Sempit atau lebar? Tekanan tinggi atau tekanan rendah? Bak atau penentu? Kami menyelidiki komplikasi terkait pilihan ban
Menindaklanjuti dari pengujian kami: Apakah ban yang lebih lebar benar-benar lebih cepat? Kami memutuskan untuk melanjutkan penyelidikan kami terhadap komplikasi pilihan ban.
Salah satu lompatan terbesar dalam teknologi bersepeda datang dari sumber yang tidak terduga: seorang ahli bedah hewan Skotlandia bernama John Boyd Dunlop. Pada tahun 1888, dalam keberangkatan yang signifikan dari pekerjaan sehari-harinya, Dunlop menciptakan ban pneumatik pertama dalam upaya untuk menyingkirkan putranya dari sakit kepala dan ketidaknyamanan yang telah mengganggu anak itu saat ia mengendarai sepeda roda tiganya yang solid di sekitar jalan berbatu Belfast yang bergelombang.
Maju cepat ke hari ini dan konsep dasarnya tidak berubah – ruang udara tertutup memberikan lapisan bantalan antara pengendara dan jalan – tetapi itu tidak berarti bahwa semua ban sama. Beberapa ban lebih cepat dari yang lain, tetapi perlu sedikit pemahaman tentang teknologi ban sebelum Anda dapat mencari yang terbaik untuk Anda.
Menolak istirahat
'Saat berkendara, pengendara sepeda harus menghadapi berbagai jenis hambatan: hambatan udara, berat (jika akselerasi atau pengereman) dan hambatan gelinding ban, yang merupakan kehilangan energi karena ban menggelinding ke depan, ' kata pengembang ban jalan Michelin, Nicolas Cret. “Kami mengukur tahanan gelinding dengan parameter tetap seperti tekanan yang diatur, kecepatan konstan, beban, dan suhu. Mesin pengukur biasanya terdiri dari drum, yang harus sebesar mungkin untuk mensimulasikan tanah datar. Ban diputar pada kecepatan/beban/tekanan tertentu selama sesi pemanasan, dan kemudian kita akan menghentikan tenaga tromol dan mengukur jarak hingga ban berhenti menggelinding. Semakin jauh jaraknya, semakin rendah rolling resistancenya.’
Dalam istilah dasarnya, tahanan gelinding adalah gaya yang bekerja melawan gerak maju ban yang menggelinding di permukaan. Dalam istilah praktis, bersama dengan faktor-faktor seperti hambatan udara, gaya resistif ini berarti bahwa ketika Anda melakukan freewheeling di permukaan yang datar, Anda akhirnya akan berhenti. Tetapi karena energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, hanya berubah, kemana perginya energi yang mendorong kita ke depan?
'Resistensi rolling pada ban adalah energi yang dikonsumsi untuk mengatasi deformasi ban, ' kata Wolf VormWalde, manajer produk ban di Specialized. 'Ketika ban berada di bawah beban, itu berubah bentuk, dan untuk mengubah bentuk material membutuhkan kekuatan. Saat ban menggelinding, deformasi terus berlanjut saat tapak ban dan dinding samping melewati bidang kontak [tempat ban bertemu dengan permukaan jalan] saat roda berputar. Oleh karena itu ban tertekan dan berubah bentuk saat masuk ke bidang kontak dan rileks saat keluar dari bidang kontak. Namun tidak seperti pegas yang sempurna, ban tidak mengembalikan energi yang dimasukkan ke dalamnya saat berubah bentuk.’
Amati apa yang terjadi pada ban sepeda stasioner di bawah beban pengendara dan Anda akan memahami apa arti VormWalde. Ban di bawah beban pengendara akan menonjol keluar di dinding samping dan tapak akan rata agar sesuai dengan bentuk permukaan di bawahnya. Ketika sepeda sedang bergerak dan ban berputar, proses ini terjadi berulang-ulang pada titik di mana ban bertemu dengan permukaan jalan. Di dunia yang ideal, ban akan 'memberikan sebaik yang didapatnya', memantul dari permukaan jalan dengan kekuatan sebanyak yang masuk untuk menekannya ke permukaan jalan di tempat pertama, dan karenanya energi yang dimasukkan ke dalam gerakan maju akan menjadi dilestarikan. Sayangnya, kompon karet pada ban bersifat 'viskoelastis', yang berarti bahwa ketika mereka berubah bentuk di bawah beban, molekul-molekul dalam rantai polimer kompon akan mengatur ulang diri mereka sendiri, dan dengan demikian, saling bergesekan. Gesekan internal ini menciptakan panas, yang sayangnya merupakan produk sampingan yang tidak berguna dalam upaya mendorong sepeda Anda ke depan. Rasakan ban belakang Anda setelah satu jam menggunakan turbo trainer dan Anda akan segera mendapatkan gambarannya.
