawionego haka nie jest większe niż w przypadku tradycyjnych obręczy.

PRZYSZŁOŚĆ OBRĘCZY HOOKLESS

Czas na odpowiedź na pytanie dlaczego “hooklessowa rewolucja” jest nieunikniona. Według nas niedługo wszystkie wyższej jakości koła na obręczach karbonowych będą mieć ranty hookless, czy się to komuś podoba czy nie. Producenci rowerów ciągle szukają sposobów na ulepszenie swoich produktów, a każde usprawnienie okupione jest jakimiś obostrzeniami. Prawdę mówiąc współczesne koła rowerowe są już tak doskonałe, że branża rowerowa musi się naprawdę nagimnastykować i spocić, żeby wymyślić coś nowego i znacząco lepszego. Nam osobiście podoba się trend związany z technologią hookless, chociaż przyznajemy, że coraz trudniej połapać się w mnożących się jak króliki standardach, a te z kolei komplikują sprawę kompatybilności poszczególnych komponentów.
Jeżeli macie jakiekolwiek pytania lub wątpliwości dotyczące koł hookless Dandy Horse, ich doboru i konfiguracji zapraszamy do kontaktu. Zawsze chętnie odpowiemy służąc radą.

Implikacje zmian ciśnienia powietrza w oponach

Według nas opony są najważniejszą częścią roweru, ponieważ właściwości ogumienia ma największy wpływ na charakterystykę roweru. Szczególnie odczuwalne jest to na gravelu – ten sam rower na wąskich, mocniej nabitych slickach będzie zachowywał się jak szosa endurance, a na słabo napompowanych szerokich gumach z agresywnym bieżnikiem bardziej jak hardtail do XC. Regulacja samego ciśnienia powietrza w oponach pozwala w pewnym zakresie zmieniać zachowanie roweru. W teorii zależność jest prosta – im więcej barów, tym niższe opory toczenia kosztem komfortu jazdy i przyczepności, a im niższe ciśnienie, tym wyższe opory, lepsza trakcja i komfort. Jednak w praktyce nic nie jest tak proste

Czy im więcej, tym lepiej?

Opory toczenia powstają w wyniku odkształcenia opony na styku z nawierzchnią i na skutek tarcia pomiędzy dętką, a oponą. W idealnym świecie, na bezwzględnie gładkiej powierzchni zależność pomiędzy ciśnieniem, a oporami toczenia jest prosta – im twardsze gumy, tym niższe opory. Jednak w realnym świecie nic nie jest idealne. Każda nawierzchnia – nawet świeży asfalt – ma swoją chropowatość. Mocniej napompowana opona gorzej dopasowuje się do nierówności podłoża, a to powoduje straty energii. Dlatego zasada „im więcej, tym lepiej” w tym przypadku nie ma zastosowania.

Odpowiednie ciśnienie w oponach

Dobór odpowiedniego ciśnienia pozwala znaleźć złoty balans pomiędzy oporami toczenia, przyczepnością, a komfortem jazdy. Aby ustalić optymalne ciśnienie w oponach trzeba pod uwagę następujące czynniki:

- Minimalne i maksymalne ciśnienie przewidziane przez producenta opony;
- Maksymalne ciśnienie dla obręczy określone przez producenta kół;
- Konstrukcję rantu obręczy (hookless czy hooked);
- Szerokość opony;
- Szerokość wewnętrzną obręczy;
- Masę zawodnika i roweru;
- Rodzaj nawierzchni;
- Typ opony, oraz sposób jej uszczelnienia.

W obliczeniu optymalnego ciśnienia przyjdzie z pomocą poniższy Kalkulator ciśnienia w oponach.

Jeżeli dla danej konfiguracji opon i obręczy przy Twojej masie optymalne ciśnienie przekracza maksymalną wartość podaną przez producenta któregoś z komponentów, wówczas zalecamy przesiadkę na szersze opony. Nigdy nie należy przekraczać maksymalnej przewidzianej wartości ciśnienia, gdyż jest to równoznaczne z utratą gwarancji.

