¿La presión de los neumáticos afecta la resistencia a la rodadura en el pavimento?

Es una obviedad, ¿verdad? Sin embargo, un comentario enlaza con una publicación de blog que afirma haber demostrado científicamente que no hay un efecto significativo. Parece sólido, pero no es un artículo en una revista revisada por pares.

¿Cuál es la comprensión actual de la resistencia a la rodadura de un neumático liso sobre pavimento?

Como puede atestiguar cualquiera que haya sido lo suficientemente tonto (o desafortunado) como para montar neumáticos desinflados (o completamente pinchados), la presión de los neumáticos afecta la resistencia a la rodadura. En el extremo inferior, la dependencia funcional es claramente inversa: menor presión → mayor resistencia. Si existe o no un punto extremo (es decir, la presión óptima) está sujeto a debate.
Tenga en cuenta que la publicación asume que se mantiene dentro de límites razonables. Tal vez implícitamente, pero lo hace. El debate es si los ahorros de las altas presiones que puede medir utilizando instrumentos ideales donde monta su rueda existen en carreteras reales cuando monta las ruedas en una bicicleta real con un ciclista real.
Además, tanto la respuesta citada como la publicación del blog citada establecen explícitamente que existe una dependencia entre los dos parámetros.
Las cosas en la publicación de Jan Heine tienen sentido, pero hay tres problemas: primero, está usando un protocolo de prueba secreto / no documentado y análisis de datos para obtener sus resultados. En segundo lugar, sucede que los neumáticos exóticos que vende obtienen los mejores resultados. En tercer lugar, los equipos de carreras profesionales se esfuerzan mucho por optimizar sus equipos y no parecen estar de acuerdo.
Este documento tandfonline.com/doi/abs/10.1080/… muestra una curva similar a las que se ven en el sitio web tan a menudo vinculado bicyclerollingresistance.com Usaron un ciclista real en un piso liso.
@ojs ¿No parecen estar de acuerdo con qué exactamente? ¿Cómo parece exactamente? Hay muchos puntos sutiles aquí. Pero ahora usan neumáticos más anchos que antes. Un punto interesante es que los propios pilotos profesionales no saben muy bien qué presión utilizan sus mecánicos youtube.com/watch?v=FI7cniRBsNc
@VladimirF usan neumáticos más anchos que antes, pero muy por debajo del rango de 30 a 40 mm que vende Heine. Tampoco es que esta sea información nueva para los fabricantes de neumáticos. Recuerdo que los neumáticos Michelin hace años venían con una tabla de recomendaciones de presión que daba presiones similares a las que tiene la tabla de Heine para neumáticos de 25 mm.
No tengo acceso al documento en tandfonline, pero creo que el debate aquí es sobre el efecto del pavimento áspero, y cómo se comparan las superficies ásperas reales de conducción con el suelo liso, el patrón de diamante en la resistencia a la rodadura de bicicletas o el peor asfalto desmenuzado que puedas. encontrar.
@ojs Exactamente, como comenté en bicycles.stackexchange.com/a/71790/21133 Realmente no necesita leer ese documento, la curva es abstracta y se ajusta bastante a las otras que ha visto.
@VladimirF No veo ninguna curva en el enlace, así que asumí que es parte del papel detrás del muro de pago.
@ojs Realmente, no necesita verlo, pero es la ecuación disponible en el resumen Cr = 0.1071 Pr^−0.477. Estoy en casa pero parece que tengo acceso al papel a través de unas cookies o algo así.
@VladimirF bueno, las preguntas interesantes son qué tan bien las medidas coinciden con la curva y si hay controles para diferentes superficies de carreteras.
@ojs No, no conozco ningún dato público de este tipo. Seguramente la industria tiene muchos datos, pero no es público.

Respuestas (1)

Este estudio: William M. Bertucci, Simon Rogier y Raoul F. Reiser II (2013) Evaluación de las resistencias aerodinámicas y de rodadura en condiciones de campo de bicicleta de montaña, Journal of Sports Sciences, 31:14, 1606-1613, DOI: 10.1080/02640414.2013 .792945

está muy lejos de ser exhaustivo, pero informa resistencias a la rodadura para dos presiones (2 y 4 bar - 200 y 400 kPa) para neumáticos más anchos. De ellos, Vittoria Radonneur podría considerarse razonablemente hábil. Informan de una velocidad ligeramente superior y una resistencia a la rodadura ligeramente inferior, pero con una gran incertidumbre, con 2 bar en una pendiente de la carretera del 5,9 %. La incertidumbre es mayor que la diferencia 12,6 ± 3,4 N a 2 bar frente a 13,5 ± 2,2 N a 4 bar. ¡Tenga en cuenta que esta es la fuerza, no el poder requerido para superarlo a la velocidad dada! El estudio realmente no se concentró en el efecto de la presión de inflación y concluye que la diferencia no es estadísticamente significativa. Curiosamente, la medida idealizada en el enlace que ya didiga "Al usar estos neumáticos, debe controlar la presión del aire muy de cerca. No permita que estos bajen NUNCA a menos de 60 psi". (60 PSI es 4,1 bares)

