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为什么公路车手、砾石车手和山地车手需要考虑轮胎的滚动阻力?
滚动阻力是骑自行车时向前移动所需的一系列力中最重要的力之一。
当骑自行车上坡时，您也在对抗重力，同时获得势能，可以在下坡时发挥良好的作用。
在 2020 年发表的《风工程与工业空气动力学杂志》上对自行车空气动力学的评论中，Malizia 和 Blocken 指出，当您以超过 40 公里/小时的速度骑自行车时，大约90%的阻力是空气阻力。因此公路爱好者对所有空气动力的事物都很着迷。
除此之外，轮胎与道路或小道之间的摩擦力（或滚动阻力）是您骑行和骑得更快时需要克服的力的主要来源。
在这里，我们将告诉您滚动阻力是什么、它的测量方法以及影响它的因素。尽管它通常被认为是公路骑行的事情，但我们将解释为什么它对山地自行车和砾石骑手也很重要。
什么是滚动阻力？
轮胎滚动时的变形是滚动阻力的主要来源。
根据轮胎制造商 Schwalbe 的说法，滚动阻力就是轮胎滚动时损失的能量。这种能量损失有多种来源，其中最主要的一个是骑行时自行车轮胎变形所损失的能量。
轮胎和路面之间还存在摩擦成分，这就是为什么在平坦的柏油路上骑行比在碎石路面骑行或越野骑行容易得多。当柔软的轮胎表面翻滚时，仍然有更多的机会因压缩而损失能量。
轮胎经历的变形或滞后会导致热量和声音的产生，以及系统的能量损失。在自行车轮胎中，它受到轮胎宽度、直径和压力的影响。其它因素，例如轮胎外壳的柔韧性和胎面中使用的橡胶混合物的成分，也发挥了作用。
用二氧化硅代替轮胎胶料中的部分炭黑可以减少滞后造成的能量损失，从而减少滚动阻力，这就是高性能自行车轮胎通常包含二氧化硅的原因。石墨烯据称具有类似的效果，维多利亚公司在其高性能自行车轮胎中使用了石墨烯。
如果您参加计时赛或比赛，您可能会准备牺牲轮胎寿命和刺穿保护来提高速度。赛车轮胎通常具有更薄的胎面和外胎，甚至可能不包括穿刺保护层。
另一方面，如果您在崎岖的道路或小径上骑行，或者只是讨厌修理刺穿（不是吗？），您可能会准备接受一些额外的滚动阻力，以获得更好的轮胎保护、抓地力和增加轮胎的使用里程。
为什么滚动阻力很重要？
滚动阻力较小的轮胎可以在计时赛中节省几秒的时间。
滚动阻力是减慢速度的最明显的力量之一，除空气阻力外，它是骑行时遇到的很大一部分阻力，并且在较低速度下可能等于或超过风阻。
几乎每个骑自行车的人都希望骑得更快、更远或更省力，而减少滚动阻力是实现这一目标的最简单、价格最低的方法之一。正如施瓦尔贝指出的那样：“骑自行车的人只有非常有限的体力，他们希望尽可能有效地运用这些力量。”
选择滚动阻力较低的轮胎相对便宜，但能够很好地适应您骑行的条件和地点。根据您的骑行地点优化轮胎压力是免费的。
滚动阻力如何测试？
将待测轮胎安装在测试轮上并充气至预定压力。它与鼓接触，向车轮施加压力，以模拟骑手的体重使轮胎变形。
该系统测量保持滚筒以指定速度旋转所需的多余功率或扭矩，这用于确定轮胎的滚动阻力。运行通常会进行多次，以确保准确性和可重复性，并且在测量之前通常有一个预热期，以确保系统和轮胎达到平衡。
自行车轮胎滚动阻力通常以瓦特为单位表示，因为这是许多骑车人熟悉的单位，尽管还有其他方式来表示测量值。
主要的替代方案是滚动阻力系数（Crr），它是克服滚动阻力所需的力除以车轮负载。在科学单位中，这将以每公斤牛顿来测量。
开口胎、真空轮胎和有内胎轮胎的滚动阻力比较
管状轮胎价格昂贵，并且通常包含乳胶内胎。
自行车轮胎滚动阻力的因素之一是内胎和外胎之间的摩擦，当轮胎在负载下变形时会发生这种摩擦。
Bicyclerollingresistance.com，顾名思义，专门测试轮胎滚动阻力及其影响因素。
研究发现，与真空胎相比，使用内胎时滚动阻力增加了 0.2 瓦至 3.8 瓦。