Rodzaje szprych

Regularnie otrzymujemy zapytania w stylu „czy dostanę jedną szprychę?”, a na pytanie jaka szprycha jest potrzebna zwykle dostajemy odpowiedź „standardowa do koła szosowego” (w przypadku użytkowników rowerów niespecjalnie interesujących się technicznymi zagadnieniami) lub „okrągłą, prostą, czarną Sapim” (to zazwyczaj słyszymy od serwisantów z warsztatów dzwoniących z różnych zakątków Polski). Wnioskujemy po tym, że nie wszyscy wiedzą (i nikogo za to nie winimy), że większość producentów ma w ofercie szprychy o różnym cieniowaniu, kształcie i rodzaju gięcia oraz że zamontowanie różnych szprych w jednym kole, obok siebie, może skutkować ich późniejszym pękaniem. Szprychy na pierwszy rzut oka nie różnią się zbytnio, dlatego uznaliśmy, że warto rzucić nieco światła na ten temat.

Podstawowe fakty:

  • liczba i pole przekroju szprych odpowiadają w głównej mierze za sztywność i trwałość koła;
  • dobór liczby i średnicy przekroju szprych w kołach musi uwzględniać przeznaczenie kół (szosa, gravel, XC, enduro) oraz wagę zawodnika z rowerem i ewentualnym bagażem;
  • pożądana finalna masa kompletu kół nie powinna mieć wpływu na dobór modelu szprych – chyba, że koła mają służyć tylko do bicia rekordu niskiej wagi, a nie do jazdy. Poszukiwanie możliwości redukcji wagi w szprychach zawsze wiąże się z obniżeniem sztywności bocznej koła, a w pewnych przypadkach (np. zapieczony Sapim Laser albo DT Revolution Straight Pull) całkowicie uniemożliwia późniejsze centrowanie koła;
  • spłaszczony kształt przekroju aerodynamicznych szprych nie podnosi magicznie sztywności bocznej koła (a właściwie ją obniża), za to zupełnie zwyczajnie podnosi koszt szprych o 200-300%. Główną zaletą płaskich szprych jest poprawa aerodynamiki występująca przy wysokich prędkościach rzędu 40-50 km/h (dlatego też nie znajdziecie ich w żadnym naszym komplecie kół MTB);
  • pod względem kształtu łebka szprychy dzielą się na J-bend i Straight Pull. Wybór konkretnego typu definiowane jest przez kształt kołnierzy piasty i ma niewielki, jednak zauważalny wpływ na parametry koła.

Straight Pull vs. klasyczne J-bend

Szprychy Straight Pull (SP) czyli z prostym łebkiem przestały już być egzotycznym udziwnieniem i na dobre weszły do oferty większości ważniejszych producentów kół. Idea, która przyświecała inżynierom przy ich wdrażaniu jest prosta – eliminacja najsłabszego punktu szprychy, czyli jej gięcia, powinna przełożyć się na niższą tendencję do ich pękania, a więc zaowocować wyższą bezawaryjnością. Połączenie szprych SP z misternie wyfrezowanym kołnierzem piasty, dostosowanym do nich, to konstrukcja technicznie doskonalsza niż dobrze znane szprychy z gięciem (J-bend) przeplecione przez tradycyjny kołnierz. Jednak każdy kij ma dwa końce – zmiana sposobu mocowania szprych w kołnierzach piast pociąga za sobą szereg konsekwencji wpływających na konstrukcję całego koła.

