Naprawdę wymierna korzyść dla łożysk ceramicznych?

Czy istnieje prawdziwa różnica między jazdą na łożyskach ceramicznych a jazdą na stali nierdzewnej?

Jak byś to zmierzył? Czy wymaga, aby było to każde łożysko w układzie napędowym, czy też każdy zestaw wymienianych łożysk poprawi wydajność?

Czy ktoś ma z nimi do czynienia w prawdziwym świecie?

Edytować:

Nie wiem, czy to ma znaczenie na rowerze, ale widziałem to dzisiaj. Jeśli to wskazuje na różnicę w poziomie odporności na tarcie, jakie oferuje ceramika, to jestem na miejscu.

W filmie:

Pokazane lewe koło pasowe to Shimano DuraAce, środkowe koło to prędkość Campagnolo Record 11. Wszystkie trzy koła pasowe są przymocowane do 5Nm momentu obrotowego na śrubie osi. A wszystkie 3 trzy mają luz 1 mm na czopie, więc nie ma dodatkowego napięcia na łożyskach w porównaniu do normalnego montażu w przerzutce. W filmie występuje różnica w ruchu wynosząca około 18 sekund obrotu. To jest szalone.

Krótka odpowiedź na pierwsze pytanie brzmi: „oszczędność energii dzięki zastosowaniu łożysk ceramicznych w porównaniu do dobrych łożysk stalowych wynosi prawie zero”. Krótka odpowiedź na drugie pytanie brzmi: „tak, można zmierzyć różnicę, ale nie jest to łatwe”. Im dłuższa odpowiedź, a wsparcie dla krótszych odpowiedzi znajduje się poniżej.

Po pierwsze jednak zależy to nieco od tego, czy mówimy o łożyskach kół, łożyskach suportu, czy obu. Jeśli chcesz zmierzyć różnicę, sposób pomiaru różni się w obu przypadkach. Opór łożysk BB wykazywałby różnice w wydajności układu napędowego, podczas gdy łożyska piasty pojawiałyby się jako element oporu toczenia. Różnica polega oczywiście na tym, że straty w układzie napędowym występują tylko podczas pedałowania, a nie podczas wybiegania, podczas gdy straty podczas toczenia występują tak długo, jak się toczysz, niezależnie od tego, czy pedałujesz, czy nie.

Różnice w oporze łożyska piasty bez obciążenia można mierzyć, utrzymując koło widelcem w powietrzu, używając domowego czujnika prędkości wyposażonego w jury z kontaktronem podłączonym do cyfrowego dyktafonu. Podkręcasz koło, a następnie rejestrujesz i obliczasz różnicę w czasie „kliknięć”, gdy koło zwalnia. Zamień łożyska, spień, wypłucz, powtórz.

Byłoby to jednak w stanie bez obciążenia i można by pomyśleć, że różnice w oporze łożyska mogą być zwiększone w sytuacjach obciążenia. Jeśli tak, musisz przetestować w ten sposób. Możesz to zrobić w laboratorium, ale możesz też zrobić to sam, w terenie, z czujnikiem prędkości przysięgłym.

Najpierw jakieś tło. Składnik toczny oporu jest zazwyczaj mierzony za pomocą współczynnika oporu toczenia Crr (współczynnik oporu aerodynamicznego wynosi Cd, który jest zwykle pomnożony przez pole powierzchni przedniej A i opisany przez łączny termin CdA). Crr może mieć składnik zależny od prędkości, ale przy prędkościach cyklicznych jest to pomijalne, więc możemy założyć, że Crr jest stały. Jeśli tak, moc wymagana do poruszania się rowerem i rowerzystą z określoną prędkością jest dość dobrze znana i zrozumiała: zamiast przejść przez to wszystko tutaj, wskażę (um, genialną) metodę, która pozwala oszacować CdA i Crr, które można znaleźć tutaj .

Teraz, jeśli to wszystko zrobisz, przekonasz się, że dla typowego roweru całkowity Crr ze wszystkich źródeł (opony, dętki, łożyska piasty i typowa „gładka” powierzchnia drogi) wynosi około 0,005. Crr dla naprawdę dobrych opon na tej samej powierzchni może wynosić 0,0045; dla naprawdę kiepskich opon Crr może wynosić 0,006; a dla naprawdę szorstkiej powierzchni Crr może sięgać nawet 0,01. I, w pewnym kontekście, jeśli spojrzysz na równanie mocy powiązane z powyższym, zobaczysz, że Crr skaluje się dokładnie tak, jak gradient w swoim wpływie na moc, więc gdy Crr wynosi 0,01, wpływ na moc jest dokładnie jak wspinanie się o ocenę 1%. Podobnie wzrost Crr o 0,001, spowodowany inną oponą lub domniemanymi różnicami w łożyskach, przypomina wspinanie się o nachylenie o 0,1% bardziej strome.