乳胶内胎对滚动阻力的影响最小，大多数 TPU 内胎的性能优于丁基内胎。
该网站的结论是，在真空胎中，不使用内胎行驶的效率最高。
管胎轮胎与开口胎一样，也有内胎。但内胎的较高价格及其性能导向意味着内胎可能是乳胶，或者偶尔是 TPU，如Pirelli P Zero Race SL管，因此它们的滚动阻力可能与具有乳胶内胎的开口胎相当。
棉质外壳较高的螺纹数也有助于降低滚动阻力，但自行车滚动阻力发现，甚至所用胶水的类型和数量以及干燥时间也会影响结果，因此无法得出任何明确的测试结论。
不过，一般情况下，真空轮胎和乳胶或TPU内胎轮胎的滚动阻力差异很小，因此您可以根据自己的喜好进行选择。
真空胎还提供了额外的防刺穿保护，这要归功于用于使轮胎气密的密封剂，这在许多情况下都很有用。
滚动阻力如何随轮胎宽度变化？
即使是职业公路自行车手现在也使用更宽的轮胎。
我们的 Simon von Bromley 对倍耐力 P Zero Race TLR 的两种不同宽度（26 毫米和 30 毫米）进行了详细测试，以评估更宽的轮胎是否更快。结果是：这要看情况。
在室内滚轴上，当两个轮胎在相同压力下运行时，30 毫米轮胎需要更少的功率来保持相同的速度。
这是因为，在相同的压力下，较宽的轮胎由于接触面积更宽、更短而变形更小。
然而，当轮胎压力调整到大致真实的水平时，较窄的轮胎效率更高。
理论上，如果您可以完美地调整每个宽度的轮胎压力以提供相同大小的接地面积，则滚动阻力应该相等。
在实践中，关键的一点是，在完全光滑的路面上，较宽的轮胎不会比较窄的轮胎滚动得慢，并且在崎岖的道路上可能会滚动得更快（需要更大的顺应性和抓地力），因为它们提供了更多的减震和更大的转弯表面积。
这就是为什么许多精英砾石赛车手越来越多地选择超宽轮胎来参加Unbound等粗糙地形的越野比赛。
因此，您应该根据骑行地形和骑行目标来选择轮胎尺寸。
滚动阻力对于山地自行车和砾石自行车重要吗？
山地自行车和砾石自行车骑手可能会准备好接受增加的滚动阻力以获得额外的抓地力。
简而言之，答案是肯定的，但不如公路自行车那么重要。对于许多山地自行车项目和砾石骑手来说，额外的滚动阻力是值得的权衡。
胎体较轻或较薄的轮胎（通常相当于较低的滚动阻力，因为它们需要较少的变形能量）也可能更容易被刺穿。对于耐力赛或在坚硬的小道和砾石上骑行，这可能不值得做出妥协。
山地车骑手可能愿意牺牲一些抓地力来换取较低滚动阻力的一个领域是越野赛，只要路线不是太棘手，能够更快地覆盖更多地面的能力是一种优势。对于砾石赛车手来说也是如此。
如果您经常进行大量公路骑行或更平稳的越野骑行，那么滚动速度更快、更光滑、更轻的轮胎可以让您更快、更轻松地获得更有趣的骑行体验。
但对于大多数山地车比赛和砾石骑行来说，抓地力比低滚动阻力更重要。
滚动阻力结果的可重复性如何？
根据实验室测试结果，设置条件可能会改变轮胎的滚动阻力。
值得注意的是，我们测试的大多数轮胎之间的滚动阻力差异很小。
还有许多其他因素可能会改变轮胎在自行车上的效率，包括您使用的轮胎压力、轮圈的内部宽度以及您和自行车的重量。
我们在 80 psi 的压力下运行带有乳胶内胎的测试轮胎，但这个压力对于某些车轮/轮胎组合来说太高了。
例如， Zipp 454 NSW无钩轮圈的轮胎压力限制为 72.5 psi / 5 BAR 。
这些车轮还具有 23 毫米的内部轮辋宽度，比我们测试的Hunt 54 Aerodynamicist 碳盘前轮的 20 毫米内部宽度要宽得多。两者都可能改变轮胎的滚动阻力。
ISO 标准规定了一种测量机动道路车辆滚动阻力的统一方法。相比之下，自行车滚动阻力的测量取决于个人测试人员。Bicyclerollingresitance.com 几乎肯定会提供最全面、最一致的自行车轮胎滚动阻力测试。
最终，滚动阻力与其他因素（例如空气动力阻力、耐用性和抓地力）之间需要进行权衡，您在决定使用哪种轮胎以及压力时需要做出权衡。
