Jakie są zalety lub wady różnych stylów szprych

Tak, są różne rodzaje szprych, jak już wyjaśniono. Istnieją również różne sposoby “sznurowania” szprych i różne liczą się szprychy.

Przy wyborze systemu sznurowania szprych istnieje sześć podstawowych założeń:

1. Wytrzymałość

2. Elastyczność

3. Wytrzymałość na moment obrotowy

4. Odporność na powietrze

5. Waga

6. Wygląd/seksualność/stałość wydatków

Wytrzymałość zależy od liczby szprych, sposobu ich ułożenia oraz sposobu ich połączenia z piastą i obręczą. Jeśli spojrzysz na normalne koło “trójkąta”, szprycha wychodzi z piasty pod kątem prawie stycznym do obwodu piasty. W ten sposób nacisk na piastę jest zminimalizowany. Sznurowanie “czterokrzyżowe” (powszechnie spotykane w ciężkich rowerach turystycznych) jest lepsze i powoduje, że szprycha jest naprawdę styczna do obwodu piasty (plus zwiększona długość szprychy daje koło bardziej “sprężyste”).

Rzadko widzisz “dwa krzyże” i prawdopodobnie nigdy nie widzisz “jednego krzyżyka”, ale sznurowanie “promieniowe” (gdzie szprychy pozostawiają piastę pod kątem prostym do obwodu) staje się dość powszechne, szczególnie w przednich piastach rowerów “górskich” lub “krzyżowych”. Sznurowanie radialne powoduje znaczne obciążenie konwencjonalnej piasty, a w przypadku kół z radialnym sznurowaniem szprychy często są odwrócone, a sutki na końcu piasty, ponieważ piasta musi być przeprojektowana, aby wytrzymać obciążenie. Dodatkowo, zarówno dlatego, że promieniowo lakierowane koło jest tak sztywne, jak i dlatego, że zazwyczaj koła promieniowe mają niskie szprychy, naprężenie na feldze jest większe, tak że sutki byłyby w stanie wytrzymać naprężenia. Tak więc czasami widzisz wygięty koniec (odwrócony) szprychy zaangażowany w szczelinę w feldze lub coś takiego.

Zauważ, że chociaż koła z radialnym lakierem są sztywniejsze w stosunku do sił promieniowych na kole, nie wytrzymują bardzo dobrze momentu obrotowego - gdyby tylne koło było radialnie spięte, moment obrotowy układu napędowego spowodowałby skręcenie koła w coś w rodzaju spirali, utrudniając przeniesienie mocy na obwód koła. Podobnie, gdyby zastosowano hamulce tarczowe na radialnym przednim kole, koło to skręciłoby się bardzo mocno, gdyby zastosowano hamulce tarczowe.

[Należy jednak zauważyć, że niektórzy ludzie lubią koronować swoje tylne koło wzorem krzyżowym z jednej strony i promieniowymi szprychami z drugiej. Zapewnia to niezbędną sztywność skrętną, pozwalając jednocześnie na to, aby połowa koła była radialna, ale nie jest jasne, czy istnieje jakakolwiek realna zaleta tego schematu.]

Opór powietrza zwiększa się oczywiście wraz z liczbą szprych, na co wpływa również profil szprychy. Chociaż opór powietrza jest ważny dla profesjonalistów, ponieważ górna część koła porusza się do przodu z dwukrotnie większą prędkością niż rower, prawdopodobnie można bezpiecznie powiedzieć, że opór powietrza spowodowany szprychami na standardowym 32-ramiennym kole trójramiennym nie zostałby zauważony przez większość przeciętnych rowerzystów, nawet przy dość dużych prędkościach.

Koło o niskim oporze powietrza to oczywiście koło tarczowe, a istnieją inne egzotyczne konstrukcje z 1, 2 lub 3 szerokimi, płaskimi “szprychami” wykonanymi z kompozytów o wysokiej wytrzymałości, połączonych z obręczą i piastą. Ale ogólnie rzecz biorąc, koła tarczowe są widoczne tylko na tylnych kołach, ponieważ tarcza staje się latawcem, jeśli dojdzie do skrzyżowania z wiatrem, jak w przypadku przedniego koła.