Deformasi ban inilah yang menjadi kunci ketahanan gelindingnya dan karenanya 'kecepatannya'. Ada berbagai cara yang dapat Anda lakukan untuk mempengaruhi deformasi ban, salah satunya adalah dengan memvariasikan tekanan udara yang Anda pompa ke dalamnya.
Deformasi karakter
Jika semakin banyak ban berubah bentuk, semakin besar hambatan gelindingnya, tentu yang harus Anda lakukan hanyalah memompa ban ke tekanan setinggi mungkin, sehingga tidak mungkin berubah bentuk, dan kehilangan energi melalui hambatan gelinding akan diminimalkan? Kebenarannya – seperti biasa – sedikit lebih rumit.
Christian Wurmbäck, manajer produk di Continental, mengatakan, 'Meningkatkan tekanan pada ban akan menurunkan tahanan gelinding, tetapi hanya sampai titik tertentu. Sebagai contoh, jika Anda mengambil ban 23mm dan meningkatkan tekanan dari 85psi menjadi 115psi, Anda akan memiliki tahanan gelinding yang lebih sedikit. Tetapi jika Anda menggunakan ban yang sama dan meningkatkan tekanan dari 115psi menjadi 140psi, hampir tidak ada perbedaan.’
VormWalde dari Specialized setuju: 'Pada permukaan yang sangat halus, tekanan yang lebih tinggi selalu lebih cepat. Tapi efek ini berkurang di jalan nyata, sehingga kami katakan pada 130psi Anda memompa ban sampai mati [yaitu, tidak bisa lebih kaku lagi]. Yang penting untuk diingat adalah hubungan antara ban dan jalan adalah simbiosis, dan jalan tidak pernah mulus sempurna.
'Anda tidak ingin ban terlalu keras sehingga ketika Anda berguling di jalan, ban tidak dapat menyerap frekuensi permukaan. Lebih efisien bagi ban untuk menyerap kekasaran dan gundukan daripada meneruskan amplitudo ini ke motor dan pengendara. Mengangkat sepeda dan pengendara akan selalu mengkonsumsi lebih banyak energi daripada menekan ban ke bawah. Itulah salah satu alasan mengapa Anda melihat pengendara cyclocross dan sepeda gunung berlari dengan tekanan rendah, ' tambahnya.
Dia ada benarnya. Karena alih-alih membiarkan bagian yang bergelombang untuk meluncurkannya ke udara, pembalap sepeda gunung yang berpengalaman akan mencoba untuk menjaga tubuhnya pada bidang datar, menggunakan lengan dan kakinya untuk menyerap semua gundukan yang disajikan medan. Dalam istilah awam, jika Anda ingin maju secara horizontal, Anda tidak perlu membuang energi untuk naik dan turun secara vertikal.
Triknya adalah menentukan tekanan ban terbaik untuk jalan yang Anda lalui – sesuatu yang mungkin memerlukan sedikit percobaan dan kesalahan. Dan kemudian Anda harus bertanya pada diri sendiri apakah Anda menggunakan ban dengan lebar yang tepat.
Masalah ukuran kecil
Di masa lalu, para pembalap menganggap ban yang lebih tipis lebih baik, dengan sebagian besar roda pro dibalut dengan ban dengan lebar 21mm hingga 18mm yang sangat kecil. Seiring waktu, pengendara mungkin menempatkan lebih banyak stok dalam kenyamanan dan mengurangi kecepatan yang mematikan, sehingga ban 23mm telah menjadi standar sepeda jalan.
Namun, manajer produk Schwalbe Marcus Hachmeyer mengatakan studi tentang perilaku ban telah menemukan beberapa hal yang agak mengejutkan: 'Jika Anda membandingkan ban dengan lebar yang berbeda tetapi spesifikasi yang sama – senyawa yang sama, profil bulat yang sama, tekanan inflasi yang sama – dapat dikatakan dalam hal rolling resistance: semakin lebar semakin cepat!'
