Benefício real mensurável para rolamentos de cerâmica?

Existe uma diferença real entre rodar em rolamentos de cerâmica e rodar em aço inoxidável?

Como você mediria isso? Requer que todos os rolamentos do trem de força sejam acionados ou cada conjunto de rolamentos substituídos melhora o desempenho?

Alguém tem experiência no mundo real com eles para se relacionar?

Editar:

Não sei se isso importa na moto, mas vi isso hoje. Se isso é uma indicação da diferença no nível de resistência à fricção que a cerâmica oferece, então entro.

No vídeo:

A polia esquerda mostrada é Shimano DuraAce, a do meio é a velocidade Campagnolo Record 11. Todas as três polias são fixadas em 5Nm de torque no parafuso do eixo. E todos os três três têm pelo menos 1 mm de folga no pivô, portanto, não há tensão extra nos rolamentos em comparação com a instalação normal em um desviador. Há uma diferença no movimento de cerca de 18 segundos de rotação no vídeo. É louco.

A resposta curta para sua primeira pergunta é "a economia de energia do uso de rolamentos de cerâmica em comparação com bons rolamentos de aço é quase nula". A resposta curta para sua segunda pergunta é "sim, é possível medir a diferença, mas não é fácil". A resposta mais longa e o suporte para as respostas mais curtas estão abaixo.

Primeiro, no entanto, depende um pouco se você está falando de rolamentos de roda, rolamentos de suporte inferior ou ambos. Se você estiver interessado em medir a diferença, a maneira como você mede é diferente para os dois. O arrasto do rolamento BB apareceria em diferenças na eficiência do trem de força, enquanto os rolamentos do cubo apareceriam como um componente da resistência ao rolamento. A diferença, é claro, é que as perdas do trem de força só ocorrem quando você está pedalando, não enquanto estiver em marcha lenta, enquanto as perdas rolantes ocorrem enquanto você está rolando, pedalando ou não.

Você pode medir diferenças no arrasto do rolamento do cubo sem carga, mantendo a roda no ar com um garfo, usando um sensor de velocidade caseiro montado em um júri com um interruptor de palheta conectado a um gravador de voz digital. Você gira a roda para cima, depois grava e calcula a diferença no tempo de "cliques" à medida que a roda desacelera. Troque os rolamentos, ensaboe, enxágue, repita.

No entanto, isso seria em uma configuração sem carga e você pode pensar que as diferenças no arrasto do rolamento podem ser amplificadas em situações de suporte de carga. Nesse caso, você teria que testar dessa maneira. Você poderia fazer isso no laboratório, mas também é possível fazer isso sozinho, em campo, com o sensor de velocidade equipado com júri.

Primeiro alguns antecedentes. O componente de rolamento do arrasto é normalmente medido pelo coeficiente de resistência ao rolamento, Crr (o coeficiente do arrasto aerodinâmico é Cd, que geralmente é multiplicado pela área da superfície frontal, A, e descrito pelo termo combinado CdA). O Crr pode ter um componente dependente da velocidade, mas em velocidades de ciclismo isso é insignificante, portanto, podemos assumir que o Crr é constante. Nesse caso, a energia necessária para mover uma bicicleta e um ciclista a uma determinada velocidade é bem conhecida e compreendida: em vez de passar por tudo isso aqui, vou apontar para um método (hum, brilhante) que permite estimar CdA e Crr que pode ser encontrado aqui .

Agora, se você fizer tudo isso, descobrirá que, para uma bicicleta típica, o CRR total total de todas as fontes (pneus, tubos, mancais de cubo e superfície da estrada "lisa" típica) de cerca de 0,005. O CRR para pneus realmente bons nessa mesma superfície pode ser 0,0045; para pneus realmente ruins, o Crr pode ser 0,006; e para uma superfície realmente áspera, o Crr pode chegar a 0,01. E, em algum contexto, se você olhar para a equação de potência vinculada acima, verá que o Crr escala exatamente como gradiente em seu efeito no poder; portanto, quando o Crr é 0,01, o efeito no poder é exatamente como subir uma nota de 1%. Da mesma forma, um aumento no CRr de 0,001, devido a um pneu diferente ou a possíveis diferenças de rolamento, é como subir em uma inclinação 0,1% mais íngreme.

Aqui está mais um fato, também derivável do link acima: uma regra geral é que, a 40 km / h em uma superfície plana e dura, um ciclista em boa posição aerodinâmica precisa de cerca de 250 watts (uma posição aerodinâmica excepcional é possível com menos de 200 watts). A 25 mph, uma diferença de Crr de cerca de 0,0005 é aproximadamente equivalente a uma diferença de potência de 5 watts. Ou seja, uma diferença entre um bom pneu e um pneu muito bom vale cerca de 5 watts a 40 km / h.

