ความแข็งแกร่งของจักรยานเสือหมอบเป็นสิ่งสำคัญ แต่ก็ต้องสมดุลย์กับความสบาย น้ำหนัก และราคาด้วย เราตรวจสอบวิธีการ
ค้นหาทางอินเทอร์เน็ตโดยใช้คำว่า 'ความฝืด' แล้วคุณจะไปไม่รอดก่อนที่จะเห็นโฆษณาขายยาแก้ปัญหาสำหรับสุภาพบุรุษ ดูเหมือนว่าจักรยานและห้องนอนจะแบ่งปันความหวาดระแวงอย่างแน่วแน่เกี่ยวกับประสิทธิภาพที่อ่อนแอ ซึ่งอธิบายได้ว่าทำไมคนบ้าการตลาดที่มาพร้อมกับจักรยานใหม่ทุกคันจึงมักถูกกล่าวหาว่าเฟรมตอนนี้แข็งมาก เช่นเดียวกับที่เบากว่าและสบายกว่า แต่ในทางทฤษฎี อย่างน้อย คุณสมบัติทั้งสามนั้นขัดแย้งกัน และนักออกแบบจักรยานก็พยายามค้นหาจุดที่เหมาะสมระหว่างคุณสมบัติเหล่านี้อย่างต่อเนื่องโดยปรับแต่งขนาดท่อและวัสดุศาสตร์
เหยียบคาร์บอน
เมื่อวิศวกรพูดถึงความฝืดของเฟรม พวกเขากำลังพูดถึงประสิทธิภาพของจักรยานยนต์สองส่วนที่แตกต่างกัน ประการแรกเกี่ยวข้องกับการมีความแข็งด้านข้างเพียงพอเพื่อให้อินพุตการถีบของผู้ขับขี่สามารถถ่ายโอนไปยังถนนได้อย่างมีประสิทธิภาพมากที่สุด ประการที่สองเกี่ยวข้องกับการคาดการณ์และความเสถียรของการควบคุมจักรยาน
ในแง่ของความฝืดด้านข้าง ทุกครั้งที่เท้าเหยียบแป้นเหยียบ คุณจะสร้างแรงกดด้านข้าง (จากด้านหนึ่งไปอีกด้านหนึ่ง) อย่างมากพร้อมกับแรงบิด (บิด) ซึ่งรวมกันเพื่อยกส่วนล่างของเฟรมออก ของการจัดตำแหน่ง การเคลื่อนที่ของเฟรมทุกมิลลิเมตรจะดูดซับพลังงานอันล้ำค่าที่สามารถเคลื่อนไปตามถนนได้ ดังนั้นการลดการโค้งงอนี้จะเพิ่มประสิทธิภาพการถีบสูงสุดอย่างมีประสิทธิภาพ ดังนั้นการโฟกัสที่ความแข็งของเฟรมอย่างไม่ลดละ
'วิธีที่คุณได้รับพลังงานผ่านขาจานไปที่ล้อหลังนั้นจริงๆ แล้วเกี่ยวกับกระโหลกศีรษะ ตะเกียบโซ่ การดรอปเอาท์ และความแข็งของล้อ' Gerard Vroomen ผู้ร่วมก่อตั้ง Open bicycles และผู้ร่วมก่อตั้งก่อนหน้านี้กล่าว เจ้าของ Cervéloความท้าทายนี้ซับซ้อนด้วยระบบขับเคลื่อนด้านเดียวของจักรยานยนต์ ซึ่งสร้างภาระที่ไม่สม่ำเสมอที่ส่วนท้ายของจักรยานยนต์ ความจำเป็นในการต้านทานแรงที่มากขึ้นทางด้านขวาของเฟรมคือเหตุผลที่จักรยานยนต์หลายคันเลือกใช้ดีไซน์ตะเกียบและท่อนั่งที่ไม่สมมาตร
แต่อย่างที่ Ben Coates ผู้อำนวยการผลิตภัณฑ์เกี่ยวกับถนนของ Trek เตือนเราว่า สิ่งที่คุณทำกับจักรยานคันใดคันหนึ่งส่งผลโดยตรงต่ออีกส่วนหนึ่ง: 'คุณสามารถเพิ่มความแข็งที่วงเล็บด้านล่างได้ ตัวอย่างเช่น โดยการเพิ่มลามิเนตลงใน ส่วนล่างของท่อส่วนหัว แต่ลามิเนตทุกชิ้นส่งผลต่อจักรยานทั้งคัน คุณมีความเสี่ยงที่จะเกิดผลร้ายหากคุณไม่เข้าใจว่าการเติมหรือขัดวัสดุส่งผลต่อส่วนอื่นๆ ของจักรยานอย่างไร