Proste szprychy - zalety i wady

  • Najważniejszą zaletą szprych SP jest ich teoretyczna wyższa trwałość z powodu eliminacji ich gięcia. W praktyce szprychy najczęściej pękają na drugim końcu, na pierwszych zwojach gwintu, a na to konstrukcja z prostym łebkiem nie jest w stanie pomóc. Ponadto pękające szprychy to problem, na który ma wpływ szereg czynników, z których najważniejsze zależą od kompetencji kołodzieja, który budował koło. W starannie złożonych kołach z umiejętnie dobranych komponentów pękające szprychy są rzadkością;
  • niższa masa piast z kołnierzami do nich dostosowanymi. Oszczędność ta jest niewielka – kilka do kilkunastu procent, oraz występuje w miejscu, które nie ma wpływu na to jak koła zachowują się w czasie jazdy (masa piast skumulowana jest blisko osi obrotu koła, a więc nie wpływa znacząco na moment bezwładności kół), ale jest faktem;
  • ostatnia kwestia dotyczy estetyki. O gustach się nie dyskutuje, ale większość osób zgodzi się, żę piasty SP mają bardziej atrakcyjny wygląd niż klasyczne J-bendy.

To by było na tyle jeśli chodzi o zalety tego rozwiązania. Przejdźmy do minusów szprych z prostym łebkiem. 

  • kołnierze piast SP mają skomplikowaną, trudną w produkcji konstrukcję. Duże nakłady pracy obrabiarek CNC znacząco wpływają na ostateczny koszt piast;
  • niższa sztywność boczna kół SP - konstrukcja kołnierzy SP wymaga tego, by były przesunięte bliżej środka piasty, co przekłada się na obniżenie sztywności bocznej. Ponadto piasty SP wymagają stosowania szprych dłuższych o kilka do kilkunastu milimetrów, co również wpływa negatywnie na sztywność;
  • ostatni problem dotyczy niższej dostępności szprych SP. Jeżeli pęknie Ci szprycha SP w trasie, na wyprawie, daleko od domu i zaprzyjaźnionego kołodzieja, możesz mieć problem ze znalezieniem zastępczej na podmianę. Zwykłe szprychy J-bend dostaniesz w praktycznie każdym sklepie rowerowym na świecie.

Striaght Pulle zdobyły rynek prawdopodobnie głównie ze względu na swój nowoczesny i atrakcyjny wygląd, ale to nie znaczy, że technicznie są lepsze niż J-bendy. Niektórzy producenci piast, jak na przykład Chris King, Onyx czy White Industries nie ulegli trendowi na proste szprychy i twardo trzymają się klasycznych kołnierzy. A straight pull to wcale nie taki nowoczesny pomysł, czego dowodzi zdjęcie piasty poniżej pochodzącej z końca XIX wieku.

Wytrzymałość szprych

Zdarza się, że klienci wymagają od nas, żeby ich koła złożyć na konkretnym modelu szprych uzasadniając to zasłyszanymi od innych zawodników rewelacjami lub bazując na parametrach podanych na stronie producenta. Pierwszy argument oczywiście zamyka wszelkie dyskusje, w tym drugim przypadku natomiast różnice w wytrzymałości wynikają z różnych rodzajów stali użytych do produkcji poszczególnych modeli. Sapim podaje siłę, przy której następuje zerwanie szprychy – przykładowo dla środkowej sekcji szprychy Sapim Laser producent podaje wytrzymałość 1500 N/mm2, a dla szprychy Sapim Strong 1250 N/mm2. Na pierwszy rzut oka wydawać by się mogło, że ta druga jest słabsza, jednak wartości podane są w przeliczeniu na mm2 i porównywać je można dopiero po obliczeniu pola przekroju. Z tej nieścisłości wynika właśnie przekonanie, że szprycha CX-Ray jest „najmocniejszą szprychą na świecie” – dla materiału w środkowej jej sekcji podana jest najwyższa wśród wszystkim modeli Sapima wartość 1600 N/mm2 – oczywiście w przeliczeniu na milimetr kwadratowy. O kilka kwestii zapytaliśmy Marcina, który jest przedstawicielem marki Sapim na Europę Wschodnią: 

Dlaczego na stronie podawana jest wytrzymałość środkowej sekcji dla powierzchni 1 mm2 zamiast wartości określającej wytrzymałość danej szprychy?
Podajemy wytrzymałość środkowej sekcji, ponieważ w tym miejscu cieniowane szprychy są najcieńsze. Ma to znaczenie przy obliczaniu pola przekroju szprychy – w przypadku szprych cieniowanych zmienia się ono w zależności od sekcji. To prawda, że skoro podajemy wytrzymałość sekcji środkowej, to moglibyśmy podawać ją w odniesieniu do pola przekroju, jednak jest to powszechnie przyjęty sposób przedstawienia wytrzymałości szprych większości producentów. 

