Реальная ощутимая выгода для керамических подшипников?

18

Есть ли реальная разница между ездой на керамических подшипниках и ездой на нержавеющей стали?

Как бы вы измерили это? Требуется ли указывать каждый подшипник в трансмиссии или каждый замененный комплект подшипников улучшит рабочие характеристики?

У кого-нибудь есть реальный опыт общения с ними?

Редактировать:

Я не знаю, имеет ли это значение на велосипеде, но я видел это сегодня. Если это свидетельствует о разнице в уровне сопротивления трения керамических предложений, то я в.

В видео:

Показанный левый шкив - Shimano DuraAce, средний - скорость Campagnolo Record 11. Все три шкива закреплены с моментом 5 Нм на болте оси. И все три три имеют, по крайней мере, 1 мм люфта на оси, поэтому нет дополнительного напряжения на подшипниках по сравнению с обычной установкой в ​​переключателе. Разница в движении составляет около 18 секунд. Это безумие.

zenbike
источник
Я бы только слышал о них. Эта страница превозносит некоторые из их (предполагаемых) достоинств: performancebearing.com .
Даниэль Р Хикс
Но по цене примерно $ 2,50 / мяч, ты действительно хочешь их.
Даниэль Р Хикс
Я смотрю на наборы www.ceramicspeed.com. Они заявляют о значительном улучшении долговечности, и настройка на дисплее, безусловно, подтверждает заявления об улучшениях с точки зрения трения. Есть люди, которые говорят, что это снижение мощности на 5% при сохранении той же скорости и пульса (настолько близких, насколько их можно измерить). Это подразумевает большую скорость при том же усилии или меньшее усилие при том же скорость. Я заинтересован, даже при непристойных ценах, но только если я увижу разницу.
zenbike
2
Да, если они действительно могут уменьшить сопротивление качению достаточно, чтобы заметить, что это будет большим. Но имейте в виду, что сопротивление воздуха является гораздо большим фактором на любой «дорожной» скорости. Если вы используете их, я думаю, вы захотите сделать подшипники, несущие наибольший вес, сначала - возможно, заднее колесо, затем переднее, а затем нижний кронштейн.
Даниэль Р Хикс
Интересно, использовал ли их Лэнс Армстронг? 5% не следует игнорировать, если это правда.
Моав

Ответы:

20

Короткий ответ на ваш первый вопрос: «Экономия энергии при использовании керамических подшипников по сравнению с хорошими стальными подшипниками практически равна нулю». Краткий ответ на ваш второй вопрос: «Да, разницу можно измерить, но это нелегко». Чем дольше ответ, тем ниже поддержка.

Во-первых, однако, это немного зависит от того, говорите ли вы о колесных подшипниках, подшипниках нижних кронштейнов или обоих. Если вы заинтересованы в измерении разницы, то способ измерения отличается для двух. Сопротивление подшипников BB будет проявляться в различиях в эффективности трансмиссии, в то время как подшипники ступиц будут выступать в качестве компонента сопротивления качению. Разница, конечно, заключается в том, что потери в трансмиссии возникают только при вращении педали, а не во время движения накатом, в то время как потери при качении возникают до тех пор, пока вы катаетесь, будь то педали или нет.

Вы можете измерить разницу в сопротивлении подшипника ступицы холостого хода, удерживая колесо в воздухе вилкой, используя самодельный датчик скорости, оборудованный жюри с герконовым переключателем, подключенным к цифровому диктофону. Вы вращаете колесо вверх, затем записываете и рассчитываете разницу во времени «щелчков», когда колесо замедляется. Поменяйте подшипники, вспените, промойте, повторите.

Тем не менее, это будет в режиме без нагрузки, и вы можете подумать, что различия в сопротивлении подшипника могут быть усилены в ситуациях с нагрузкой. Если это так, вам придется проверить таким образом. Вы можете сделать это в лаборатории, но это также возможно сделать и в поле зрения с помощью датчика скорости, установленного жюри.

Сначала немного предыстории. Компонент сопротивления качению обычно измеряется коэффициентом сопротивления качению, Crr (коэффициент аэродинамического сопротивления равен Cd, который обычно умножается на площадь передней поверхности A и описывается комбинированным термином CdA). Crr может иметь компонент, зависящий от скорости, но на скоростях цикла это незначительно, поэтому мы можем предположить, что Crr является постоянным. Если это так, то мощность, требуемая для движения мотоцикла и гонщика на заданной скорости, довольно хорошо известна и понятна: вместо того, чтобы пройти через все это здесь, я укажу (блестящий) метод, который позволяет вам оценить CdA и Crr, который можно найти здесь .