‘เราสามารถทำให้จักรยานแข็งขึ้นได้มากกว่าที่นักขี่ที่ใหญ่ที่สุดและมีความต้องการมากที่สุดในโลกต้องการ แต่การทำให้มันแข็งขึ้นหรือเบาขึ้นสำหรับเรื่องนั้นไม่จำเป็นต้องเป็นสูตรสำหรับจักรยานที่ดีกว่า การสนทนาต้องเริ่มต้นด้วยวิธีที่คุณต้องการให้จักรยานขี่ ไม่ใช่ในที่ที่คุณต้องการให้แข็ง’
ความฝืดทางวิศวกรรม
ดีไซเนอร์ทำให้เฟรมแข็งในสถานที่ที่เหมาะสมได้อย่างไร คำตอบอยู่ที่เส้นผ่านศูนย์กลางของหน้าตัดของท่อ เช่นเดียวกับความยาว และในกรณีของจักรยานคาร์บอน คาร์บอนไฟเบอร์หลายชั้น
ใช้ในการก่อสร้าง
‘ยิ่งท่อมีเส้นผ่านศูนย์กลาง ยิ่งแข็งแกร่ง” Adam Wais ซีอีโอและผู้ก่อตั้ง Rolo ผู้ผลิตจักรยานคาร์บอนทำมือกล่าว 'นั่นคือก่อนที่คุณจะเริ่มดูวัสดุ'
สิ่งนี้จะอธิบายแนวโน้มในการออกแบบจักรยานที่มีต่อท่อดาวน์ขนาดใหญ่ ทางแยกกะโหลก และตะเกียบโซ่ ความก้าวหน้าของคาร์บอนไฟเบอร์ทำให้ผู้ผลิตสามารถลดความหนาของผนังท่อ ทำให้พวกเขามีอิสระในการสร้างท่อที่ดูมหึมาโดยไม่ต้องเพิ่มน้ำหนัก
ดังนั้น หากใช้ท่อล่างขนาดใหญ่และกระโหลกก้นเพื่อส่งกำลังทุกวัตต์ของผู้ขับขี่ไปยังถนน ทำไมไม่ปฏิบัติตามปรัชญาเดียวกันที่ท่อบนและท่อบนศีรษะเพื่อต้านทานแรงในการเข้าโค้งและรับประกันการบังคับเลี้ยวที่แม่นยำ
เมื่อคุณพิงจักรยานเข้ามุม แรงขนาดใหญ่สามอย่างมาบรรจบกัน: แรงโน้มถ่วงซึ่งดึงลงมาในแนวตั้ง พลังงานจลน์ซึ่งช่วยให้คุณเคลื่อนที่ไปข้างหน้าและแรงสู่ศูนย์กลางที่ผลักคุณออกไปด้านนอก - ไปทางซ้ายเมื่อเลี้ยวขวาและในทางกลับกัน หากเฟรมยืดหยุ่นเกินไป แรงเหล่านี้จะดันล้อและท่อของหัวรถออกจากตำแหน่ง ทำให้บังคับเลี้ยวไม่แม่นยำ
'คุณต้องการล้อเพื่อติดตาม และยิ่งล้อเลื่อนจากหน้าไปหลังได้ดีเท่าไร ก็ยิ่งคาดเดาได้มากขึ้นเท่านั้น Thomas McDaniel ผู้จัดการผลิตภัณฑ์ของ BMC กล่าว “สมมติว่าคุณกำลังผ่านมุมหนึ่งที่คุณเคยขี่มาแล้วนับพันครั้ง เพื่อให้คุณมั่นใจและแบกรับความเร็วได้มาก แต่วันหนึ่งคุณพบหินก้อนใหญ่อยู่ตรงกลางเส้นที่คุณใช้เสมอ จักรยานสามารถยอมรับความต้องการของคุณในการเปลี่ยนแปลงกลางมุมได้ดีเพียงใด? นั่นคือจุดที่ความฝืดของส่วนหน้าเข้ามาเล่น’
