ทันทีที่คุณปิดวาล์ว แรงดันลมยางของคุณอาจผันผวน นักปั่นจักรยานใช้โหมดเนิร์ดเต็มรูปแบบเพื่ออธิบายทุกอย่าง
เมื่อใดก็ตามที่คุณเห็นจักรยานคันใหม่เป็นประกายในร้าน เราพนันได้เลยว่าคุณไม่สามารถต้านทานการบีบยางเพื่อตรวจสอบแรงดันได้ นักมานุษยวิทยาจะบอกคุณถึงลิงก์นี้ถึงบรรพบุรุษที่ซื้อม้าของเรา สำหรับผู้ที่ตรวจสอบสภาพของรองเท้าม้าสามารถทำหรือทำลายการขายได้
ดังนั้นสำหรับนักปั่นจักรยาน แรงดันลมยางจึงเป็นสิ่งสำคัญ ค่า psi หนึ่งกำมืออาจส่งผลต่อประสิทธิภาพการทำงาน คุณควรวิ่งแรงดันลมยางเท่าไหร่? และเมื่อมาตรวัดของคุณอ่าน 100psi ที่โถงทางเดิน สิ่งนั้นแปลว่าอะไรบนท้องถนน
‘ความกดดันของยางเป็นสิ่งสำคัญ’ Gary Blem หัวหน้าช่างของทีม Team Sky กล่าว [สัมภาษณ์เมื่อเดือนกุมภาพันธ์ 2014] 'คุณต้องคำนึงถึงน้ำหนักผู้ขี่ ประเภทของยาง สภาพอากาศ และระยะเวลาของการแข่งขัน
'Ian Stannard ในการแข่งขัน Classics หน้าฝนบนยาง FMB จะแตกต่างจาก Richie Porte อย่างมาก [ตอนนี้กับ BMC Racing] บนเวที Tour ที่มีแดดจ้าบน Veloflex’
ข้อสุดท้ายก่อน มาตอบคำถามเรื่องประเภทยางกันเร็ว เมื่อช่างมืออาชีพ เช่น ยาง Blem chat พวกเขาจะพูดถึงท่อยางซึ่งมักจะมียางลาเท็กซ์
ลาเท็กซ์เป็นสารที่มีรูพรุนมากกว่าที่คิดและสามารถรั่วไหลของอากาศได้ตลอดทั้งวัน
‘เราตรวจสอบแรงดันลมยางในการฝึกซ้อมเพื่อดูว่ายางเสียเท่าไหร่ จากนั้นค่อยปรับ” เบลมกล่าว 'สมมติว่าเราใช้ยาง FMB ในรุ่นคลาสสิก
'สิ่งเหล่านี้สามารถสูญเสียได้ถึง 0.7bar [10psi] ในเวลาไม่กี่ชั่วโมง จากนั้นให้พิจารณาว่าเราสูบยางที่โรงแรมเวลา 9.00 น. และเริ่มการแข่งขันเวลา 12.00 น. เราต้องดูว่ายางจะทำงานได้ดีแค่ไหนระหว่างเวลา 9.00 - 16.30 น. ดังนั้นเรามักจะเติมลมมากเกินไปเพื่อชดเชย’
การสูญเสียแรงดันดังกล่าวในท่อบิวทิล (ซึ่งพบได้ทั่วไปในยางพับหัว) นั้นแทบไม่มีนัยสำคัญ เนื่องจากบิวทิลมีรูพรุนน้อยกว่า เขากล่าวเสริม
แต่นั่นไม่ได้บอกว่าแรงดันลมยางของคุณในตอนเช้าจะเป็นแรงดันในตอนท้ายของวัน
สูตรสำเร็จ
'เมื่อเติมลมยาง แรงดันลมยางควรใกล้เคียงกับกฎของแก๊สในอุดมคติมาก PV=nRT' James Shingleton จาก bf1systems บริษัทที่รับผิดชอบเซ็นเซอร์แรงดันลมยางของ Bugatti Veyron กล่าว
'สมมติว่าเราคิดว่า n และ R เป็นค่าคงที่ [n คือปริมาณอากาศที่อัดเข้าไปในยาง โดยวัดเป็นโมล และ R คือค่าคงที่ของแก๊สในอุดมคติ] และปริมาตรของยาง [V] ไม่เปลี่ยน [เพื่อไม่ให้ยางยืดหรือเสียรูป]
'สิ่งนี้ทำให้ P [ความดัน] และ T [อุณหภูมิ] เปลี่ยนไป’
หากยาง 110psi ของคุณมีอุณหภูมิลดลงจาก 22°C เป็น 4°C เมื่อคุณออกจากบ้าน ยางจะทำงานที่ 102psi จริงๆ
ทำตามนี้เพื่อสรุปตามธรรมชาติและความดันเป็นสัดส่วนโดยตรงกับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ เช่น P(สุดท้าย)=P(เริ่มต้น) x T(สุดท้าย)/T(เริ่มต้น) โดยที่ T วัดเป็นเคลวิน เช่น องศา C + 273 และ P วัดจากแรงดันลมยางสัมบูรณ์ เช่น psi + 147psi: ความกดอากาศที่ระดับน้ำทะเล
ลองคิดดูว่ายาง 110psi ของคุณกำลังจะมีอุณหภูมิลดลงจาก 22°C เป็น 4°C เมื่อคุณออกจากบ้าน
โดยไม่สนใจความร้อนที่สะสมจากการเบรกหรือการเสียดสีจากถนน ยางที่เคยปรับสภาพแล้วจะทำงานที่ 102psi ไม่ต่างกันมาก