Kedengarannya berlawanan dengan intuisi – bagaimanapun juga, sepeda jalan raya jauh lebih cepat daripada sepeda touring atau sepeda gunung – tetapi analisis tambalan kontak ban telah membantu desainer seperti Hachmeyer mengatasi kepercayaan populer bahwa 'lebih sempit sama dengan lebih cepat'.
‘Ban yang lebih lebar lebih cepat, ' gema Wurmbäck di Continental. 'A 24mm menggelinding lebih cepat dari 23mm, tetapi ban 25mm menggelinding lebih cepat dari itu. Faktanya, ban GP4000s kami sekitar 7% lebih cepat dalam versi 25mm daripada versi 23mm.’
Alasannya kembali ke masalah deformasi ini. Meskipun pada tekanan yang sama baik ban lebar maupun ban sempit memiliki area kontak patch yang sama, bentuk yang tepat dari masing-masing kontak patch akan berbeda. Pada ban yang lebih sempit tambalan ini akan lebih tipis tetapi lebih panjang, membentuk bentuk oval ramping di sepanjang bagian bawah ban, sedangkan untuk ban yang lebih lebar bentuk tambalan kontak akan lebih melingkar, karena ban lebih rata di sepanjang lebarnya.. Hasilnya adalah ban yang lebih tipis lebih ramping, bidang kontak yang lebih panjang mendorong lebih banyak deformasi ban – khususnya dinding samping – daripada ban yang lebih lebar. Dan seperti yang sudah kita dengar, semakin ban berubah bentuk, semakin banyak energi yang dikonsumsi dengan mengubah bentuknya. Tetapi jika ini masalahnya, bukankah kita semua harus mengendarai 28mm?
Kasus melawan
'Meskipun ban 28mm akan lebih cepat dari versi 23mm dalam hal ketahanan gelinding, berat 28mm akan lebih tinggi dari 23mm karena ukuran yang lebih besar berarti lebih banyak material. Ini kemungkinan akan menciptakan perbedaan nyata dalam hal inersia, dan itu akan berpengaruh selama fase akselerasi atau deselerasi, ' jelas Nicolas Cret dari Michelin.‘Sifat aerodinamis juga akan berubah dari ban 23mm menjadi 28mm.’
Jika didorong, apa yang akan dipilih para ahli? “Kami telah menemukan bahwa 24mm adalah kompromi yang ideal dalam rolling resistance, aerodinamis, dan bobot,” kata VormWalde dari Specialized. Namun Ken Avery dari penjaga tua Italia Vittoria tidak setuju: ‘Lebih [lebar] tidak selalu lebih baik. Moderasi adalah kuncinya. Setelah Anda melewati 26mm, keuntungan halus dalam rolling resistance mulai menghilang. Rumusnya terlempar, sehingga untuk berbicara. Juga, ini mengasumsikan bahwa semua ban memiliki profil yang konsisten, padahal tidak. Seringkali ketebalan tapak [dalam penampang] membuat ban lebih runcing daripada bulat, sehingga ban 24mm dari satu pabrikan mungkin lebih cepat atau lebih lambat dalam skenario tertentu daripada ban 23 atau 25mm.’
Untuk memperumit masalah lebih lanjut, di atas pilihan tentang tekanan ban dan lebar datang pertimbangan tentang kekenyalan ban.
Apa yang ada di bawah
Jika deformasi menyebabkan hilangnya energi dari panas, maka ban yang lebih lentur akan membutuhkan lebih sedikit energi untuk berubah bentuk dengan cara tertentu daripada ban yang karkasnya lebih kaku. Di bawah kompon karet tapak ban terdapat ribuan serat yang dijalin dengan erat. Tergantung pada bannya, karkas lapis ini dapat berisi sebanyak 320 benang per inci (tpi), semuanya merupakan kapas yang sangat halus, atau mungkin sedikitnya 60, terbuat dari nilon yang jelas lebih tebal. Hasilnya, katakanlah pabrikan seperti Vittoria dan Challenge, adalah bahwa semakin tinggi jumlah ulir, semakin lentur ban, dan karenanya semakin mudah berubah bentuk, dan dengan demikian semakin rendah tahanan gelindingnya.
‘Semakin besar jumlah TPI, semakin fleksibel ban, ' kata Simona Brauns-Nicol dari Challenge. ‘Seiring waktu, pemasok telah mengirimkan benang berkualitas lebih tinggi dan lebih tinggi yang memungkinkan produsen ban beralih dari tenunan maksimal 280/300tpi menjadi 320tpi. Semakin lentur dan fleksibel casingnya, semakin nyaman dan, yang terpenting, semakin melekat pada jalan, sehingga mencapai kecepatan tertinggi.' Namun, di dunia ban tidak ada yang sederhana, dan lebih banyak ulir tidak otomatis berarti ban yang lebih cepat.