Теперь, если вы сделаете все это, вы обнаружите, что для типичного велосипеда общий общий Crr из всех источников (шин, камер, подшипников ступиц и типичного «гладкого» дорожного покрытия) составляет около 0,005. Crr для действительно хороших шин на той же поверхности может быть .0045; для действительно паршивых шин Crr может составлять 0,006; и для действительно шероховатой поверхности Crr может достигать 0,01. И, в некотором контексте, если вы посмотрите на уравнение мощности, связанное с выше, вы увидите, что Crr масштабируется точно так же, как градиент в его влиянии на мощность, поэтому, когда Crr равен 0,01, влияние на мощность точно такое же, как повышение на 1%. Аналогичным образом, увеличение Crr на 0,001, вызванное либо другой шиной, либо предполагаемой разницей в подшипниках, похоже на подъем на 0,1% круче.

Вот еще один факт, также вытекающий из приведенной выше ссылки: эмпирическое правило заключается в том, что при скорости 25 миль в час на плоской твердой поверхности велосипедисту в хорошем аэродинамическом положении требуется около 250 Вт (исключительное аэродинамическое положение достигается при мощности менее 200 Вт). При скорости 25 миль в час разница в Crr, равная примерно .0005, примерно эквивалентна разнице в мощности 5 Вт. То есть разница между хорошей шиной и очень хорошей шиной стоит около 5 ватт при 25 милях в час.

Если вы провели какие-либо полевые испытания сопротивления движению велосипеда, вы поймете, что разница в сопротивлении качению составляет 5 Вт. Гонщики сообщают, что разница между использованием керамических и стальных подшипников ступиц не заметна.

Р. Чунг
источник
3
Добро пожаловать в велосипеды ! Хороший ответ!
freiheit
7

У меня нет источника под рукой, но из того, что я прочитал, преобразование ваших колесных подшипников в керамику принесет вам примерно 1 Вт экономии на гоночных скоростях благодаря уменьшенным механическим потерям. Керамическая нижняя скоба приведет к меньшему улучшению.

Учитывая, что гонщик выдает 200+ Вт на гоночной скорости, экономия явно незначительна. Дополнительная экономия может быть получена от гораздо более легкого кошелька, который несет наездник.

Адам Райс
источник
5

Я катался на керамических подшипниках BB. Это мой единственный опыт. Они, казалось, взяли пару поездок, чтобы взломать, что определенно казалось странным. Один из моих партнеров по тренировкам заметил то же самое, но в его случае, через 90 минут, казалось, что подшипники вращались свободно.

Я катался на них всего год, что примерно соответствует тому же использованию, что и стандартные подшипники. Исходя из безумной цены и незначительной разницы, я решил вернуться к нержавеющей.

Партнер по верховой езде, как я упоминал ранее, находится на втором сете после возвращения в нержавеющую. Если позволят средства, я готов снова попробовать. В любом случае это был неплохой опыт. Еще один приятель поменял все подшипники, включая подшипники шкива переключателя, и клянется им !!

Это все, что я получил!

GuyZee
источник
Можете ли вы рассказать о «незначительной разнице»? Может быть, нет больше подробностей, чтобы добавить, но не могли бы вы обнаружить какие-либо изменения в опыте езды / катания / шума и т.д.
Mac
Пожалуйста, расширьте. Я ищу конкретные детали ... Я должен обосновать это как покупку для моего бухгалтера ... упс, моя жена. :)
zenbike
Поскольку мой единственный опыт использования керамических подшипников находится в моей нижней скобе, выбег не имеет значения. С точки зрения шума не было никакой разницы, то есть не было никакого шума. Теперь, катаясь, это, пожалуй, арена, на которой было очень легкое ощущение плавности, и, возможно, нажатие на педали требовало минимальных усилий. Для меня разница чувствовалась только тогда, когда педали были под давлением ... либо в атаке, либо в лазании.
GuyZee
2

Так как текущие ответы очень специфичны для конкретной дороги, я постараюсь найти их для дисциплин, которые я знаю.

Скоростной спуск может принести им пользу, потому что они меньше деформируются под нагрузкой, поэтому теоретически работают дольше. Но на практике BB и подшипники ступиц в этой дисциплине имеют тенденцию выходить из строя из-за коррозии, вызванной повреждением уплотнений, и, хотя керамические подшипники не ржавеют - гонка будет. Более низкая ударная нагрузка не является проблемой из-за долгого хода подвески.

Для испытаний это действительно зависит от того, какой у вас вес / вес. Керамические подшипники весят намного меньше, чем стальные, так что тут есть преимущество. Но керамические подшипники гораздо менее устойчивы к ударным нагрузкам, поэтому они будут разрушаться, и, поскольку испытания велосипедов жесткие, это произойдет быстро.

cmannett85
источник
2

Материал, из которого изготовлены подшипники, - это всего лишь одна часть всей механической упаковки. Я работал над велосипедами в магазине, в котором были керамические ВВ и все виды стали. С материальной точки зрения керамика имеет возможность быть лучше, но, как отмечали другие, вы платите большую премию ... и зачастую они могут быть не лучшими в любом случае.