แต่เราควรรวมสิ่งนี้ด้วยไหม Kevin Drake วิศวกรทดสอบและทดสอบยางของ Specialized ไม่มั่นใจอย่างสิ้นเชิง
‘ไม่มีใครอยากทำการคำนวณ ดังนั้นเมื่อสังเกตสภาพจริงแล้ว เราใช้กฎง่ายๆ ที่ว่าอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น 5°C จะเพิ่มแรงดัน 1psi ดังนั้นสำหรับนักบิดส่วนใหญ่ อุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงจะไม่เป็นปัญหา’
เรื่องหนัก
สิ่งต่อไปที่ควรพิจารณาคือน้ำหนัก หรือโดยเฉพาะอย่างยิ่งผลกระทบจากการบรรทุกบนยาง
‘มาดู PV=nRT กันอีกครั้ง’ Drake กล่าว ‘ถ้า nRT คงที่ P จะเปลี่ยนได้ก็ต่อเมื่อ V เปลี่ยนเท่านั้น’
ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาตรยางและแรงดันลมนี้อธิบายโดยกฎของบอยล์ โดยที่ P(เริ่มต้น) x V(เริ่มต้น)=P(สุดท้าย) x V(สุดท้าย)
สมมติว่าอุณหภูมิคงที่และปริมาตรของยางรถจักรยานจะอยู่ที่ประมาณ 1.2l (ตามแนวคิดที่ว่ายางเป็นทอรัสที่สมบูรณ์แบบ และปริมาตรของรูปร่างทอรัสคือ V=2π 2Rr2 โดยที่ r=รัศมีของหน้าตัดของยาง และ R=รัศมีจากกึ่งกลางล้อถึงกลางยาง)
ถ้าเราสามารถเปลี่ยนแปลงปริมาตรได้อย่างแม่นยำ เช่น 0.1l นั่นหมายความว่ายาง 110psi ของเรามีความหมายอย่างไร จัดเรียงกฎของบอยล์ใหม่และคุณจะได้สิ่งต่อไปนี้: P(final)=P(initial) x V(initial)/V(final).
ดังนั้นสำหรับยางของเรา P2=110 x 1.2/1.1 ซึ่งเท่ากับ 120psi นั่นเป็นการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ในความกดดัน ทว่ามีการบอกเป็น 'แต่' ที่ยิ่งใหญ่ – แนวคิดที่ว่าการนั่งบนจักรยานอัดยางจนถึงระดับที่ปริมาตรเปลี่ยนแปลง ในตัวอย่างนี้ 10%
‘ในกรณีของยางที่เติมลมอย่างเหมาะสมที่สุด การเปลี่ยนแปลงของปริมาณภายใต้น้ำหนักบรรทุกนั้นไม่สำคัญ” Drake กล่าว 'คุณอาจเห็นกระพุ้งแก้ม แต่ไม่เท่ากับการเปลี่ยนแปลงปริมาณแต่รูปร่างเปลี่ยน
'เติมลมยางในขณะที่คุณนั่งมอเตอร์ไซค์ได้ตามสบาย’
แต่ถ้าเป็นอย่างนั้น ทำไมคนน้ำหนัก 60 กก. ถึงมักกดดันให้น้อยกว่าคนขี่ 90 กก. และกลับมาที่คำถามเดิม เราควรกดดันอะไรกันบ้าง
‘แรงกดที่ต่ำลงทำให้เกิดหน้าสัมผัสที่ใหญ่ขึ้นเมื่อยางเสียรูปภายใต้ภาระ ดังนั้นให้การยึดเกาะที่มากขึ้น’ เบลมกล่าว 'แต่ถ้ามันอ่อนเกินไปก็สามารถเพิ่มความต้านทานการหมุนและคุณเสี่ยงต่อการเจาะกระแทก [pinch flats]
'อย่างไรก็ตาม หากคุณเติมลมยางมากเกินไป การยึดเกาะและความสบายก็มักจะประกอบด้วยการยึดเกาะถนน’
หมายความว่าในทางปฏิบัติแล้ว นักบิดที่มีน้ำหนักมากจะทำให้ยางที่มีแรงดันที่กำหนดนั้นบิดเบี้ยวมากกว่าตัวที่เบากว่า ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้ผู้ขับขี่ที่มีน้ำหนักมากขึ้นมีแรงดันที่สูงกว่า
จุดที่น่าสนใจคือจุดที่การยึดเกาะดีแต่การเสียรูปของยางไม่ได้ทำให้การควบคุมเฉื่อย และการหนีบนิ้วแบนก็ไม่ใช่ปัญหาบนถนนที่ไม่เรียบ แต่ยางของคุณยังคงรองรับแรงกระแทกด้วยลมเพียงพอเพื่อความสบาย
แล้วตัวเลขนั้นคืออะไร? อดีตช่าง Vacansoleil-DCM คลาส Douglas มีกฎง่ายๆ…
‘ฉันใช้เวลาประมาณ 10% ของน้ำหนักรวมเป็นกิโลกรัมของผู้ขับขี่และจักรยานของพวกเขา – เป็นเกณฑ์มาตรฐานที่ดีในการปรับแต่ง
'สำหรับผู้ขี่ 70 กก. บนจักรยาน 7 กก. ฉันจะดูที่ 7.7bar [112psi] โดยที่ด้านหน้าน้อยกว่าด้านหลังเล็กน้อยเพื่อชดเชยการกระจายน้ำหนักของผู้ขี่ แต่หลังจากนั้นก็เหลือประสบการณ์’