Kgf vs Psi, parte 3

diciembre 19, 2016 4 Comentarios

En la Parte 1, vimos cómo las llantas se deforman debido a la presión de los neumáticos, lo que provoca una caída de la tensión de los radios, y analizamos el papel de las dimensiones de los neumáticos, observando que las cubiertas tubeless para carretera tienen el mayor potencial de amplificar la caída de tensión.

En la Parte 2 establecimos que es el diseño, no la inconsistencia en la fabricación, lo que genera combinaciones extrañas y situaciones de caída extrema de tensión.

En la Parte 3, nos preguntamos qué pueden hacer los constructores para minimizar los efectos negativos de la caída de tensión. Al fin y al cabo, los constructores invierten la tensión en las estructuras de radios y son responsables del rendimiento de las ruedas.

¿Qué estamos dispuestos a aceptar?
En primer lugar, las combinaciones de llantas y neumáticos que provocan una gran caída de tensión son perjudiciales. Causas: llantas demasiado deformables y neumáticos demasiado apretados. Evítelos, especialmente en combinación. No pierda tiempo pensando qué hacer con componentes inadecuados. Identifique a los causantes de problemas e insista en que los fabricantes ofrezcan productos con mayor integridad.

Los fabricantes de ruedas no deberían aceptar la carga de solucionar las deficiencias obvias de los componentes. Construir ruedas excelentes con piezas de calidad es suficiente. Los diseñadores tienen amplios recursos para evitar fallos durante el montaje y no deberían ignorar los problemas de caída de tensión que tienen solución.

Los constructores no deberían tener que preguntarse si exceder los límites de tensión publicados es buena idea cuando la caída de tensión es grave. ¡Es absurdo! Si se pregunta qué vacunas son necesarias antes de ir a un bar, ¡se ha equivocado de establecimiento!

Mientras tanto, la experiencia constructiva prevalece sobre la teoría, y los constructores que realizan ajustes de tensión compensatorios (uso de arandelas, etc.) deben continuar su investigación. Sin embargo, por regla general, esto excede las obligaciones razonables de la construcción de ruedas, a menos que se gestionen suministros escasos en países en desarrollo, o similares.

Nunca ha habido un mejor momento para que los constructores de ruedas reflexivos mantengan buenos registros de los resultados de la construcción: uniformidad de tensión, dificultad, caída de tensión, etc. Mapee el panorama por sí mismo, haga preguntas y comparta datos, y avance con confianza mientras esperamos que las ofertas de componentes mejoren.

¿Qué pasa con una tensión más baja?
Acabamos de dejar atrás una era en la que la presión de los neumáticos se basaba principalmente en "cuanto más, mejor" o "reducir, solo cuando sea necesario". Ahora tenemos la opción de usar presiones bajas en muchas situaciones porque se comprende mejor el efecto total. Gracias a Jan Heine , entre otros.

De igual manera, la tensión de los radios se ha mantenido al máximo. Los fabricantes de llantas establecen valores máximos que los fabricantes igualan o superan (incluso empleando arandelas adicionales para mantener una mayor tensión). ¿Es la tensión más alta un beneficio absoluto?

No me malinterpreten, la solución para reducir la tensión no es simplemente usar una tensión más baja. Sin embargo, ahora es una buena oportunidad para considerar el papel de la tensión.

(1) Los constructores coinciden en que la consistencia de la tensión es más importante que la magnitud.

(2) Numerosos estudios confirman que las ruedas más apretadas no son más rígidas, a menos que importen fracciones de milímetro. Comparadas con la fricción del área de contacto y la deformación de la carcasa, estas diferencias son insignificantes. Al igual que "alta presión = conducción más rápida", es más una ilusión que una realidad. El mejor tratamiento de este tema es el de Damon Rinard . Consulte también los excelentes datos de prueba de Adrien Gontier .

(3) La resistencia a la fatiga de los radios es mejor cuando la tensión no se reduce a cero regularmente, por ejemplo, en cada rotación. Esta regla de la ciencia de los materiales se aplica a muchas situaciones de fatiga de materiales y, en el caso de las ruedas, se evita fácilmente con una tensión relativamente baja.