Oto jeszcze jeden fakt, również wywodzący się z powyższego linku: ogólna zasada jest taka, że ​​przy prędkości 25 km / h na płaskiej, twardej powierzchni rowerzysta w dobrej pozycji aerodynamicznej potrzebuje około 250 watów (wyjątkową pozycję aerodynamiczną można osiągnąć przy mocy poniżej 200 watów). Przy prędkości 25 km / h różnica Crr wynosząca około 0,0005 jest w przybliżeniu równa różnicy mocy 5 watów. Oznacza to, że różnica między dobrą oponą a bardzo dobrą oponą jest warta około 5 watów przy prędkości 25 km / h.

Jeśli wykonałeś jakiekolwiek testy przyczepności roweru w terenie, zorientujesz się, że różnica 5 watów w oporze toczenia jest dość zauważalna. Kierowcy informują, że różnica między stosowaniem ceramicznych i stalowych łożysk piast nie jest zauważalna.

Nie mam pod ręką źródła, ale z tego, co przeczytałem, konwersja łożysk kół na ceramikę przyniesie Ci oszczędności rzędu 1 W przy prędkościach wyścigowych dzięki zmniejszonym stratom mechanicznym. Ceramiczny suport spowodowałby mniejszą poprawę.

Biorąc pod uwagę, że kierowca zużywa 200+ W przy prędkości wyścigowej, oszczędności są wyraźnie niewielkie. Dodatkowe oszczędności mogą wynikać z dużo lżejszego portfela, który nosi jeździec.

Jeździłem na ceramicznych łożyskach BB. To jest moje jedyne doświadczenie. Wydawało się, że wybrali się na kilka przejażdżek, co zdecydowanie wydawało się dziwne. Jeden z moich partnerów treningowych zauważył to samo, ale w jego przypadku łożyska po 90 minutach wydawały się swobodnie obracać.

Jeździłem nimi przez niecały rok, co jest w przybliżeniu takim samym zużyciem, jak w standardowych łożyskach. W oparciu o szaloną cenę i nieznaczną różnicę zdecydowałem się wrócić do stali nierdzewnej.

Partner jeździecki, o którym wspomniałem wcześniej, jest na swoim drugim secie po powrocie do stali nierdzewnej. Jeśli pozwolą na to środki, jestem otwarty na ponowną próbę. W każdym razie nie było to złe doświadczenie. Inny kumpel zamienił wszystkie łożyska, w tym łożyska koła pasowego przerzutki i przeklina !!

To wszystko co mam!

Ponieważ obecne odpowiedzi są bardzo specyficzne dla drogi, przyjmuję to dla dyscyplin, które znam.

Downhilling może z nich skorzystać, ponieważ odkształcają się mniej pod obciążeniem, więc teoretycznie trwają dłużej. Ale w praktyce kulki i łożyska piasty w tej dyscyplinie mają tendencję do pękania na skutek korozji spowodowanej uszkodzonymi uszczelnieniami i chociaż łożyska ceramiczne nie rdzewieją - wyścig się skończy. Mniejsze obciążenie udarowe nie stanowi problemu z powodu zawieszenia o długim skoku.

W przypadku prób naprawdę zależy to od tego, ile jesteś ubogi / bogaty w wagę. Łożyska ceramiczne ważą znacznie mniej niż łożyska stalowe, więc jest to natychmiastowa korzyść. Ale łożyska ceramiczne są znacznie mniej odporne na obciążenia udarowe, więc pękną, a ponieważ motocykle próbne są sztywne, stanie się to szybko.

Materiał, z którego wykonane są łożyska, to tylko jeden element całego pakietu mechanicznego. Pracowałem nad rowerami w sklepie, które miały ceramiczne kulki i wszystkie rodzaje stali. Z materialnego punktu widzenia ceramika może być lepsza, ale jak zauważyli inni, płacisz dużą premię ... i często i tak mogą nie być najlepsze.

