Elemente de bază ale anvelopelor

Când vorbim de îmbunătăţirea perfomanţelor bicicletei ne vin în minte zeci de componente, de la cadre mai avansate, la furci şi amortizoare mai performante, până la şuruburi din titan cu greutate mai mică. Deşi asigură interfaţa între bicicletă şi suprafaţa de rulare, şi joacă un rol capital în controlul unei biciclete, anvelopele sunt de multe ori trecute cu vederea.

Este clar că nu există anvelopa potrivită pentru toată lumea şi pentru toate aplicaţiile, dar există zeci, dacă nu sute, de variante de anvelope din care să alegeţi pentru stilul şi condiţiile voastre. Pentru că alegerea nu este întotdeauna uşoară, am hotărât să scriem acest articol, care are ca scop înţelegerea elementelor de bază ale anvelopelor.

Cum se menţine aerul

Sunt 3 mari configuraţii ce asigură păstrarea aerului, după cum urmează:

Anvelope+camere - configuraţia anvelopă+cameră a fost şi încă mai este standardul (cel puţin pe plaiurile noastre). Dar opţiunile tubeless oferă de multe ori o performanţă mai bună pentru cele mai multe aplicaţii, pentru că puteţi folosi anvelopele la presiuni mai mici şi faceţi pană mai rar decât în configuraţia anvelopă+cameră. Cu toate acestea, o anvelopă clasică şi o cameră oferă o utilizare mai facilă şi o uşurintă mai facilă în caz de reparare. Repararea unei anvelope clasice este în general mult mai uşoară decât la o anvelopă fără cameră (mai ales la una umplută cu soluţie de etanşare). Şi înlocuirea unei camere este mai ieftină şi mai convenabilă decât înlocuirea unei anvelope tubeless.

Anvelopă plus cameră

Anvelopele tubeless - pentru că nu există camere, riscul de pană este minimizat. Lipsa camerelor înseamnă şi că putem merge cu presiune mai mică în anvelope, iar asta înseamnă tracţiune mai bună. Dar lipsa camerei înseamnă şi dezavantaje: anvelopele tubeless au nevoie de o jantă sau fonduri de jantă compatibile. În plus, anvelopele tubeless sunt mai grele decât cele clasice cu cameră (dar progresele în acest domeniu îndică faptul că acest dezavantaj va dispărea). De asemenea, să repari în tură o pană survenită la o anvelopă tubeless poate reprezenta o pacoste, pentru că e nevoie de o presiune de 3.5-4 atmosfere, iar obţinerea acestei presiuni cu o mini-pompă este... dificilă.

Anvelopele Tubeless-Ready - aceste anvelope utilizează în locul stratului de butil un lichid de etanşare şi un talon compatibil tubeless, care este proiectat să se potrivească cu o jantă tubeless şi sistemul de siguranţă aferent; acest ansamblu asigurând etanşarea şi păstrând anvelopa montată în siguranţă. Aceste anvelope oferă avantajele prezente la cele tubeless şi în plus oferă o greutate mai scăzută. Există binenţeles şi dezavantaje, principalul constând în necesitatea un compresor pentru aer şi/sau nevoia unei ture scurte pentru “a ajuta“ lichidul de etanşare să se aşeze pe pereţi. Poate dura chiar şi 2-3 zile pentru o etanşare completă. Un alt posibil dezavantaj, în funcţie de cât de curat lucraţi, este dat de mizeria pe care o faceţi de fiecare dată când schimbaţi anvelopele, din cauza lichidului de etanşare.

Pentru rigurozitate, menţionez că mai există o altă variantă de anvelope, şi anume cele Tubulare, însă pentru că sunt utilizate în special în compeţitii nu le abordăm în acest articol.