Jakie jest pole przekroju środkowej sekcji CX-Ray, a jakie CX-Sprint? (pole koła obliczyć jest łatwiej niż pole owalu)
Pole przekroju środkowej sekcji szprychy CX-Ray jest takie samo jak szprychy Laser, a CX-Sprint takie samo jak Sprint. Półproduktem użytym w produkcji szprych aero są szprychy cieniowane, które spłaszczamy. Pole powierzchni nie zmienia się. 

Czy oprócz właściwości aerodynamicznych płaskie szprychy są w czymś lepsze od okrągłych odpowiedników zapewniających porównywalną sztywność?
Sztywność boczna jest mniejsza, ale radialna jest wyższa. Dzięki temu uzyskujemy lepszą transmisję mocy. Ponadto proces spłaszczania szprych zwiększa ich wytrzymałość. 

Czy Sapim ma w planach wprowadzenie nowych modeli, jeśli tak to w jakim kierunku będzie rozwijać swoją ofertę?
Nowe projekty są w trakcie badań, jednak nie mogę udzielić żadnych informacji. 

Jaka jest Twoja ulubiona szprycha?
Ograniczając się do szprych aftermarketowych, zdecydowanie CX-Ray ze względu na dużą wytrzymałość oraz niską wagę. Również budowanie kół jest stosunkowo łatwe dzięki możliwości przytrzymania szprychy, a więc łatwo zapobiec jej skręcaniu. Następną w kolejności jest D-light, który daje większą sztywność boczną koła i jest mniej podatny na uszkodzenia mechaniczne. Ale lubię też szprychę Strong, idealną dla cięższych riderów i rowerów do „zadań specjalnych” 😉 

Poniżej przedstawiamy modele szprych Sapima z obliczonym polem przekroju pomnożonym przez wartość określającą wytrzymałość środkowej sekcji poszczególnego modelu.

Szprychy okrągłe:
Sapim Strong 3,14 mm2 x 1250 N/mm2 = 3925 N
Sapim Force 2,54 mm2 x 1400 N/mm2 = 3556 N
Sapim Leader 3,14 mm2 x 1130 N/mm2 = 3548 N
Sapim Race 2,54 mm2 x 1300 N/mm2 = 3302 N
Sapim Sprint 2,26 mm2 x 1300 N/mm2 = 2938 N
Sapim D-Light 2,10 mm2 x 1370 N/mm2 = 2877 N
Sapim Laser 1,76 mm2 x 1500 N/mm2 = 2640 N 

Oraz płaskie szprychy:
Sapim CX-Sprint 2,26 mm2 x 1300 N/mm2 = 2938 N
Sapim CX-Ray 1,76 mm2 x 1500 N/mm2 = 2640 N 

Jak łatwo wywnioskować z powyższej listy płaska szprycha CX-Sprint ma takie samo pole przekroju jak jej okrągły odpowiednik – Sapim Sprint, identycznie w przypadku CX-Raya i Lasera. Wynika to z tego, że płaskie szprychy to po prostu rozwalcowane okrągłe, pole przekroju zostaje takie samo, zmienia się jedynie jego kształt. 

Podstawowe modele szprych Sapim, których używamy na codzień.

Które szprychy wybrać?

