¿Un neumático gordo anda más suave que uno delgado a la misma presión?

Los neumáticos gruesos se asocian con una buena absorción de baches. ¿Esto se debe a su gordura o se debe a la baja presión con la que se pueden usar?

Si bombeo un neumático de fatbike a 120 psi (sí, eso sería absurdo), ¿seguirá absorbiendo los baches mejor que un neumático de 23 mm a la misma presión?

No, cuanto más grueso sea el neumático, más difícil (más discordante de manejar) será, para una presión dada.
@Daniel Interesante ... ¿por qué es eso?
La "dureza" de un neumático es el reflejo del área del neumático en contacto con la carretera multiplicada por la presión del neumático. Con un neumático angosto, el neumático debe apretarse sustancialmente (hundirse hacia el suelo) para lograr suficiente "dureza" para soportar la bicicleta y el ciclista. Con un neumático ancho hay mucho menos "apriete". Y cuando golpea un bache que duplica brevemente el peso aparente, la llanta angosta debe desviarse mucho más, es decir, "cederá" más.
Al revés: el tamaño de la zona de contacto se debe a la presión de los neumáticos y al peso de la bicicleta y el ciclista. Pero esta pregunta no se trata de un equilibrio estático donde todo está en equilibrio. Se trata específicamente de golpear baches, por lo que es un entorno rodante dinámico. Esta es una buena pregunta.
ok, aquí hay algo en lo que pensar. Los neumáticos más anchos pueden funcionar a presiones más bajas sin mordeduras de serpientes. Esto se debe a que se desvían menos. En este contexto, eso es lo mismo que "suavidad". Entonces, está claro que los neumáticos más estrechos con el mismo PSI son "más blandos". Sin embargo, los neumáticos IRL más anchos pueden funcionar a una presión más baja, por lo que son "más suaves" que un neumático más estrecho a una presión más alta. Ahora necesitamos la otra pregunta sobre neumáticos más anchos que ruedan más rápido que los angostos en carreteras terribles.
"Los neumáticos más anchos pueden funcionar a presiones más bajas sin mordeduras de serpientes. Esto se debe a que se desvían menos". No, es porque tienen más espacio para desviarse antes de que la llanta se pellizque.
La verdadera pregunta es si tiene dos neumáticos con construcciones comparables en diferentes anchos, ¿por qué los haría funcionar a la misma presión?
Porque se supone que el más ancho tiene una menor resistencia a la rodadura de esa manera.
Si el más ancho tiene la presión correcta, el más delgado estará desinflado. Si el delgado tiene la presión correcta, el ancho estará demasiado inflado. No tiene sentido hacer eso.
Creo que esta pregunta se trata de por qué la presión correcta es más baja para neumáticos más anchos.
@ojs No según tengo entendido. Con las mismas presiones, la resistencia a la rodadura es la misma.
@ojs Interesante y contrario a las pruebas anteriores que he visto. Voy a ver si puedo desenterrarlas.

Respuestas (3)

Para hacerlo estúpidamente simple, suponga que el neumático tiene una sección transversal más o menos rectangular. Entonces, una llanta de 1 pulgada tiene 1 pulgada de ancho y tiene un ancho de 1 pulgada en contacto con el pavimento, mientras que una llanta de 4 pulgadas tiene 4 pulgadas de ancho y tiene un ancho de 4 pulgadas en contacto con el pavimento.

Además, en aras de la simplicidad, suponga que el neumático es perfectamente flexible, que la rigidez de la carcasa y la banda de rodadura del neumático no es un factor.

Y supongamos que tenemos una bicicleta + ciclista de 200 libras, y que el peso se distribuye uniformemente entre la parte delantera y la trasera, lo que significa que hay 100 libras de peso en cada neumático.

A 50 PSI, la llanta de 1 pulgada deberá tener dos pulgadas cuadradas == dos pulgadas lineales en contacto con el pavimento, mientras que la llanta de 4 pulgadas deberá tener 2 pulgadas cuadradas == media pulgada lineal en contacto.