Anvelope Tubulare de MTB, Dugast

Anvelope Tubulare de şosea, Continental

Părţile componente ale unei anvelope
Multe persoane cred că anvelopele sunt realizate din cauciuc, pentru că acesta este cel mai vizibil. Aceasta este o simplificare grosieră - de fapt cauciucul este cel mai puţin important dintre cele trei componente care alcătuiesc o anvelopă:

Talonul (Bead)
Carcasa
Calea de rulare

Părţile componente ale unei anvelope

Simplistic vorbind, talonul este muchia anvelopei, şi dacă îmi permiteţi analogia, formează scheletul anvelopei. Talonul poate fi din sârmă(oţel) sau din fibre de aramid(Kevlar). Cele din sârmă sunt folosite la anvelopele ceva mai ieftine, precum şi la anvelopele pentru DH. Se foloseşte oţel pentru că e mai puţin elastic decât Kevlarul şi pentru că în virajele bruşte, la presiuni mici, ajută mai bine la menţinerea anvelopei pe jantă. Talonul din Kevlar este folosit în principal la anvelopele pliabile, având ca avantaj greutatea redusă şi faptul că anvelopele pot fi împachetate / depozitate / transportate mai uşor.

Bead Sârmă Vs. Kevlar

Carcasa anvelopei este făcută de obicei dintr-o ţesătură de nailon, deşi înainte se folosea şi bumbac sau mătase (se mai foloseşte şi în prezent la cauciucurile tubulare). Rolul principal al carcasei este de a menţine laolaltă toate componentele anvelopei şi de a susţine şi greutatea utilizatorului. Carcasa oferă rezistenţa necesară împotriva întinderii (pentru a menţine presiunea aerului din interior), rămânând în acelaşi timp suficient de flexibilă pentru a se adapta la suprafaţa solului. La cele mai multe anvelope de bicicletă, ţesăturile nu sunt împletite împreună, ci păstrate în straturi (în engleză: plies) separate, astfel încât acestea să se poată deplasa liber pentru a reduce uzura şi rezistenţa la rulare. De asemenea, de obicei sunt orientate pe diagonală, formând straturi încrucişate de la un talon la altul. Prin comparaţie, la anvelopele auto dispunerea acestor straturi este directă între un talon şi celălalt, dispunerea fiind cunoscută sub numele de radială. În trecut s-a luat în calcul această dispunere radială şi pentru anvelopele de bicicletă (Panasonic a încercat prin anii ‘80), însă această dispunere tinde să fie prea flexibilă lateral, în condiţii normale de utilizare feedback-ul dat fiind unul de anvelopă dezumflată. Ca urmare a fost abandonată această dispunere.

Dispunere radială vs. straturi diagonale

Pentru o siguranţă crescută împotriva penelor, a înţepăturilor sau a tăierilor, multe anvelope recente beneficiază de prezenţa unor straturi suplimentare de protecţie.

SUS:Diferite straturi suplimentare de protecţie de la Schwalbe; JOS: Denumiri comerciale pt. tehnologiile de protecţie ale celor de la Maxxis

Spuneam ceva mai sus că o carcasă este facută din ţesătură. Înainte de a discuta despre ţesătură fac o mică paranteză, pentru a explica un termen ce va apărea în continuarea articolului: TPI (Threads Per Inch) este o măsură a fineţii sau asprimii unei ţesături. Se măsoară prin cuantificarea numărului de fire cuprinse pe o suprafaţă de un inch pătrat de material, incluzând atât lungimea cât şi lăţimea firelor, şi se foloseşte pentru a clasifica calitatea ţesăturii. Închidem paranteza.
Ei bine, numărul de fire din ţesătură (TPI) afectează greutatea şi performanţa anvelopelor, şi în general cu cât este mai mare numărul de fire, cu atât este mai uşoară şi mai performantă anvelopa respectivă. Un număr mai mare de fire înseamnă o greutate mai mică (pentru că se foloseşte mai puţin cauciuc) dar şi o rezistenţă la înaintare mai mică.
O carcasă de 60 TPI este un bun compromis între robusteţe şi rezistenţă la rulare, şi este comună în aplicaţiile gravitaţionale. La DH se folosesc anvelope ce utilizează de obicei două straturi de 60TPI care preiau abuzurile şi sarcinile întâlnite pe traseu, la viteze mari şi presiuni mici.

Diferite ţesături Maxxis. Observaţi diferenţele de densitate

Pereţii carcasei reprezintă partea carcasei ce nu este proiectată să facă contact cu solul. Aceşti pereţi pot fi simpli sau pot beneficia şi ei de straturi suplimentare care să le ofere diverse beneficii (de regulă pentru rezistenţă la tăiere / înţepare, sau beneficii de siguranţă - straturi reflectorizante).