Dobór adekwatnych szprych o odpowiedniej długości ma bezpośredni wpływ na trwałość kół i w bardzo wielu przypadkach, gdy ktoś sam dobiera komponenty kół i przynosi do złożenia (albo przynosi już zaplecione „tylko do wycentrowania”), jesteśmy zmuszeni odmówić z poniższych względów:

  • za krótkie lub za długie szprychy;
  • nieodpowiedni rodzaj nypli do danej obręczy;
  • wybór modelu szprych nieodpowiedni do wagi zawodnika lub przeznaczenia kół;
  • brak zapobiegającego zapiekaniu smaru na gwintach;
  • niepoprawny zaplot, np. krzyż wypadający nad wentylem;
  • niewłaściwy dobór komponentów – na przykład użycie symetrycznej obręczy do w przypadku, gdy rozstaw kołnierzy piasty wymaga obręczy asymetrycznej;
  • zaplecenie obręczy stroną oznaczoną jako „drive side” w stronę nienapędową itd. itp.

Nawet jeśli pracujemy na dostarczonych częściach chcemy dać gwarancję na odpowiednio wykonaną pracę co jest wykluczone przy nieprawidłowym doborze komponentów. Jeśli posiadasz piasty lub obręcze, których chciałbyś użyć w swoich nowych kołach postaramy się dobrać najbardziej odpowiednie dla Ciebie szprychy i nyple – jest to wliczone w koszt budowy kół.

Czy wiązanie i lutowanie szprych jeszcze ma sens?

Na temat wiązania i lutowania szprych krąży wiele domysłów i mitów. Niewielka część zawodników i mechaników – zwłaszcza starszej daty – wciąż uważa, że ten zabieg przynosi szereg korzyści, z których najważniejsza to rzekomy wzrost sztywności koła. W takim razie, dlaczego obecnie jest to tak rzadko spotykana praktyka? Czy w XXI wieku nikt nie ma na to czasu? A może to po prostu … nie ma sensu?

Korzyści lutowania szprych

Najważniejsze korzyści, wynikające z wiązania szprych, to: 
– zmniejszenie tarcia między stykającymi się szprychami, co przekłada się na wyciszenie uciążliwych zgrzytnięć, kliknięć i skrobnięć obecnych zwłaszcza podczas mocniejszego naciskania na pedały. Zjawisko to występuje szczególnie w kołach ze słabo naciągniętymi szprychami. W czasach, gdy drewno było głównym materiałem, z którego produkowano obręcze, był to powszechny problem;
– w razie pęknięcia jednej ze szprych będą one trzymać się razem, co pozwala dokończyć zawody lub dojechać do celu bez konieczności wydobywania pękniętej szprychy z koła w trasie. 

Lutowanie szprych a sztywność kół

I to by było na tyle, jeśli chodzi o pewniaki. Teraz spróbujemy odpowiedzieć na pytanie czy wiązanie szprych przekłada się na wzrost sztywności. Zainteresowanych tematem sztywności kół odsyłamy do naszego wpisu na blogu pt. Demistyfikacja sztywności kół. Tak się złożyło, że akurat przeplataliśmy koło do zabytkowego tandemu Legnano z lat 70., gdy klient sobie zażyczył, by związać i zlutować szprychy. Wykorzystaliśmy okazję do tego, żeby zmierzyć sztywność boczną przed i po wykonaniu tej czynności. Jest to dość wyjątkowe koło – złożone na 40 prostych szprychach o średnicy 1,8 mm oraz miękkiej jak stary banan niskoprofilowej obręczy. Niemniej zależność, którą możemy tu zaobserwować, jest uniwersalna dla wszystkich kół. Wyniki przedstawione poniżej pokazują wyraźnie, że wiązanie i lutowanie szprych nie zwiększa sztywności bocznej. Jak zostało powiedziane w Demistyfikacji… zbyt niska sztywność radialna oraz skrętna nie są problemem w poprawnie złożonych kołach rowerowych, a zatem – upraszczając – wiązanie i lutowanie szprych nie wpływa na sztywność kół.