En una rueda de 24 pulgadas, el neumático de 1 pulgada de ancho se desviará aproximadamente 0,04 pulgadas, mientras que el neumático de 4 pulgadas se desviará aproximadamente 0,0026 pulgadas.

Si golpea un bache que momentáneamente duplica la fuerza sobre la rueda (y el tamaño de la zona de contacto), el neumático de 1 pulgada se desviará aproximadamente 0,168 pulgadas, mientras que el neumático de 4 pulgadas se desviará aproximadamente 0,01 pulgadas. (Usando esta calculadora en línea).

Entonces, el neumático más estrecho es "más blando" por un factor de (0,168-0,04) / (0,01-0,0026) = 0,124 / 0,074 = 1,7.

La calculadora en línea me dice "error interno del servidor", pero veo su lógica. Si las bicicletas tuvieran neumáticos de secciones rectangulares sería correcto, pero creo que incluso con secciones elípticas es plausible. Sin embargo, sus cálculos están por todas partes, y hay variaciones de orden de magnitud de las que sospecho. El salto para el neumático de 1" de 0,04" a 0,168" parece enorme para la adición de 100 libras.
@Móż - Sí, no verifiqué dos veces los cálculos, pero me parece que están en el estadio correcto. Y, aunque mis "suposiciones simplificadoras" sin duda contribuyen con algún error, no puedo ver cómo podrían afectar la afirmación básica que estoy haciendo.
¿La distancia de deflexión es realmente el único factor aquí? ¿Qué pasa con las diferencias de amortiguamiento?
Estoy contigo hasta tu última frase. ¿Puedes explicar por qué crees que las diferentes cantidades de desviación de la superficie son una medida de aspereza o suavidad? Para mí, una conducción más suave proviene de niveles más bajos de aceleración que se transmiten al ciclista. Dado que la desviación no es = aceleración, todavía no hemos llegado :-)
@ andy256 - Golpeas un bache y el neumático se presiona hacia arriba. La aceleración (de la bicicleta y el ciclista) ocurre cuando el neumático fuerza la bicicleta hacia arriba en lugar de desviarse para absorber el bache.
@Paul: solo necesita amortiguación para evitar la oscilación. Y el ciclista aporta mucha más amortiguación (en las frecuencias que estamos considerando) que el neumático.

Después de leer las respuestas aquí y volverme más curioso, encontré este artículo, que está de acuerdo con @Daniel.

para resumirlo brevemente, descubrieron que con la misma presión de los neumáticos, los neumáticos más estrechos se desviaban más y tenían una menor rigidez (fuerza sobre el desplazamiento)

ingrese la descripción de la imagen aquí

Un hallazgo curioso es que una diferencia de 1 bar (14 psi) hace más diferencia que un cambio de neumático de 5 mm. Supongo que el problema es que con un neumático de 23 mm no hay mucho espacio para el cumplimiento. Además, descubrieron que el ancho de los neumáticos tenía muy poco efecto en los pequeños baches (8 mm en esta prueba) y que el factor principal era la presión de los neumáticos:

en este punto, parece que para los baches más pequeños que el diámetro del neumático, la forma y el tamaño del bache impulsan la rigidez más que el ancho efectivo del propio neumático.

Ese artículo también se vincula a otro artículo que analiza la sensación de rigidez del neumático como expresión de la tensión circunferencial , a la que llaman tensión de la carcasa. Para mí, esto parece una explicación mucho más lógica de por qué un neumático más ancho se sentirá más rígido a una presión determinada (de nuevo de acuerdo con @Daniel). Sugeriría leer el artículo, pero hice lo mejor que pude para explicar brevemente el resultado final. Esencialmente, la ecuación para la tensión circunferencial se basa en el espesor de la pared, el diámetro y la presión.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Espesor de la pared = el espesor de la carcasa del neumático

Diámetro medio = el tamaño del neumático [área transversal del neumático]

Presión = la presión a la que se infla la rueda

Manteniendo una tensión de revestimiento y un espesor de pared constantes, podemos resolver la presión y ver que la presión es inversamente proporcional al diámetro.

ingrese la descripción de la imagen aquí

ingrese la descripción de la imagen aquí

+1 por la investigación... Sin embargo, voy a marcar la respuesta de Daniel como correcta, él respondió primero y su explicación es más fácil de entender para mí.