ปรากฎว่าถ้ารถจักรยานแข็งเกินไปที่ส่วนหน้าจะเอนเอียงได้ยาก ซึ่งสร้างปัญหาในการจัดการที่แตกต่างออกไป Chris D'Aluisio ผู้อำนวยการฝ่ายสร้างสรรค์ของ Specialized เล่าเรื่องราวโดยหวนคิดถึงช่วงเวลาที่ Tarmac SL4 ของบริษัทเข้ามาแทนที่ SL3 ก่อนหน้านี้ เมื่อ Specialized พัฒนาจักรยานยนต์ใหม่ จะใช้ขนาดเฟรม 56 ซม. เป็นเกณฑ์มาตรฐานสำหรับเป้าหมายชุดใหม่ ซึ่งรวมถึงความแข็ง เมื่อเป้าหมายถูกโจมตี เฟรมจะถูกปรับขนาดด้วยหลอดที่เล็กกว่าเล็กน้อยสำหรับเฟรมที่เล็กกว่า และท่อที่ใหญ่กว่าสำหรับเฟรมที่ใหญ่กว่า
‘ด้วย SL4 เราทำให้ 56 แข็งแกร่งขึ้นและเบาขึ้น และคนขี่ที่สูงกว่า – ขนาด 56 ขึ้นไป – กล่าวว่า “ว้าว! มันดีขึ้นมาก” แต่ด้วยขนาดของฉัน อายุ 52 ปี มันกลับแย่ลงไปอีก” D’Aluisio กล่าวด้วยน้ำใสใจจริงที่สดชื่น 'มันรุนแรงเกินไป ไม่เพียงแต่ในแนวตั้งเท่านั้น แต่ยังรวมถึงเมื่อคุณเอนตัวเข้ามุมด้วย มันมีความแข็งของส่วนหน้ามากเกินไป และมันไม่อนุญาตให้จักรยานที่มีขนาดที่เล็กกว่าสามารถเข้าโค้งกลางถนนได้ ดังนั้นมันจึงจะทำให้ส่วนหน้าสั่นสะเทือน โดยเฉพาะอย่างยิ่งบนพื้นผิวถนนที่เป็นหลุมเป็นบ่อ ซึ่งอาจทำให้ตกใจได้.’
ปรากฎว่าการปรับมาตราส่วนของจักรยานนั้นยังทำได้ไม่ไกลพอ และเฟรมที่เล็กกว่าซึ่งมีท่อหน้าตัดที่คล้ายกันและการวางคาร์บอนไว้ที่ 56 ซม. นั้นแข็งอย่างไม่น่าเชื่อเพราะสิ่งเหล่านี้ หลอดสั้นลง
‘จักรยานยนต์ขนาดเล็กมีสัดส่วนที่แข็งแรงกว่ามอเตอร์ไซค์ขนาดใหญ่กว่ามาก ซึ่งตรงกันข้ามกับสิ่งที่ผู้ขับขี่ต้องการโดยสิ้นเชิง’ D’Aluisio กล่าว 'ผู้ขับขี่ที่สูงกว่าด้วยหลักอานที่ยาวกว่าและจุดศูนย์ถ่วงที่สูงกว่า ต้องการให้จักรยานทำงานมากขึ้น เมื่อคุณขอให้จักรยานเคลื่อนที่จากขวาไปซ้ายในการซ้อมรบ จักรยานคันนั้นกำลังทำงานทั้งหมดเพื่อย้ายน้ำหนักของผู้ขับขี่จากด้านหนึ่งไปอีกด้านหนึ่งและจับผู้ขี่ไม่ให้ล้ม เราต้องดึงแรงฉุดกลับเมื่อคนขี่เลี้ยว’
ด้วยเหตุนี้ Specialized จึงตัดสินใจว่าจำเป็นต้องจัดการขนาดเฟรมที่แตกต่างกันอย่างมีประสิทธิภาพ ราวกับว่ามันเป็นโปรเจ็กต์แบบกำหนดเองที่แยกจากกัน กระบวนการที่เรียกว่า Rider First Engineering
สิ่งนี้ช่วยอธิบายได้ว่าทำไมวิศวกรไม่เพียงแค่ทำให้จักรยานยนต์ทั้งคันมีความแข็งมากที่สุด แต่ยังมีเหตุผลอื่นด้วย: ความสะดวกสบาย หรือที่เรียกว่าการปฏิบัติตามข้อกำหนด ซึ่งเป็นความสามารถของเฟรมในการต่อสู้กับความไม่สมบูรณ์บนท้องถนน พื้นผิวและดูดซับแรงสั่นสะเทือนจากแอสฟัลต์