Waga jest zredukowana poprzez zastosowanie bardziej egzotycznych materiałów (szczególnie dla obręczy), oraz poprzez zmniejszenie liczby szprych. Im bardziej egzotyczna jest felga, tym bardziej intrygująca jest konstrukcja obręczy, która nawiązuje do schematu mówienia. Pewna niewielka redukcja wagi jest również możliwa poprzez zmniejszenie “krzyża” mówienia (i tym samym zmniejszenie długości szprych).

I, oczywiście, płci. Wiele z powyższych schematów (w szczególności takie rzeczy jak niski poziom literowania radialnego przedniego koła z odwróconymi szprychami) mają niewielkie praktyczne korzyści dla przeciętnego rowerzysty, zwiększają koszty i zmniejszają niezawodność. (Słyszałeś kiedyś, jak jeździ jedna z tych fantazyjnych szprych o dużym naprężeniu? Brzmi jak wystrzał z pistoletu. A jeśli się złamie, prawdopodobnie będziesz martwy w wodzie, dopóki nie dotrzesz do sklepu rowerowego, podczas gdy przy standardowym kole trójramiennym z 32-ramiennymi ramionami można zwykle “kuleć do domu”, jeśli naprawa przydrożna nie jest możliwa).

Od Sheldon Brown :

Rękojeści z podwójnymi szprychami są grubsze na końcach niż w środku. Najpopularniejsze średnice to 2,0/1,8/2,0 mm (znane również jako średnica 14/15) i 1,8/1,6/1,8 (średnica 15/16).

Szprychy dwupunktowe nie tylko zmniejszają wagę. Grube końcówki sprawiają, że są one tak samo wytrzymałe w obszarach silnie naprężonych, jak szprychy proste o tej samej grubości, ale cieńsze środkowe odcinki sprawiają, że szprychy są bardziej sprężyste, co pozwala im rozciągnąć (tymczasowo) więcej niż grubsze szprychy.

W rezultacie, gdy koło poddawane jest ostrym naprężeniom miejscowym, najsilniej naprężone szprychy mogą wydłużyć się na tyle, że część naprężeń zostanie przeniesiona na sąsiednie szprychy. Jest to szczególnie pożądane, gdy czynnikiem ograniczającym jest to, jak duże naprężenia może wytrzymać felga bez pęknięć wokół otworów na szprychy.

Szprychy trzypunktowe, takie jak DT Alpine III, są najlepszym wyborem, gdy trwałość i niezawodność jest głównym celem, tak jak w przypadku tandemów i rowerów do obciążonej jazdy turystycznej. Mają one wspólne zalety szprych jedno- i dwupunktowych. Na przykład DT Alpine III ma 2,34 mm (13 rozstawu) na główce, 1,8 mm (15 rozstawu) na środku i 2,0 mm (14 rozstawu) na końcu gwintowanym.

Szprychy jedno- i trzypunktowe rozwiązują jeden z wielkich problemów związanych z konstrukcją koła: Ponieważ w szprychach używa się walcowanych, a nie ciętych gwintów, średnica zewnętrzna gwintu jest większa niż średnica podstawowa drutu szprychowego. Ponieważ otwory w kołnierzu piasty muszą być na tyle duże, aby gwinty mogły się zmieścić, otwory z kolei są większe niż wymaga tego drut. Jest to niepożądane, ponieważ ścisłe dopasowanie średnicy szprychy na kolanku do średnicy otworu w kołnierzu ma kluczowe znaczenie dla odporności na pęknięcia związane ze zmęczeniem materiału.

Ponieważ jedno- i trzypunktowe szprychy są grubsze w główce niż na końcu gwintu, mogą być one stosowane w piastach, które mają otwory na tyle duże, aby przejść przez gruby drut w główce.