Pereţi protejaţi. SUS: două tehnologii Maxxis pentru protecţie: EXO şi LUST. JOS: Snakeskin, de la Schwalbe

După ce materialul a fost împletit şi conectat cu taloanele, prin urmare anvelopa având acum forma sa de bază, este acoperit cu cauciuc. Rolul cauciucului aici este în principal pentru a proteja materialul de daune, neavând o importanţă structurală.


Acum că am terminat cu talonul şi carcasa anvelopei, să vedem şi cea de-a treia parte componentă importantă. Calea de rulare este, după cum vă daţi seama şi din denumire, partea componentă a anvelopei care face contact cu solul. Se pot spune multe lucruri despre calea de rulare, însă aş dori să ne concentrăm pe câteva aspecte mai importante ale acesteia. Le vom descoperi pe rând.

Compoziţia benzii de rulare - un secret la fel de bine păzit ca bijuteriile coroanei, nu veţi auzi prea des producători care să divulge ce compuşi intră în anvelopele lor. Cu toate acestea, compoziţia de bază este în general aceeaşi: un amestec de polimeri (cauciuc natural sau sintetic), de aditivi (negru de fum / siliciu), emolienţi (ulei / ceara), şi antidegradanţi (antioxidanţi / antiozonanţi). Aceşti compuşi îmbunătăţesc rezistenţa la uzură, dar de obicei în detrimentul tracţiunii. Unele anvelope au o bandă de rulare din două compoziţii, una mai dură pe mijloc şi una mai aderentă marginile anvelopei, intenţia fiind de a oferi o mai bună tracţiune în viraje, fără a compromite însă durata de viaţă a benzii de rulare.
Uşor de ţinut minte:
Compuşii moi - sunt “lipicioşi” şi aderenţi, dar se mănâncă mai repede.
Compuşii duri - se tocesc mai greu, dar nu oferă aceeaşi aderenţă ca cei moi.


Durometrul căii de rulare - Un compus al căii de rulare este de obicei măsurat în Duritate Shore A (SA) pe un interval de la 0 la 90, Duritatea Shore fiind o scală utilizată în industria anvelopelor. Pentru anvelopele de biciclete, o compoziţie 70sA este de obicei considerată mai durabilă , iar o compoziţie 40sA este un una supersoft pentru DH. Mulţi producători folosesc amestecuri de cauciuc pentru calea de rulare - compuşi mai grei pentru calea centrală de rulare (pentru viteză mai mare), compuşi mai moi pe părţile laterale (pentru aderenţă în viraje).

Scala Shore

Deşi lucrurile se pot complica, doresc să vă prezint un alt indicator ce se foloseşte la anvelope, mai rar ce e drept. Dacă doriţi puteţi sări peste acest paragraf!
Histereza - reprezintă pierderea de energie în anvelopă prin deformarea acesteia când alunecă peste materialul căii de rulare. Cu alte cuvinte, alunecarea cauciucului pe o suprafaţă rugoasă produce deformarea acestuia în punctele de contact cu asperiţătile. O forţă verticală pe anvelopă are ca efect penetrarea asperitatilor în cauciuc, acesta fiind obligat să se deformeze pentru a permite trecerea asperităţilor prin cauciuc. Histereza este o măsurare dinamică a pierderilor de energie în compoziţia cauciucului, acest lucru relaţionând cu rezistenţa la rulare sau cu aderenţa anvelopei. Un compus 70sA are de obicei pierderea de energie mai mică, în timp ce un compus 40sA are un procent mare de pierdere de energie.

Am înţeles din secţiunile de mai sus că legătura dintre sol şi anvelopă se realizează prin intermediul căii de rulare, însă trebuie spus clar că la un moment stabilit N nu toată calea de rulare se află în contact cu solul, ci doar o porţiune a acesteia, porţiune numită amprentă sau chiar suprafaţă de contact.