สร้าง Cervélo R3 ซึ่งเป็นจักรยานยนต์ที่อยู่บนโพเดียมเหนือก้อนหินที่โหดร้ายของ Paris-Roubaix เป็นเวลาเจ็ดปีติดต่อกัน Vroomen รู้ว่าต้องใช้อะไรบ้างสำหรับจักรยานยนต์ที่สามารถส่งกำลังไปยังล้อหลังพร้อมทั้งปกป้องผู้ขับขี่ จากพื้นผิวที่เลวร้ายที่สุด
‘คุณต้องการความฝืดในแนวตั้งน้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เพื่อให้คุณได้รับความสบายและปฏิบัติตามได้ เขากล่าว 'แต่ท่อที่คุณขยายเพื่อให้มีความแข็งในการบิดก็จะใหญ่ขึ้นในแนวตั้งและแข็งขึ้นในแนวตั้ง และมันไม่ง่ายเลยที่จะแยกปัจจัยทั้งสองนี้ออก ในแง่นั้นมันจะเป็นการประนีประนอมเสมอ - จักรยานที่สบายที่สุดจะไม่สามารถขี่ได้เพราะมีความยืดหยุ่นในทุกทิศทางและจักรยานที่แข็งที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ก็จะไม่สามารถขี่ได้เพราะมันแข็งจนกระดูกแข็งซึ่งไม่เพียง แต่อึดอัด แต่ยังช้ากว่าด้วย คุณต้องปฏิบัติตามข้อกำหนดบางอย่างเพื่อขจัดความขรุขระของถนน’
ยางทำหน้าที่นี้ได้มาก แต่นักออกแบบยังแนะนำการงอตัวในเฟรมด้วย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในท่อเบาะนั่งและผ่านหลักอานที่บางมากหรือแบนราบ เพื่อกระจายโช้คอัพบนท้องถนนที่เคลื่อนผ่านด้านหลัง ของจักรยานให้คนขี่
ตัวอย่างที่ดีที่สุดของวิธีการแยกความสอดคล้องในแนวตั้งออกจากวงเล็บด้านล่างและความฝืดของท่อบนศีรษะคือ Trek Domane จักรยานที่ปรับแต่งเพื่อการแข่งขันที่นำ Fabian Cancellara ขึ้นสู่จุดสูงสุดของโพเดียมที่ Tour of Flanders และ ปารีส-รูแบ เบาะนั่งของ Domane นั้น 'แยกออกจากท่อด้านบน' ทำให้ท่อที่นั่งสามารถงอได้เกือบอิสระจากเฟรมโดยไม่ลดทอนความแข็งลง IsoSpeed decoupler ใหม่ใน Domane SLR ล่าสุดยังมี "การปฏิบัติตามข้อกำหนดที่ปรับได้" เพื่อให้ผู้ขับขี่สามารถปรับแต่งระดับความฝืดได้
‘ช่วงการปรับจูน Domane เริ่มต้นในระดับเดียวกับการปฏิบัติตามแนวตั้งกับ Madone [Trek's aero race rig] และเป็นไปตามมาตรฐานมากขึ้นถึง 35% โดยไม่ส่งผลกระทบต่อความแข็งในการถีบ” Coates กล่าว
กรอบอนาคต
การแสวงหาเฟรมที่แข็งกว่า เบากว่า และสบายกว่าอย่างไม่ลดละ ไม่มีสัญญาณที่จะลดลง โดยผู้ผลิตต้องแสวงหาอย่างต่อเนื่องเพื่อสำรวจวัสดุและเทคโนโลยีใหม่ๆยกตัวอย่างเช่น แบรนด์จักรยานสัญชาติอังกฤษ Dassi กำลังตรวจสอบความเป็นไปได้ของกราฟีน สารมหัศจรรย์ที่มีศักยภาพพิเศษ หากผู้ผลิตสามารถหาวิธีที่จะควบคุมความสามารถของตนได้