VormWalde di Specialized mengatakan, 'Ban 60tpi dengan kompon casing yang bagus bisa secepat ban 100tpi. Bahannya juga penting – beberapa selubung polycotton cepat tapi itu bukan karena jumlah benang, itu karena impregnasi lateks yang membuatnya sangat elastis. Jumlah ulir yang tinggi tidak selalu berarti ban yang lebih cepat.’
Jika ban yang lebih lentur berarti tahanan gelinding yang lebih baik, maka hal yang sama juga berlaku untuk ban dalam. “Pengendaraan yang lebih lentur dan tahan tusukan dapat dicapai dengan menggunakan tabung lateks alih-alih ban dalam butil,” kata Simona Brauns-Nicol di Challenge. 'Kami dapat dipompa menjadi sekitar 300 kali volume aslinya. Lateks kuat dan elastis pada saat yang sama, dan tidak mudah bocor, karena elastisitas berarti tabung lateks cenderung mengelilingi benda asing.’
Selain menjadi bahan yang lebih lentur, lateks juga lebih ringan – sehingga akan mengungguli tabung butil dalam hal ketahanan gelinding. Namun, kekenyalan ini membutuhkan biaya: lateks lebih keropos daripada butil, yang berarti udara akan bocor keluar dari waktu ke waktu.
Orang-orang seperti Specialized dan Challenge kemungkinan akan terus berdebat tentang tabung lateks, jumlah benang, dan casing selama berhari-hari (tidak mengherankan bahwa Challenge bangga memproduksi ban dengan jumlah benang setinggi 320tpi, sementara Specialized tampaknya puas dengan menghasilkan maksimum 220tpi), tetapi sudut pandang mereka yang berlawanan menyoroti inti dari masalah 'ban cepat' ini: tidak ada jawaban yang pasti. Tentu, ada parameter dasar – ukuran, tekanan, kekenyalan – tetapi hal-hal seperti itu terkait erat satu sama lain dan pertanyaan tentang rolling resistance, aerodinamis, dan inersia sehingga tidak ada gunanya fokus hanya pada satu aspek dengan mengorbankan yang lain.
Seperti yang dikatakan Cret di Michelin, 'Merancang ban harus dilihat sebagai upaya untuk meningkatkan banyak area performa yang berkonflik pada saat yang bersamaan. Ban selalu merupakan kompromi kinerja. Apa itu ban cepat? Yah, itu tergantung pada apa yang Anda maksud dengan cepat.’
Dan akhirnya…berendam atau tidak?
Selama bertahun-tahun tubular telah disebut-sebut sebagai ban terbaik yang bisa didapatkan oleh pengendara yang serius, dengan pendukung mengklaim satu-satunya alasan untuk tidak mengendarainya setiap hari adalah karena ketidaknyamanan dan biaya bocor. Namun, ada beberapa perusahaan di luar sana yang bersedia mengganggu applecart khusus ini.
'Clincher lebih cepat dari tabung, ' kata Wolf VormWalde dari Spesialis. 'Ini karena setengah dari ruang udara efektif adalah peleknya. Dinding samping pelek tidak berubah bentuk saat bergulir dan karenanya tidak mengkonsumsi energi. Anda pikir kami mendorong Tony Martin untuk menggunakan penentu untuk alasan komersial, bukan? Tidak! Mereka lebih cepat.’
Keterbangan di hadapan kebijaksanaan konvensional ini bukan hanya dari satu orang (walaupun satu di pusat perusahaan sepeda yang agak besar), tetapi itu adalah sentimen yang dimiliki oleh raksasa ban seperti Schwalbe dan Continental juga. Tetapi jika itu masalahnya, mengapa para profesional tidak mengendarai clinchers? Nah, kata Christian Wurmbäck dari Continental, itu tidak perlu dipikirkan lagi.
'Roda roda berbentuk tabung ringan tetapi, yang penting bagi pengendara profesional, ia memberikan kemampuan berlari datar. Jika terjadi flat kecepatan tinggi, tabung tetap berada di tepi karena lem, tidak seperti clincher, yang cenderung jatuh, membuat kecelakaan yang sangat buruk.’