Otro estudio usó una cinta rodante lisa: Yves Henchoz, Giacomo Crivelli, Fabio Borrani y Grégoire P. Millet (2010) A new method to medir la resistencia a la rodadura en el ciclismo en cinta rodante, Journal of Sports Sciences, 28:10, 1043-1046, DOI: 10.1080 /02640414.2010.498483

Encontró que para dos neumáticos (23 y 28 mm) la resistencia a la rodadura disminuyó uniformemente con la presión de inflado. Para el tercer neumático (22 mm), la presión de inflado más baja se alcanzó a 6 bar (600 kPa) y luego aumentó ligeramente. Vuelvo a recalcar que esto no fue sobre asfalto sino sobre una cinta rodante suave.

https://www.bicyclerollingresistance.com publica regularmente mediciones muy completas de varios neumáticos con diferentes presiones de inflado . Prueban una sola rueda en una máquina dedicada en una superficie bastante idealizada. La resistencia a la rodadura disminuye casi uniformemente con la presión de inflado en estas condiciones, aunque la curva suele ser bastante plana a presiones más altas.

ejemplo de resistenciaUn ejemplo de la dependencia de la resistencia a la rodadura (como potencia requerida) a la presión de inflado en el banco de pruebas idealizado de https://www.bicyclerollingresistance.com para cuatro neumáticos de carretera.

Sin embargo, un estudio de SILCA mencionado indirectamente en el comentario de R. Chung considera superficies reales de concreto asfáltico y encontró que las pérdidas por suspensión/pérdidas transmitidas/impedancia son bastante sustanciales a presiones más altas y provocan un giro de la curva de resistencia hacia arriba. Se argumenta que un neumático que es "demasiado duro" sufre de alta resistencia al superar y saltar sobre los pequeños baches que crean la superficie asfaltada.

Una explicación esquemática de SILCA, más en el estudio :ingrese la descripción de la imagen aquí

Creo que la contradicción entre las mediciones de campo y de laboratorio respalda la idea de que existen pérdidas significativas por la vibración transmitida a través de los neumáticos y absorbida por el ciclista. La resistencia a la rodadura similar a diferentes presiones podría explicarse asignando las pérdidas por histéresis de los neumáticos a bajas presiones y vibración a altas presiones, pero un conjunto de mediciones con un tipo de neumáticos no es suficiente para sacar conclusiones.
Randonneur tiene una banda de rodadura realmente gruesa y rígida, por lo que la resistencia a la rodadura es muy sensible a los pequeños cambios de presión, y son horribles de manejar en todas las presiones. Las únicas cualidades redentoras de esos neumáticos son que no se pinchan fácilmente y se desgastan muy rápido, así que tienes una excusa para tirarlos.
Creo que incluso un aficionado con un buen potenciómetro podría intentar hacer un buen experimento. Mantenga una velocidad baja con viento cero y mida la potencia. Repita varias veces con diferentes presiones. Repetir varias veces todo el ciclo. Sin un potenciómetro, todavía se podría probar qué tan lejos se llega desde un punto fijo en una pequeña colina, pero sería menos confiable.
@VladimirF el problema es que los efectos aerodinámicos probablemente dominarán, ya que el efecto que estamos buscando es muy pequeño. Se notarán pequeños cambios en el viento, la ropa o la posición de conducción, incluso a baja velocidad. Si pudiera llevar un velomóvil en una pista cubierta, podría medir algo.
Bueno, alguien con un buen medidor de potencia y un buen protocolo de prueba podría medir tanto la resistencia aerodinámica como la resistencia a la rodadura a varias presiones y velocidades. Eso se ha hecho, y así es como salió a la luz la "impedancia" de los neumáticos.
@R.Chung Gracias por el indicador, sabía que había leído el estudio blog.silca.cc/part-4b-rolling-resistance-and-impedance antes, pero no pude encontrarlo. También es solo una publicación de blog, pero parece bastante confiable.
Me gusta que la publicación de Silca use datos de neumáticos convencionales y muestre sus condiciones de prueba.
¿La presión de los neumáticos afecta la resistencia a la rodadura en el pavimento?
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