טור דה פרנס 2003, יום שבת ה-26 ליולי. הפער בין המוביל, לאנס ארמסטרונג, לניצב במקום שני, יאן אולריך, עומד על 1:05. הקטע הוא מרוץ נגד השעון למרחק של 49 ק“מ וגשם יורד לאורך כל המסלול. בקטע הנג“ש הקודם בטור למרחק של 47 ק”מ, 8 ימים קודם, יאן השיג את לאנס ב-1:36. כולם במתח, האם יתכן ובסוף היום נראה את יאן אולריך לובש את החולצה הצהובה
ומונע מלאנס את הזכייה החמישית ברציפות הטור? 10 ק“מ לסיום יאן אולריך מחליק בסיבוב ואתו כל תקוותיו לזכות בטור. לאנס עובר את אותו סיבוב לאט וממשיך משם לסיום בזהירות ובבטחה לעוד ניצחון בטור, החמישי ברציפות. לאחר מכן הסתבר שלאנס רכב את הקטע לפני המירוץ חזר וביקש מהמכונאי שלו להחליף את הצמיגים לצרים יותר ולהוריד את הלחץ. נשאלת השאלה מדוע? כדי להבין את התשובה נכנס לנושאים חשובים ביותר: בחירת צמיגים, לחץ הניפוח, ולעוד נושא הנקרא Hydroplane שיש רוכבים רבים שחושבים שהוא קשור לאופניים – אבל הוא לא…(על כך בהמשך).
מה זו התנגדות גלגול ואיך נובעת ממנו האחיזה?
כשהצמיג בא במגע עם הכביש הוא נהייה פחוס ואנרגיה נאגרת בתוכו. כשהגלגל ממשיך להתגלגל והצמיג מנתק מגע עם הכביש, אותה אנרגיה משתחררת בעת חזרת הצמיג לצורתו המקורית, אלא שלא כל האנרגיה חוזרת כי חלק ממנה הפך לחום כתוצאה מחיכוך. חיכוך הנוצר בין הכביש לצמיג, בין הגומי לסיבי המעטפת ובין המעטפת לפנימית. אותה אנרגיה שנעלמה בצורה של חום היא אותה התנגדות גלגול מדוברת.
כיצד כל זה משפיע על אחיזה? נתחיל מהפנים החוצה. פנימיות לייטקס הן לא רק קלות מאוד אלא גם גמישות מאוד ונצמדת ביתר קלות למעטפת הצמיג. המעטפת בנויה מסיבים, ככל שהסיבים דקים יותר כך הם גמישים יותר וצפופים יותר. צפיפות הסיבים יוצרת שטח מגע קטן יותר עם הגומי מצד אחד ועם הפנימית מצד שני. גומי גמיש משפר אחיזה כי הוא מקבל את צורת פני הכביש בקלות רבה יותר וכך להאחז בו. ככל שהגמישות של כל חלקי הצמיג עולה התנגדות הגלגול נמוכה יותר מכיוון שהחיכוך בין חלקי הצמיג נמוך יותר. אותה גמישות נהדרת תורמת רבות לאחיזת הכביש ואיכות הרכיבה. גמישות כל הרכיבים והגומי בפרט מאפשרת לצמיג להשתנות ולהיאחז ביתר קלות בכביש. כך למעשה אנו משיגים אחיזת כביש משופרת וזאת בלי לפגוע בהתנגדות הגלגל. הגמישות זו גם מקנה לנו איכות רכיבה נהדרת מכיוון שהצמיג שהוא למעשה רכיב פנאומטי המשנה את צורתו מהר יותר ובקלות רבה יותר וכך בולם טוב יותר את זעזועי הכביש.
זה אולי המקום לציין שצמיג חלק מקנה אחיזה לא פחות טובה ויש שיאמרו אפילו טובה יותר מצמיג לא חלק. פני הכביש, ואפילו החלק ביותר, אינם חלקים. רחוק מזה. הגומי שעל הצמיג משנה את צורתו ומתאים עצמו לפני השטח עליו הוא עובר וכך נאחז בו טוב יותר.
איך משפיע רוחב הצמיג על האחיזה?
נושא חשוב נוסף הוא רוחב הצמיג, לחץ ניפוח והתנגדות גלגל. צמיג רחב יותר יהיה בעל התנגדות גלגול קטנה יותר בהינתן לחץ אויר זהה. אם מנפחים צמיג ל-PSI 120 ומעמיסים עליו 120 פאונד, שטח המגע של הצמיג עם הכביש הוא 1 אינצ‘ רבוע– זו משמעות המונח Pound per Square Inch קרי PSI.