Amprenta unei anvelope de 26", respectiv de 700

Amprenta anvelopei are un rol hotărâtor în comportamentul anvelopei. De regulă, când se proiectează o anvelopă trebuie făcut un compromis între două aspecte antagonice: aderenţa mărită (tracţiunea) vs. rezistenţa scăzută la rulare. Consider că e bine să dezvoltăm un pic aceste două aspecte, pentru a avea o idee mai clară asupra compromisului care se face. Încerc să le explic cât mai simplu, cu riscul de a face unele deformări faţă de realitate. Important e să înţelegeţi ideea de bază.
Aderenţa se referă la rezistenţa anvelopei împotriva derapajului sau a alunecării. În trei momente aderenţa este crucială: la frânare, la urcare, şi în viraje. Aderenţa unei anvelope este determinată tot de trei lucruri: presiunea de umflare, compoziţia cauciucului, şi modelul căii de rulare. În plus, este influenţată de tehnica ciclistului sau de prezenţa sau absenţa suspensiilor pe bicicletă.

Amprenta unei anvelope Michelin Wild Race'R. Tracţiunea este asigurată în special de calea centrală (roşu închis)

Rezistenţa la rulare este de fapt frecarea mecanică generată în timp ce anvelopa se învârte. În timp ce amprenta căii de rulare intra în contact cu drumul, se transformă de la forma sa normală curbată într-o formă plată (dată de drum), apoi revine la forma curbată în timp ce anvelopa se învărte mai departe. Deformarea cauciucului în acest proces este ceea ce cauzează frecare.

Acum că am văzut ce e cu aderenţa şi cu rezistenţa la înaintare, propun să revenim la calea de rulare şi să descoperim un alt aspect al acesteia care influenţează comportamentul anvelopei. Vom vorbi în continuare despre modelul căii de rulare. Acesta poate avea multe forme şi modele, în funcţie de aplicaţia pentru care a fost proiectată anvelopa. Astfel, putem avea de la modele netede/slick (în special pentru şosea) până la modele foarte cramponate (pentru off-road). Modelele slick sunt create în special pentru şosea pentru că pe drumuri asfaltate tracţiunea este influenţată aproape exclusiv de compoziţia anvelopei, nu de crampoane sau de dispunerea acestora. Încă o mică paranteză, care să demonteze o părere greşit împământată: din păcate, foarte multe persoane cred că o anvelopă slick este foarte alunecoasă, de aceea producătorii de anvelope propun pentru anvelopele slick mici modele pentru a preveni lipsa vânzărilor. Cea mai bună aderenţă pentru şosea o oferă o anvelopă perfect netedă! Şi ca să mai demontăm un mit, anvelopele de bicicletă nu acvaplanează în condiţii normale de folosire (dacă prin “normale” înţelegem viteze până la 200 km/h). Închidem paranteza.
Pentru aplicaţiile off-road, modelul căii de rulare influenţează în mod direct tracţiunea, pentru că transmite toate forţele de direcţie, frânare sau accelerare. Şi pentru că suntem pe un site preponderent mtb-ist, să descoperim câteva aspecte ale căii de rulare pentru cauciucurile cramponate.

Amprenta reală a unei anvelope MTB

Amplasarea şi înălţimea crampoanelor: Dacă vă uitaţi de sus în jos la suprafaţa de rulare a cauciucului vostru, veţi descoperi că designul benzii de rulare este format (pornind de la centru spre extremităţi) dintr-un un rând central de crampoane, apoi un rând de crampoane de tranziţie la stânga şi dreapta faţă de centru, şi în final un rând de crampoane la marginea anvelopei. La unele modele de anvelope (de obicei găsite pe bicicletele cu o cursă mai mare de 140mm), puteţi observa că rândul crampoanelor de tranziţie lipseşte şi că celelalte două rânduri (centrale şi extremităţile) sunt supradimensionate. Pentru aceste anvelope însă sunt necesare aptitudini ceva mai dezvoltate ale utilizatorului, acesta trebuind să fie mai agresiv pentru a suplini absenţa rândului intermediar.

Rândurile căii de rulare pt o anvelopă cramponată

Pentru suprafeţe uscate cele mai multe anvelope folosesc crampoane mai scunde, dar mai strâns aranjate.