Odchylenie koła w miejscu obciążenia i po przeciwległej stronie:

Koło przed lutowaniem szprych - 1,36 / 0,23 mm

Koło ze zlutowanymi szprychami - 1,36 / 0,26 mm

Metodyka badania sztywności bocznej została przedstawiona we wpisie Sztywność zaplotu 16:8 VS 12:12

Lutowanie szprych współcześnie

Współcześnie produkowane obręcze są na tyle sztywne i mocne, że pozwalają na naciąganie szprych do takich wartości naprężenia, że uciążliwe dźwięki wynikające z wzajemnego ocierania o siebie szprych na krzyżach nie są już powszechnym problemem. Natomiast obecnie produkowane szprychy są tak dobrze wykonane, że problem ich pękania (jeżeli koła były starannie składane i naciągane przez profesjonalnego kołodzieja, który umie używać tensometru) nie jest już tak częsty jak kiedyś. Zatem wszystkie benefity wynikające z wiązania szprych są już nieaktualne. Kolejnym powodem sprawiającym, że lutowanie szprych obecnie nie ma większego sensu, jest fakt, że wysokiej klasy szprychy są teraz produkowane z gładkiej stali nierdzewnej, z którą lut niechętnie się spaja. Jedyne dwa powody, dla których ciągle może być sens to robić, to estetyka lub restauracja zabytkowego roweru z dbałością o detale i z szacunkiem do historycznych rozwiązań. Jeżeli, mimo naszej opinii, nadal chcesz związać i zlutować szprychy w swoich kołach, to możesz powierzyć to zadanie nam – choć przygotuj się, że ze względu na pracochłonność tej usługi, nie będzie tanio. 

wiązanie i lutowanie szprych

Ależ ta piasta się toczy!

Zwykle, gdy zawodnik bierze do rąk piastę rowerową, odruchowo kręci osią, by sprawdzić czy dobrze się toczy (czytaj: jaki opór stawiają łożyska). Kolarze lubią, kiedy w ich rowerze wszystko chodzi gładko, więc wszelkie opory są zjawiskiem wysoce niepożądanym. Żeby jak najmniej pary szło w gwizdek, czyli żeby cała generowana moc została zmieniona w ruch, zawodnik gotów jest nawet uszczuplić budżet na rodzinne wakacje, by kupić najlepsze łożyska do swojego roweru. Po obejrzeniu kilku sugestywnych filmików, na których koło lub korba po lekkim popchnięciu uparcie kręci się przez kilkanaście minut, zawodnik już wie, że najlepszy wybór to ceramika. Czy rzeczywiście ceramiczne łożyska sprawią, że będziesz szybszy? Czy to, jak piasty się toczą w ręku, ma jakiekolwiek przełożenie na jazdę? Prawda jak zwykle jest bardziej trywialna, niż życzyliby sobie tego marketingowcy firm sprzedających kosztowne łożyska ceramiczne.

Budowa łożyska maszynowego

Żeby zrozumieć zagadnienia związane z zastosowanymi w piastach łożyskami, trzeba mieć ogólne pojęcie na temat ich budowy. Łożyska używane w rowerach to najczęściej maszynowe łożyska kulkowe z podwójnymi gumowymi uszczelnieniami. Zbudowane są z dwóch stalowych pierścieni – zewnętrznego i wewnętrznego, wyposażonych w gładkie bieżnie, po których toczą się kulki. Stalowe lub ceramiczne kulki zamknięte są w koszyku, który wykonany jest ze stali lub tworzywa. Koszyk ma za zadanie utrzymywać kulki w stałych odstępach, a gumowe uszczelki, którymi łożyska są osłonięte od zewnątrz, zabezpieczać je przed wodą i zanieczyszczeniami. Uszczelki dzielą się na dwa typy: kontaktowe, które szczelnie przylegają do pierścieni, dzięki czemu lepiej chronią wnętrze łożyska kosztem większego oporu, oraz bezkontaktowe, które stawiają dużo mniejszy opór, ale przy tym gorzej spełniają funkcję ochronną. Z kolei to, czy łożysko jest dobrze uszczelnione, ma bezpośrednie przełożenie na jego trwałość.

Jakie znaczenie dla kolarza ma opór łożysk?