‘กราฟีนแสดงคุณสมบัติที่เหนือกว่าคาร์บอนแบบดั้งเดิมที่วางไว้ในเฟรมจักรยาน’ Stuart Abbott อดีตวิศวกรออกแบบการบินและอวกาศที่ตั้ง Dassi เมื่อหกปีที่แล้วกล่าว 'มีโอกาสลึกลับในการสร้างเฟรมที่มีน้ำหนักเพียง 300 กรัมเนื่องจากกราฟีนเบากว่ามากและแข็งแกร่งกว่ามากจนคุณมีโอกาสเปลี่ยนพื้นที่ของคาร์บอนที่อาจหนา 2 มม. หรือ 3 มม. ในบางจุดบน กรอบ – โดยเฉพาะบริเวณวงเล็บด้านล่าง – มีน้ำหนักเบากว่า 100 เท่าและมีความหนามากกว่าหนึ่งพันเท่า'
สำหรับตอนนี้ การตรวจสอบความเป็นจริงอย่างรวดเร็วเพื่อให้ทุกคนที่กำลังจะซื้อจักรยานคันใหม่ การปั่นจักรยานไม่เหมือน Formula One ที่รถที่ดีที่สุดชนะเสมอ โดยไม่คำนึงถึงคนขับการแข่งขันที่สำคัญมากมายในปีนี้ ได้แก่ Paris-Roubaix, Tour of Flanders, Milan-San Remo, Paris-Nice และ Tour of Romandie - ชนะโดยผู้ขับขี่ในจักรยานที่แตกต่างกัน กล่าวอีกนัยหนึ่ง สมรรถนะสูงสุดนั้นเกี่ยวกับผู้ขี่ ไม่ใช่ตัวรถ และไม่มีระดับความแข็งที่ 'ถูกต้อง' ในเฟรม มีเพียงระดับที่เหมาะกับคุณเท่านั้น
10 อันดับรถแกร่งที่สุด
วัดความแข็งของจักรยานอย่างไร? น่าเศร้าที่เราไม่มีห้องแล็บที่จะทำการทดสอบแบบยืดหยุ่น แต่เรารู้จักสถานที่ที่มี เพื่อนของเราที่ Tour นิตยสารการขี่จักรยานของเยอรมันมีชื่อเสียงในด้านวิธีการทางวิทยาศาสตร์ในการทดสอบจักรยาน ซึ่งรวมถึงการทดสอบแบตเตอรีของม้านั่งเปล่าแต่ละเฟรม เพื่อตรวจสอบค่าความฝืด
สมการที่ยึดตามคะแนนความแข็งที่เฟรมทำได้ที่ท่อเฮด (วัดเป็น Nm/°) หารด้วยมวลโดยรวมของเฟรม (เป็นกก.) ให้ดัชนีความแข็งต่อน้ำหนักที่ทำให้ทัวร์ ลีดเดอร์บอร์ดสำหรับเฟรมที่แข็งที่สุด…
| จักรยาน | วันที่ | ความฝืดต่อน้ำหนัก |
| 1. Cervelo Rca | ม.ค. 2558 | 142Nm/°/kg |
| 2. เฉพาะ Tarmac SL4 | ธันวาคม 2011 | 141.2Nm/°/kg |
| 3. Cannondale SuperSix Evo Ultimate | ก.ย. 2554 | 139.2Nm/°/kg |
| 4. Canyon Ultimate CF SLX | ม.ค. 2559 | 131.5Nm/°/kg |
| 5. Trek Emonda | ธ.ค.2557 | 131.3Nm/°/kg |
| 6. โฟกัส อิซาลโก้ แม็กซ์ | ก.ค. 2556 | 127.1Nm/°/kg |
| 7. สักหลาด F1 | ธันวาคม 2011 | 125.3Nm/°/kg |
| 8. AX ไลท์เนส Vial Evo | ม.ค. 2558 | 125.1Nm/°/kg |
| 9. สตอร์ค แอร์นาริโอ | ต.ค. 2558 | 123.9Nm/°/kg |
| 10. ทีม Rose X-Lite 8000 | ธ.ค.2557 | 123.7Nm/°/kg |
ศัพท์แสงคาร์บอน: มันหมายความว่าอย่างไร