(4) Las boquillas muy apretadas resisten mejor el aflojamiento, ya que la alta fricción de la rosca contrarresta la vibración. Las ruedas extra apretadas también parecen más estables, ya que los componentes se estiran y asientan menos. Sin embargo, existen numerosas soluciones de ingeniería para contrarrestar la vibración y prolongar la vida útil.

(5) ¿Cuántas ruedas se atascan o se agrietan en las cabecillas? Una tensión muy alta puede provocar ambas cosas. Cada combinación de llanta y radio tiene un límite de pandeo, una tensión a la que la llanta se deforma y queda inutilizable. Este límite es real, se puede calcular, y cuanto más se acerque a él la tensión estática, menor será el margen de fallo.

Aplicar tensión sin un buen conocimiento de los límites de pandeo no es una tarea que debamos realizar. Consideremos la tensión como una opción de diseño, no como un ingrediente que siempre debe maximizarse.

¡No pases por alto las llantas!
El diseño de la llanta es un factor determinante en la sensación y el rendimiento de la rueda. Considere cómo la tensión la sostiene, pero también puede reducir su personalidad.

Cuando una llanta se somete a la máxima tensión, se paraliza, se vuelve más frágil y menos singular. Todas estas llantas tienen una sensación similar. Hay diferencias acústicas, sí, pero apenas hay resiliencia ni vivacidad. La máxima tensión y rigidez de la llanta son óptimas para algunas aplicaciones, pero no siempre son las mejores.

Las pruebas de rigidez de Rinard asumen que una carga lateral típica de rueda grande es de 11 kg (25 lb). La bicicleta es un vehículo de una sola vía, una categoría de movilidad en la que las cargas laterales son prácticamente inexistentes (en comparación con una bicicleta de 3 o más ruedas). Incluso con una carga lateral típica grande, casi todas las ruedas, ya sean apretadas o sueltas, ligeras o pesadas, presentan una flexión lateral de entre 1 y 2 mm. Eso es todo. Considerando el tamaño de una bicicleta y factores como el desgaste de los neumáticos y la flexión de la carcasa, es sorprendente lo poco que influye la rigidez al elegir el grosor, el número y la tensión de los radios.

En este sprint feroz, la desviación lateral de las ruedas no es visible, debido a las peculiaridades de la física de las pistas únicas.

Incluso con ruedas traseras radicalmente cóncavas, la diferencia de flexión lateral en cada dirección es de apenas unas milésimas de pulgada. Cambiar de radios ultraligeros a radios 14G más gruesos genera un aumento del 11 % en la rigidez, pero eso es solo un poco más de 0,1 mm (0,005").

Para ruedas de alto rendimiento, las tensiones máximas no siempre tienen que ser de 150 kgf. A veces, una rueda con mejor comportamiento de marcha se consigue con 100 kgf. Lección: una tensión de radios más baja es una opción de diseño, no un tabú categórico. La calidad de la conducción debe gestionarse; no se deben fabricar todas las ruedas a su máximo rendimiento por instinto.

Imagine ruedas que mejoran la tracción, absorben las vibraciones, amortiguan los armónicos, disipan los impactos puntuales y no se atascan. Un rendimiento como este solo se logra con un diseño de llanta inteligente, diversas opciones de elasticidad de los radios y una construcción que selecciona la tensión óptima para cada combinación.

¡Escápate hacia un futuro más brillante!
Podemos superar la miopía de la tensión, según la cual cuanto más apretado, mejor. ¿Qué tan apretado es el correcto? Sigue siendo una buena pregunta hoy en día. Pronto se dispondrá de modelos sofisticados (análisis por elementos finitos y algoritmos estructurales) para cuantificar los efectos del calibre de los radios, el material y la tensión.

Estas herramientas nos ayudarán a construir las ruedas más adecuadas y de mayor calidad. Nuestra amplia experiencia contribuye al mismo propósito.

Si ya te gusta construir y diseñar ruedas, el futuro próximo será aún más divertido. Por ahora, ten paciencia y mantén la mente abierta. La tensión de los radios, el diseño de la llanta y la flexibilidad de las ruedas requieren nuestra máxima comprensión y una mente abierta.

Lamento no ofrecer respuestas al problema específico de la caída de tensión, pero es un tema complejo sin soluciones simples.

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