Szprychy zero (eliptyczne) to odmiana szprych dwuzakleszczowych, w których cienka część jest zamieniona na eliptyczny przekrój poprzeczny, dzięki czemu szprychy te są nieco bardziej ærodynamiczne niż szprychy o przekroju okrągłym. Najszerzej dostępnymi szprychami tego typu są szprychy Wheelsmith Æro. Mają one wymiary 2,2 x 1,8 mm na końcach, a środkowe odpowiadają szerokości 16, ale mają postać elipsy 1,8 x 1,2 mm. Wheelsmith Æro to moje ulubione szprychy do zastosowań o wysokich osiągach, nie tylko ze względu na wszelkie zalety ærodynamiczne, ale również dlatego, że płaska część środkowa zapewnia doskonały wskaźnik wizualny, który pomaga konstruktorowi koła wyeliminować wszelkie pozostałości skręcenia szprychy. Pomaga to w zbudowaniu koła, które pozostanie prawdziwe.

**Rapy z łopatkami mają bardziej wyrazisty aerodynamiczny kształt, płaski, a nie eliptyczny. Chociaż są najbardziej aerodynamiczne spośród szprych, zazwyczaj nie mieszczą się w otworach w standardowej piaście, ponieważ są zbyt szerokie. Aby użyć “łopatek”, piasta musi być nacięta pilnikiem. Wycięcia w otworach mogą osłabić kołnierz i zazwyczaj powodują utratę gwarancji na piastę. Jest to również duży kłopot.

Teoretycznie szprychy “aerodynamiczne” powinny być bardziej aerodynamiczne, jednak jeśli myślimy o obciążeniu szprychy, to byłaby ona bardziej sztywna w kierunku, w którym obraca się koło, ponieważ jest grubsza i ma więcej zgięć prostopadłych do tego, ponieważ szprycha jest cienka lub płaska z boku.

Mam podwójne szprychy na moim rowerze górskim do biegów przełajowych i ścigałem się na nich przez lata, nie naruszając kół i oszczędzając niewielką ilość masy na szprychę, ale w miejscu, w którym szprycha nie jest mocno obciążona, więc zachowuje większość swojej siły. Szczególnie dobry dla lżejszych rowerzystów na rowerach z pełną amortyzacją, gdzie koła nie będą narażone na tak silne uderzenia.

Wiąże się to z aerodynamiką, niezawodnością i kosztami.

Koło z wieloma lekkimi szprychami będzie niezawodne i pozostanie stosunkowo zwrotne nawet w przypadku pęknięcia jednej szprychy. Ale wszystkie te szprychy są jak ubijacz jaj na wietrze: nie aerodynamiczne. Tak więc takie koła są używane głównie przez cięższych jeźdźców lub w trasie, gdzie wytrzymałość przewyższa prędkość.

Koło z mniejszą ilością szprych jest bardziej obciążone i nie toleruje złamania żadnej z nich. Ponadto, aby zrekompensować sobie niższą liczbę szprych i, ponieważ celem zmniejszenia liczby szprych jest poprawa aerodynamiki, koła te mają zazwyczaj obręcze o głębokim przekroju poprzecznym z łezkami. Zwiększają one wytrzymałość koła (kosztem ciężaru) i poprawiają jego aerodynamikę poprzez zastąpienie najszybciej poruszających się części szprych (w końcówkach) solidną obręcz o aerodynamicznym kształcie.

Koło trójramienne lub tarczowe to kolejny logiczny krok. Są one znacznie droższe w produkcji, a tarcze szczególnie problematyczne w przypadku wiatru poprzecznego. Zwykle są też ciężkie, co czyni je nieodpowiednimi do niektórych rodzajów wyścigów, ale nie tyle triathlonów, w których chodzi o stały wysiłek.

Szprychy łopatkowe są nieco bardziej aerodynamiczne niż okrągłe. Na bardzo wysokim poziomie znajdują się koła, na których zamiast stalowych szprych stosuje się fettucynowe paski włókna węglowego - mogą one kosztować tyle, ile sam rower jest bardzo ładny.