כשהצמיג רחב יותר חלק קטן יותר מהיקף הצמיג נהייה פחוס וגם עומק הפחיסה הוא נמוך יותר. כתוצאה מכך יש פחות חיכוך בין חלקי הצמיג, הפנימית והכביש ומכאן נוצרת פחות התנגדות גלגול.בשירטוט המצורף ניתן לראות מבט צד על שטח המגע של הצמיג עם הכביש בהנתן אותו לחץ ועומס. השטח האדום הוא החלק היחסי של הצמיג שנפחס. הקווים הכחולים מראים את עומק הפחיסה.
יש לזכור שאם מנפחים שני צמיגים בעלי רוחב שונה לאותו לחץ אז צמיג אחד יהיה בלחץ הנכון בעוד השני יהיה או בלחץ גבוהה מידי או בלחץ נמוך מידי. צמיגים ברוחב שונה דורשים לחץ אויר שונה. אפשר לבוא ולשאול אז, למה אנו לא רוכבים עם צמיגים רחבים יותר? כאן יש לזכור את נושא האוירודינמיות. זו הסיבה שלרוב נמצא צמיג צר יותר על הגלגל הקדמי. לגבי הגלגל האחורי לרוב יש את מגבלת השלדה ויכולת החישוק להחזיק צמיג רחב.
חזרה אל אח שלנו, לאנס
מה הוא ביקש מהמכונאי שלו? לאנס למעשה ביקש מהמכונאי שלו שיגדיל את שטח המגע של הצמיג עם הכביש כדי לקבל יותר אחיזה. החלקה משמעותה איבוד זמן רב הרבה יותר מאשר איבוד הזמן כתוצאה של התנגדות גלגול גבוהה יותר. כיום לכל חברה יש צמיגים המיועדים “לכל העונות“. אלו צמיגים יותר עמידים מצמיגי תחרות או צמיגים לעונת יבשות מכיוון שבחורף אנו חשופים יותר למפגעים על הכביש והסיכוי לפנצ‘רים עולה. לרוב צמיגים אלו יהיו גירסה מעודכנת של צמיג אחר קל יותר ומהיר יותר עם תוספת של שיכבת הגנה או יותר. רוכבים רבים משתשים בצמיגים אלו לכל השנה ובאמת משתמשים בהם כצמיגי “כל העונות“. אני אישית מעדיף להחליף צמיגים בעונות היבשות.
ועוד מיתוס שראוי לשבור: צמיגי אופניים ו Hydroplane
כפי שכתבתי בהתחלה, אין לתופעה הזו כל קשר לאופניים, לפחות לא במהירויות שאנו רוכבים בהן, אני אתעכב רגע על התופעה כדי להסביר למה היא לא קשורה לאופניים ולמה צמיגי אופניים לא צריכים כל חירוץ ועדיף שיהיו חלקים!
Hydroplane הוא תופעה שנובעת ממהירות סיבוב הגלגל, לחץ האויר בו ושטח הפנים. תופעה זה נפוצה יותר במכוניות ובמטוסים נוחתים: בעת נסיעה נוצרת שכבת מים בין הצמיג לכביש. ככל שהגלגל מסתובב מהר יותר למים הנצמדים אליו יש פחות סיכוי לברוח והם נאספים תחתיו ומייצרים שכבה מסוכנת שמפחיתה את אחיזת הכביש של הרכב שסובל ממנה:
זו הסיבה שיש לצמיגי רכב ומטוסים חריצים: כדי לפנות את המים שמצטברים מתחת לצמיג בהידרופליין. אגבף ככל שלחץ האויר בצמיג נמוך יותר דרושה מהירות נסיעה נמוכה יותר כדי להגיע ל-Hydroplane. אתם חושבים שזה רלבנטי לאופניים? אם כן שימו לב: באופניים, כשהגלגל מנופח ל-100 PSI יש לרכב במהירות של 167 קמ”ש כדי להגיע למצב של Hydroplane! מתי פעם אחרונה ביליתם במהירות כזו על האופניים שלכם? (אגב, במכונית עם 40 PSI יש לנסוע במהירות 105 קמ”ש)
לצמיגי מכוניות יש שטח פנים מלבני מסיבות אלו לצמיגי רכב יש חריצים, לעזור בפינוי המים. נכון שבתנאי רטיבות נפגמת האחיזה, אבל זה מפני שפני השטח חלקים והאחיזה בהם פחות טובה. כל הדוגמאות שאנו רואים על צמיגי כביש שלהם יש שטח פנים אליפטי
נועדו לקדם מכירות הרבה יותר מאשר לשפר אחיזה. צמיג חלק הוא צמיג בעל אחיזת כביש טובה יותר מצמיג מחורץ. גם בתנאי רטיבות.
מאת: ירנין פלד