Думайте об этом таким образом, дуб делает лучший стол, чем сосна. Но с сосной легче работать, и полученный стол может быть более гладким и собранным лучше, чем дубовый ... и при этом более дешевый. Аналогично, существуют стальные BB, ступицы и т. Д., Которые лучше, чем некоторые из керамических подшипниковых аналогов. У меня есть мой фаворит, и это сталь по достойной цене (Hawk Racing), мне еще предстоит увидеть что-нибудь лучше на велосипеде, над которым я работал.

Sidenote: Видео, подобные показанному, должны быть сняты с добавлением соли ... это маркетинг, и демонстрация была создана для определенной цели. Поговорите с ребятами из LBS и узнайте мнение с обеих сторон (механика и клиентов).

Кен Хайатт
источник
0

Я только что прочитал вашу статью о керамических подшипниках и вынужден дать вам непрофессиональную точку зрения. Во-первых, я 80-летний велосипедист, который ездит на выходных с молодой группой шестидесятилетних гонщиков. Если вы все еще со мной, моя езда состоит из 30-40 км каждая со скоростью от 25 до 35 км. Я нахожу, что рассказы о керамике почти всегда касаются стоимости и не дают никаких преимуществ. Реальность такова, что человек моего возраста идет в ногу со сборщиком [. Хотя может быть небольшое преимущество в скорости, я считаю, что в конце поездки я лучше, чем со стальными подшипниками. Люди осуждают керамику, которую использует молодой здоровый велосипедист, который на одном дыхании будет утверждать, что сэкономленные несколько граммов могут ... сделать большую разницу. У меня есть два шоссейных велосипеда TREK с керамикой и шоссейный велосипед CANNONDALE со стальными подшипниками, а сменные шоссейные велосипеды в дни катания показывают решительную разницу. Ваши комментарии почти предполагают, что было бы неплохо, если бы мы все могли водить «Мерседес», если бы они не были такими дорогими, как «Форд». *

Кевин Лесли
источник
1
Добро пожаловать на биржу стеков велосипедов! Это действительно комментарий, а не ответ. Хотя такого рода сообщения приветствуются и ожидаются на традиционном онлайн-форуме, они не соответствуют нашим целям как сайта Q / A. Пожалуйста, посмотрите Тур для обзора того, как работает этот и другие сайты Stack Exchange. Затем вы можете отредактировать свое сообщение, чтобы более четко ответить на заданный вопрос.
Gary.Ray
-1

Помимо предполагаемого снижения сопротивления трению, мне в голову пришли и другие проблемы.

Позвольте мне привести две аналогии - замены протезов тазобедренного сустава и комбинации автомобильных тормозных колодок / дисков.

Для первого - металлическая чашка с керамической головкой. Поскольку керамика намного тверже металла, металлическая чашка изнашивается (тело может обрабатывать ионы металла и выделять их). Некоторое время назад кому-то (необходим источник) пришла идея сделать чашку также из керамики, чтобы предотвратить износ. Причиной было то, что керамическое трение о керамику (нет никакой возможности смазывать тазобедренный сустав, не так ли?) Вызвало попадание керамических частиц в организм. Те не были выделены и вызвали серьезные проблемы со здоровьем. Что я получу, я объясню в данный момент.

Теперь о тормозных колодках / дисках. Для прокладок существует различная твердость доступных прокладок, и довольно часто, чем мягче, тем дороже. Вы спросите, зачем вам тратить больше на мягкие прокладки, если они быстрее изнашиваются? Ответ прост - износятся не колодки, а колодки и диски. Таким образом, чем меньше износ колодок, тем больше износ дисков. И, в свою очередь, чем тяжелее используемые вами прокладки, тем быстрее потребуется замена дисков (дополнительные расходы и трудозатраты).

TL; DR; часть начинается здесь:

При использовании чашек из закаленной стали с шариками из нержавеющей стали они изнашиваются, оставляя чашки в основном нетронутыми. Когда затягивание больше не работает, нужно просто заменить (довольно доступные) шарики.

При использовании керамических шарикоподшипников в чашках из закаленной стали именно чашки приобретают больший износ, так как керамика тверже. Затем через некоторое время нужно не только заменить старые керамические шарики, но и заменить изношенные чашки. Конечно, это не относится к замене полного керамического картриджного подшипника.

Майк
источник
Не отвечает на вопрос, хотя это интересный предмет для обсуждения. Может быть, ответ на другой вопрос?
zenbike
@zenbike - вопрос был "Реальная измеримая выгода для керамических подшипников?" В своем ответе я подчеркнул, что чашки с керамическими подшипниками быстрее изнашиваются, чем с нержавеющими. Однако это не только реально, но и измеримо. Я думал, что ясно дал понять. Можете ли вы объяснить мне причину понижения голосов?
Майк
Майк, что касается части ответа, выигрыш в производительности по сравнению с затратами был бы подходящими ответами. Гонки с керамическим покрытием решают проблему износа поднятых вами чашек, и это интересная тема, хотя imho не имеет отношения к вопросу производительности, который я задавал. Тем не менее, я не могу говорить за downvote.
zenbike