Anvelope pentru suprafeţe uscate şi tari - crampoane scunde, dar dese

Pentru condiţii de noroi, cele mai multe anvelope folosesc crampoane mai înalte, cu spaţii mari deschise între ele.

Anvelope de noroi - observaţi crampoanele înalte şi spaţierea lor

Direcţia şi forma crampoanelor
Performanţa anvelopei depinde şi de acest aspect al direcţiei şi formei crampoanelor. Unele anvelope au o bandă de rulare asimetrică, de exemplu o cale de rulare din blocuri în forma literei "V", care pot fi orientate cu vârful "V"-ului spre înainte sau spre înapoi. Probabil vă puneţi întrebarea în ce fel ar trebui să fie aşezate? Ei bine, pentru cauciucurile de şosea e simplu, în orice mod, pentru că am văzut ceva mai sus că nu este influenţată performanţa pe drumuri asfaltate. Pentru off-road însă, e posibil să fie unele beneficii ce rezultă din orientarea căii de rulare. În mod ideal, ar trebui ca anvelopa de faţă să ofere tracţiune maximă înspre direcţia de frânare, în timp ce anvelopa de spate trebuie orientată spre producerea de tracţiune maximă pentru forţa de propulsie.

Maxxis Minion. Aceeaşi bază, dar efecte diferite, datorate direcţiei şi formei crampoanelor.

Probabil aţi observat că unele crampoane au pe ele nişte crestături. Aceste fante sau canale au rolul de a permite crampoanelor să se deformeze şi să se muleze mai bine pe teren, obţinându-se astfel o aderenţă mai bună. Acestea pot fi tăiate la adâncimi diferite, pentru a obţine efectul dorit, însă tăierea aceasta este o artă şi trebuie făcută calculat.

Tehnologia Adaptive Thread, pe o anvelopă Specialized Ground Control

Ne apropiem cu paşi repezi de finalul articolului, sper că v-aţi făcut o idee ceva mai clară despre anvelope şi importanţa alegerii lor. Înainte de a încheia, doresc să mai fac o precizare pe care o consider importantă şi de care m-am lovit într-un moment.

Probabil aţi observat şi voi că majoritatea bicicletelor vin din fabrică cu anvelope identice pe faţă şi spate. Pentru uz normal pare a fi în regulă, însă se pot face unele optimizări, pentru că anvelopele faţă şi spate au diferite tipuri de încărcătură şi cerinţe diferite. Se pot alege modele de anvelope diferite pentru faţă, respectiv spate, precum se pot alege lăţimi diferite pentru faţă sau spate. O idee foarte bună, reieşită din cursele BMX este folosirea unui cauciuc agresiv mai lat pe faţă şi a unuia mai neted şi ceva mai îngust pe spate.
Anvelopa de pe faţă, lată şi cramponată, va furniza atât de necesara aderenţă (un derapaj al roţii faţă duce aproape intotdeauna la accident), iar pentru mersul pe suprafeţe moi, cum ar fi nisipul, o anvelopă faţă mai lată este esenţială, pentru că dacă aceasta se scufundă te-ai împotmolit şi automat blocat.
Anvelopa de pe spate, mai netedă şi mai îngustă va avea o rezistenţă mai scăzută la rulare, deci o propulsie mai mare. Întrucât cea mai mare parte din greutate este plasată pe roata din spate, rezistenţa la rulare este mai importantă pe spate decât pe faţă. În cazul în care derapează roata din spate, în cel mai rău caz va trebui să cobori de pe bicicletă, asta dacă nu reuşeşti să o redresezi.


Concluzii şi paşi ulteriori

După cum puteţi vedea există o mulţime de considerente pe care trebuie să le luaţi în calcul atunci când alegeţi o anvelopă, dar nu vă lăsaţi copleşiţi. Vreți să aflați cum se comportă anvelopele în viaţa reală? Urmăriţi secţiunea de Recenzii de pe Forum şi aflaţi informaţiile de la utilizatori ca voi.

La final, o poză cu un Domn ce se dădea cu ce anvelope găsea. Ştiţi cine este personajul? Indiciu: era şi skateboarder.

Cine eşti tu oare ???

Over and out!
Robert