El beneficio real de las llantas más anchas es que puedes usarlas a una presión más baja, y si tienen paredes laterales agradables y flexibles, la conducción es mucho más suave porque la llanta se deforma con los baches en lugar de hacer que el ciclista se eleve sobre ellos.

No lo sentirá, pero a la misma presión, el neumático gordo se sentirá más blando porque se desviará más por el mismo cambio en la fuerza aplicada.

Eso sucede porque a medida que la llanta se comprime sobre un bache, la presión dentro de la llanta más grande aumenta menos que en la llanta más pequeña, y la llanta en sí se flexiona menos. Pero estamos hablando de cero a una gran cantidad de decimales (la pregunta es sobre el peso del ciclista, pero si usa "2G" en lugar de "dos veces la masa", funciona igual)

Mi experiencia es con neumáticos 406, donde es fácil conseguir neumáticos de alta presión de hasta unos 55 mm de ancho. Por lo tanto, he tenido llantas de hasta 32 mm de ancho en la parte trasera de mi automóvil y hasta 55 mm de ancho, todo feliz de funcionar a 6 bar. Mi hábito mental es bombearlos a 6 bares, y no puedo notar la diferencia en la calidad de conducción entre ellos. Los neumáticos más anchos tienen más resistencia a la rodadura, pero en carreteras llanas el efecto es bastante pequeño. Sospecho que se debe a la zona de contacto más ancha, lo que significa que golpeé más baches pequeños en las carreteras en mal estado de Australia. Tan pronto como golpeo una superficie blanda, los neumáticos más anchos tienen mucha más resistencia a la rodadura, a menos que sea la suavidad adecuada para que el neumático delgado se hunda mientras el gordo flota.

El efecto de flexión se debe a que el neumático más ancho presenta una superficie inferior más plana, por lo que hay una pequeña diferencia en la cantidad de flexión que se produce alrededor de los bordes de la zona de contacto. Nuevamente, no estoy seguro de que pueda medirlo, pero es muy posible que esté allí.

Supongo que el votante negativo está de acuerdo con Daniel arriba y pronto enviará una respuesta que contradice la mía y tiene una explicación detallada de por qué.
Explícame con unos números cómo se desvía más la llanta ancha.
Pero el aumento de la presión de los neumáticos tiene muy poco que ver con la rigidez del neumático. Es la creciente "huella" que es el factor significativo.
Votado negativo por equivocarse completamente en la física.
@ojs No creo que esa sea una buena razón para votar negativamente en este sitio. Esto no es física y la física involucrada en este tema es bastante sutil. Hasta que apareció la respuesta de Paul, habría estado de acuerdo con Móż.
@ andy256 Si estar realmente equivocado no es razón suficiente para votar negativamente, ¿cuál sería?
@ojs ¿Por qué votar negativamente? Este no es Physics donde votan a favor por un error tipográfico, o el sitio principal donde votan a favor por ignorancia. Usted es uno de los votantes negativos más prolíficos de este sitio, con 1 voto negativo por cada 4 votos positivos.
Hasta donde yo sé, la razón del sistema de votación es separar las buenas respuestas de las malas respuestas. En algunos campos posfácticos, una buena respuesta sería una que sea larga, tenga buenas imágenes o esté escrita por una persona querida. En la ciencia, lo correcto y lo incorrecto suelen estar claros, y eso se refleja en la cultura. Ahora, esta es claramente una pregunta científica, y algo que suena un poco plausible pero ignora los hechos básicos no es una buena respuesta.
¿Un neumático gordo anda más suave que uno delgado a la misma presión?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 1v