Istnieje pięć głównych sił, które spowalniają kolarza podczas jazdy. Oto one, w kolejności od najbardziej złośliwej, do najmniej istotnej:

  • opór aerodynamiczny powodowany przez ruch powietrza;
  • grawitacja, kiedy droga prowadzi pod górę;
  • bezwładność, kiedy rower rusza lub przyspiesza;
  • opory toczenia opon;
  • tarcie wewnątrz łożysk.

Podczas jazdy po płaskim terenie z prędkością 40 km/h opór aerodynamiczny stanowi około 90% wszystkich oporów, z którymi mierzy się zawodnik. Z kolei opór toczenia opon jest około 95% większy, niż opór łożysk piast i suportu. Nie trzeba być Euklidesem, żeby oszacować, że opór łożysk ma niewielkie znaczenie dla rzeczonego zawodnika. Zastanówmy się teraz, który element łożysk powoduje największe straty energii. Odpowiedź znajdziecie w grafice poniżej, udostępnionej nam przez Hambiniego (którego blog gorąco polecamy). 

Źródło: https://www.hambini.com/ceramic-bearings-vs-steel-bearings-an-engineering-analysis/

Co wpływa na opór łożysk?

Okazuje się, że za niemal 90% oporu łożysk odpowiadają uszczelnienie i smar. Aby uszczelki dobrze spełniały swoją funkcję, muszą ściśle przylegać do pierścieni łożyska. Smar zmniejsza tarcie pomiędzy kulkami i bieżniami, więc jest niezbędny do prawidłowej pracy. Kosz trzymający kulki również jest koniecznym elementem łożyska, a więc nie mamy wpływu na opór, który generuje. Odkształcenie się bieżni pod wpływem nacisku kulek – dla uproszczenia – także możemy uznać za stałe. I dopiero teraz dochodzimy do momentu, w którym materiał kulek zaczyna mieć znaczenie. Łożyska, które nazywamy ceramicznymi, to tak naprawdę łożyska hybrydowe, posiadające ceramiczne kulki i stalowe bieżnie. A więc wymiana łożysk w rowerze na ceramikę może w najlepszym razie zmniejszyć całkowity opór łożyska w obrębie pozostałych 3%. Niewiele? Na to pytanie każdy musi sobie odpowiedzieć sam.

W naszych piastach oraz przy wymianie stosujemy łożyska TPI z jedną uszczelką kontaktową (pomarańczowa) i jedną bezkontaktową (czarna).

W naszych piastach oraz przy wymianie stosujemy łożyska TPI z jedną uszczelką kontaktową (pomarańczowa) i jedną bezkontaktową (czarna).

Opór, jaki generują łożyska, może się znacząco różnić w zależności od zastosowanych uszczelnień, gęstości i rodzaju smaru, konstrukcji kosza i materiału, z którego jest wykonany oraz od kilku innych czynników. Na pewno jednak nie ma zależności między jakością łożyska, a oporem jaki stawia – tańsza piasta nie toczy się gorzej. Można nawet zaryzykować stwierdzenie, że jeżeli piasta w ręku kręci się z wyczuwalnym oporem, to znaczy, że łożyska w jej wnętrzu mają dobre, kontaktowe uszczelnienia, a więc jest spora szansa, że dzielnie zniosą duży przebieg.

Nasz zestaw do wymiany łożysk w kołach. Wybijak i prasa belgijskiej marki CEMA.  

Montaż łożysk maszynowych

Na opór, jaki stawiają łożyska, wpływ mają jeszcze dwie (dość przyziemne) sprawy. Pierwsza z nich to staranność, z jaką zostały wprasowane do korpusu piasty. Niechlujna instalacja łożysk może bardzo znacząco zwiększyć opór, jaki stawiają, a nawet doprowadzić do ich trwałego uszkodzenia. Wykres poniżej przedstawia porównanie piast pod względem generowanego oporu.

