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風洞實測!VISION輪組與管胎的終極合體

 

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(資料來源:VISION)


輪組要能跑動就必須要有輪胎,那麼車友們在追求空氣力學輪組的同時,可有把搭配輪胎後的變因考慮進去?這次藉由Vision Metron系列各種框高輪組,在聖地牙哥低風洞實驗室中進行各種偏角(YAW)測試,來比較不同管胎對輪組整體的氣動性能!

 

受測輪組:

 

Metron40-1 WH-VT-840f

Metron40-1 WH-VT-840(f)

 

Metron55-1 WH-VT-855f
Metron55-1 WH-VT-855(f)

 

Metron81-1 WH-VT-880f 1
Metron81-1 WH-VT-880(f)

 

Metron disc-1 WH-VT-872 Discr 1
Metron disc-1 WH-VT-872_Disc(r)

 

METRON3SPOKE-1 WH-VT-830 BKGf
METRON3SPOKE-1 WH-VT-830_BKG(f)

 

測試準則:


‧所有輪胎的比較都是用新的管胎和Clincher 胎,除了Continental Sprinter 在過去的試驗中曾被用作對照輪胎外,其他每個輪組用完全相同的輪胎進行測試,原因是為了減少可能發生在不同輪胎間之變數並確保測試的準確性。所有輪胎都做了編號,並於旋轉方向做記號,以減少測試變數。

 

‧測試速度設為30 mph (48 kmh)。輪組亦隨著風洞內的氣流而轉動。

 

‧本測試所有輪組偏角均通過0, 5, 7.5, 10, 12.5, 15, 17.5, 20, 25 度。輪組執行過所有偏角後,測試裝置改為-5 度,然後再到0 度,以確認復歸原點位置之準確性。

 

‧只有輪圈+輪胎被測試,以消除輪胎之外的其他變數。沒有車架,及其他多的零件,也沒有車手。

 

‧管胎和Clincher 胎的胎壓均為100 PSI。

 

‧前輪使用18 根幅條的PRA 花鼓,後輪的PRA 花鼓則組裝在Metron81 TT 碟輪,測試時未裝飛輪。

 

‧測試呈現的結果均已移除了風洞內夾具的阻力。

 

專有名詞:

 

偏角:偏角是運動中物體其迎面風速與側面風速間之夾角,風洞中輪組繞著花鼓轉動,模擬角角度。

 

風阻:指一般指物體於流體運動環境中所遭受到的反向作用力。本測試是指輪組在特定速度下產生空氣擾流,所造成之阻力。

 

滾動阻力係數(Coefficient of Rolling resistance; Crr):Crr 是代表滾動阻力或是克服輪胎與面摩擦所需要之力量。

 

受測試輪胎(管胎)

 

Continental Sprinter 22

‧ Continental Sprinter 22-優異的管胎。表面似噴砂面。

 

Vittoria Corsa CX 23-

‧ Vittoria Corsa CX 23-由於較密集的螺紋紋路和低滾動阻力係數(Crr) 係競賽用的熱門選擇。
胎面中間為顆粒紋路,兩側為斜紋樣式。

 

Schwalbe Ironman 22

‧ Schwalbe Ironman 22-Schwalbe 針對鐵人三項市場所推出的輪胎,強調低風阻和低滾動阻力係數。胎面平滑,沿著車輪直徑下沉之“相切漩渦”圖案。

 

Continental Competition 22

‧ Continental Competition 22-比賽用的熱門選擇,受到專業和業餘者的喜愛。胎面滾花圖案凸起高於胎體。

 

測試結果:


圖中的資訊,阻力以“瓦特(Watt)”為單位,來表示轉動輪組通過氣流時所消耗的功率,標示於圖左側之縱向座標,偏角(0-25 度) 標示於底部之橫向座標。

數據的呈現是以特定的輪組分別搭配不同的輪胎所得的測試結果。這樣我們可看出各輪胎間的性能差異,並瞭解各別輪圈可能的最佳輪胎選擇是哪種。

 

黃線:Continental Sprinter 22

粉紅線:Vittoria Corsa CX 23

藍線:Schwalbe Ironman pro 22

橘線:Continental Competition 22

 

Metron 40+管胎

 

LSWTSD Metron 40-Tubular Tire Comparison 150831-1

 

Continental Sprinter 胎在低偏角時展示最低的風阻,然而Continental Competition 胎是3 條測試胎中整體氣動性,表現最佳的。Vittoria 胎雖有最高的風阻,但由於它有較低的滾動阻力係數;將其列入考慮後,很可能會彌補其“氣動缺陷”,而得到相當於或低於Continental 輪胎的氣動特性。

 

Metron 55+管胎

 

LSWTSD Metron 55-Tubular Tire Comparison 150831-1

 

Metron 55 輪組把Schwalbe lronman pro 車胎也列入比較。用Metron55 而非Metron40 輪組測試的原因,是Metron55 一直是“鐵人三項”的最佳選擇。

 

圖中顯示,類似的氣動力特性,如同在Metron 40 輪組搭配Continental 車胎所見到的。只有當偏角增大(約10 度以後)時,Vittoria 車胎差異性會較大。在受測輪胎間,Schwalbe lronman 胎優秀且突出,約12.5 度偏角有最低的風阻 (比Vittoria 胎少15W),在所有受測的管胎中,Schwalbe lronman 之滾動阻力係數最低,超越所有測試的管胎;當滾動阻力係數併入考慮後,將更進一步提高其性能。

 

Metron 81+管胎

 

LSWTSD Metron 81-Tubular Tire Comparison 150831-1


如圖所示,每個輪圈與不同輪胎之搭配會有所差異,對Metron 81 輪圈搭配管胎而言,測試出來的趨勢也類似Metron 55 和Metron 40 的結果。Vittoria 車胎再次呈現出最高風阻。Schwalbe 車胎再次呈現平均最低風阻,即使Continental Competition 車胎在12-15度偏角時,有不錯的氣動表現。

 

三刀輪+管胎

 

LSWTSD 3-Spoke-Tubular Tire Comparison 150831-1


搭配三刀輪之輪胎其氣動性等級並沒有明顯不同。仍是Schwalbe Ironman Pro 呈現最低風阻,Vittoria Corsa風阻最高。考量三刀輪主要用於場地賽或計時賽,在最佳和最差雖然只有個位數的氣動差異中,但可能意味著上台領獎與否,因此輪胎的選擇變得格外重要。

 

Metron 81 disc TT+管胎

 

LSWTSD DISC-TT-Tubular Tire Comparison 150831-1


我們用Metron 81 disc TT 輪組做完管胎比較後就結束管胎之測試。平均而言,Schwalbe Ironman Pro 胎再次呈現最低風阻,Continental 車胎風阻居中,而Vittoria 胎以最高風
阻居末。

 

參考資料:

Anhalt, Tom, http://bikeblather.blogspot.com
Blog forum of Crr results on the top tires in the industry.

 

延伸閱讀:

風洞實測!VISION輪組與Open胎的終極合體

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2016-02-16