Pomyśl o tym w ten sposób, dąb jest lepszym stołem niż sosna. Ale sosna jest łatwiejsza w obróbce, a wynikowy stół może być gładszy i złożony lepiej niż dębowy ... i tańszy. Podobnie istnieją stalowe BB, piasty itp., Które są lepsze niż niektóre ceramiczne odpowiedniki łożysk. Mam swoją ulubioną i jest to stal w przystępnej cenie (Hawk Racing), jeszcze nie widziałem niczego lepszego na rowerze, nad którym pracowałem.

Sidenote: Filmy takie jak ten powinny być robione z odrobiną soli ... to marketing, a demo zostało przygotowane do określonego celu. Porozmawiaj z chłopakami z LBS i uzyskaj opinie z obu stron kontuaru (mechanicy i klienci).

Właśnie przeczytałem twój artykuł na temat łożysk ceramicznych i jestem zmuszony dać ci nieprofesjonalny punkt widzenia. Po pierwsze jestem 80-letnim rowerzystą, który jeździ w weekendy z młodszą grupą 6-letnich jeźdźców. Jeśli nadal jesteś ze mną, moja jazda składa się z 30 do 40 kilogramów każdej jazdy z prędkością od 25 do 35 kilometrów. Uważam, że recitale na temat ceramiki prawie zawsze dotyczą kosztów, a nie korzyści. W rzeczywistości osoba w moim wieku dotrzymuje kroku grupie monterów [. Chociaż może być niewielka przewaga prędkości, liczy się to, że jestem sprawniejszy pod koniec jazdy niż w przypadku łożysk stalowych. Ludzie potępiają ceramikę używaną przez młodego, sprawnego rowerzystę, który jednym tchem argumentowałby, że zaoszczędzone kilka gramów może sprawić ... dużą różnicę. Mam dwa motocykle terenowe TREK z ceramiką i rower szosowy CANNONDALE ze stalowymi łożyskami, a zmiana rowerów drogowych w dni jazdy pokazuje zdecydowaną różnicę. Twoje komentarze prawie sugerują, że byłoby miło, gdybyśmy wszyscy mogli prowadzić Mercedesa, gdyby nie byli tak kochani, więc Ford by to zrobił. *

Oprócz rzekomej redukcji odporności na tarcie przyszło mi do głowy inne problemy.

Pozwólcie, że przyniosę dwie analogie - protetyczne wymiany stawu biodrowego i kombinacje klocków hamulcowych / tarcz samochodowych.

W przypadku pierwszego - metalowy kubek jest używany z ceramiczną głowicą. Ponieważ ceramika jest znacznie twardsza niż metal, metalowy kubek zużywa się (ciało może przenosić jony metali i je wydalać). Jakiś czas temu ktoś (potrzebne źródło) wpadł na pomysł, aby zrobić filiżankę również z ceramiki, aby zapobiec zużyciu. Przyczyną było to, że ceramiczne pocieranie ceramiki (nie ma możliwości jakiegokolwiek smarowania stawu biodrowego, prawda?) Spowodowało uwolnienie cząstek ceramicznych do ciała. Nie zostały one wydalone i spowodowały poważne problemy zdrowotne. To, do czego dojdę, wyjaśnię za chwilę.

Teraz o klockach / tarczach hamulcowych. Dostępne są różne twardości padów i często im bardziej miękkie, tym droższe. Dlaczego miałbyś wydawać więcej na miękkich podkładkach, jeśli zużyją się wcześniej, możesz zapytać? Odpowiedź jest prosta - to nie pady się zużywają, tylko pady i dyski. Im mniejsze zużycie okładzin, tym bardziej tarcze się szlifują. Z kolei im bardziej twarde są pady, tym szybciej trzeba wymienić tarcze (dodatkowe koszty i robocizna).

TL; DR; część zaczyna się tutaj:

Podczas używania kubków ze stali hartowanej z kulkami ze stali nierdzewnej kulki zużywają się, pozostawiając kubki w większości nienaruszone. Gdy dokręcanie już nie działa, wystarczy wymienić (dość przystępne) kulki.

W przypadku stosowania ceramicznych łożysk kulkowych w hartowanych stalowych miseczkach są one bardziej narażone na zużycie, ponieważ ceramika jest twardsza. Następnie po pewnym czasie nie tylko trzeba wymienić stare ceramiczne kulki, ale także wymienić zużyte kubki. Oczywiście nie dotyczy to wymiany kompletnego łożyska ceramicznego naboju.