Źródło: https://www.hambini.com/ceramic-bearings-vs-steel-bearings-an-engineering-analysis/

Jak widać, od klasy piasty i jakości samych łożysk ważniejsze jest to, czy łożyska zostały starannie osadzone w korpusie piasty. Precyzyjnie wprasowane zwykłe stalowe łożyska mogą pracować z mniejszym oporem, niż fabrycznie instalowana ceramika w kołach Campagnolo Bora. Wymiana łożysk na te wyższej jakości nie ma sensu, jeśli zostanie przeprowadzona przez niekompetentnego mechanika. Staranne wprasowanie łożysk znacząco wydłuża ich resurs. Koślawo wbite łożyska prawdopodobnie padną dużo szybciej, niż gdyby pracowały w optymalnych warunkach. Właśnie dlatego, aby mieć pełną kontrolę nad wrażliwym procesem instalacji łożysk w korpusach piast i bębenkach, zamawiamy piasty od producenta w częściach i sami je składamy. Dzięki temu mamy pewność, że każde koło, które opuszcza naszą pracownię, toczy się tak, jak powinno.

Profesjonalna prasa ręczna do montażu łożysk maszynowych. 

Kiedy wymienić łożyska maszynowe na nowe?

Drugi, również niezbyt romantyczny czynnik, mający znaczący wpływ na opór, jaki stawiają łożyska, to stan ich zużycia. Łożyska z oznakami wyeksploatowania, takimi jak wyczuwalne lub nawet słyszalne szuranie, niezależnie od tego, z jakich materiałów są wykonane i ile by nie kosztowały, będą generować większy opór niż jakiekolwiek nowe. I tutaj znów tradycyjne stalowe łożyska mają przewagę nad ceramiką – łożyska hybrydowe zużywają się dość szybko. Często już po niewielkim przebiegu twarde ceramiczne kulki uszkadzają dużo bardziej miękkie stalowe bieżnie. W niskiej jakości łożyskach ceramicznych zjawisko to widać już nawet po kilkuset kilometrach. Wykres poniżej przedstawia zmianę oporu łożysk w zależności od ich przebiegu. Jak widać, budżetowe ceramiczne łożysko Enduro tylko przez pierwszych 500 km generuje niższy opór od tradycyjnego stalowego łożyska SKF. Natomiast stalowe NTN praktycznie od początku kręci się z niższym oporem od obu pozostałych.

Czyli łożyska ceramiczne w rowerze - czy warto?

Czytając ten artykuł, możesz odnieść wrażenie, że naszym celem jest zniechęcanie do stosowania łożysk ceramicznych w rowerze. Nic bardziej mylnego. Przede wszystkim zależy nam na tym, żeby zwrócić uwagę na czynniki, które realnie mają wpływ na pracę łożysk w piastach, a także by uczulić Cię na marketingowe brednie, które ochoczo wciskają nam niektóre firmy. Ceramiczne łożyska mogą być niezłym ulepszeniem roweru, pod warunkiem jednak, że są wysokiej jakości i że zostały starannie zainstalowane. Jeśli nadal jesteś zafiksowany na ceramikę, to polecamy łożyska DT Swiss Sinc Ceramic – jest to produkt wysokiej jakości za rozsądną cenę (ten rodzaj łożysk jest montowany fabrycznie w piastach DT Swiss 180). 

Niezależnie od tego, czy w twoim rowerze są łożyska stalowe, czy ceramiczne, pamiętaj, żeby regularnie sprawdzać stan ich zużycia. Aby to zrobić, wystarczy chwycić koło za kapsle i zakręcić nim w ręku. Powinno toczyć się idealnie gładko, bez jakiegokolwiek szurania czy chrobotania. Jeżeli jednak wyczujesz nadmierny opór, wynikający ze zużycia, nie czekaj, tylko oddaj koła na wymianę łożysk do dobrego warsztatu wyposażonego w wysokiej jakości prasę.

Bibliografia:
https://www.hambini.com/testing-to-find-the-fastest-bicycle-wheel-hubs/
https://www.hambini.com/ceramic-bearings-vs-steel-bearings-an-engineering-analysis/
https://books.google.pl/books/about/High_tech_Cycling.html?id=msdT4iQ50cgC&redir_esc=y

Zapisz się do newslettera
Dandy Horse Wheels © 2022
crosschevron-down