Se você fez algum teste de arrasto de bicicleta em campo, perceberá que uma diferença de 5 watts na resistência ao rolamento é bastante perceptível. Os pilotos relatam que a diferença entre o uso de rolamentos de cubos de cerâmica e aço não é perceptível.

Não tenho a fonte em mãos, mas pelo que li, converter os rolamentos de roda em cerâmica proporcionará uma economia de 1 W em velocidade de corrida, graças à redução de perdas mecânicas. Um suporte inferior de cerâmica resultaria em menos melhorias.

Considerando que o piloto está colocando mais de 200 W em velocidade de corrida, as economias são claramente menores. Economias adicionais podem resultar da carteira muito mais leve que o motociclista está carregando.

Eu montei rolamentos de cerâmica BB. Esta é a minha única experiência. Eles pareciam dar alguns passeios para arrombar o que definitivamente parecia estranho. Um dos meus parceiros de treinamento notou a mesma coisa, mas no caso dele, passados ​​90 minutos, os rolamentos pareciam girar livremente.

Eu os montei por apenas um ano, o que é aproximadamente o mesmo uso dos rolamentos padrão. Com base no preço insano e na diferença insignificante, optei por voltar ao aço inoxidável.

O parceiro de pilotagem, como mencionei anteriormente, está em seu segundo set depois de voltar ao inoxidável. Se os fundos permitirem, estou aberto a tentar novamente. De qualquer maneira, não foi uma experiência ruim. Outro amigo trocou todos os rolamentos, incluindo rolamentos da polia do desviador e jura por ele!

Isso é tudo o que eu tenho!

Como as respostas atuais são muito específicas para cada estrada, darei minha opinião sobre as disciplinas que conheço.

O downhilling pode se beneficiar deles porque eles se deformam menos sob carga, portanto, em teoria, duram mais. Mas, na prática, BBs e rolamentos de cubo nesta disciplina tendem a falhar devido à corrosão provocada por vedações com falha e, embora os rolamentos de cerâmica não enferrujam - a corrida irá. A menor carga de choque não é um problema devido à suspensão de longo curso.

Para testes, realmente depende de quanto de peso você é rico / rico. Os rolamentos de cerâmica pesam muito menos que os de aço, por isso há um benefício instantâneo lá. Porém, os rolamentos de cerâmica são muito menos resistentes à carga de choque e, portanto, quebram e, como as bicicletas de teste são rígidas, isso acontecerá rapidamente.

O material de que os rolamentos são feitos é apenas uma peça de todo o pacote mecânico. Eu trabalhei em bicicletas na loja que tinham BB's de cerâmica e todos os tipos de aço. Do ponto de vista material, a cerâmica tem a possibilidade de ser melhor, mas, como outros observaram, você paga um grande prêmio ... e, geralmente, elas podem não ser as melhores.

Pense desta maneira: o carvalho faz uma mesa melhor que o pinho. Mas o pinho é mais fácil de trabalhar e a tabela resultante pode ser mais lisa e montada melhor do que a de carvalho ... e mais barata por isso. Da mesma forma, existem BBs, cubos de aço etc. melhores que alguns dos contrapartes de rolamentos de cerâmica. Eu tenho o meu favorito e é um aço com preço decente (Hawk Racing), ainda não vi nada que seja melhor em uma moto em que trabalhei.

Sidenote: Vídeos como o mostrado devem ser gravados com o grão de sal ... é marketing e a demonstração foi criada para um fim específico. Converse com os funcionários da LBS e obtenha opiniões de ambos os lados do balcão (a mecânica e os clientes).

Acabei de ler seu artigo sobre rolamentos de cerâmica e sou forçado a fornecer um ponto de vista não profissional. Em primeiro lugar, sou um ciclista de 80 anos que monta nos fins de semana com um grupo mais jovem de ciclistas de 6 anos. Se você ainda estiver comigo, meu percurso é de 30 a 40 km cada, a uma velocidade entre 25 e 35 km. Acho considerandos quase sempre sobre o custo e nenhuma vantagem. A realidade é que uma pessoa da minha idade acompanha um grupo mais apto [. Embora possa haver uma ligeira vantagem de velocidade, o que conta é que estou mais apto no final do percurso do que com rolamentos de aço. As pessoas criticam a cerâmica usada por jovens ciclistas em forma que, no mesmo fôlego, argumentam que alguns gramas economizados podem fazer muita diferença. Eu tenho duas bicicletas de estrada TREK com cerâmica e uma bicicleta de estrada CANNONDALE com rolamentos de aço e trocar de bicicleta nos dias de passeio mostra uma diferença decidida. Seus comentários quase sugerem que seria bom se todos nós pudéssemos dirigir um Mercedes se eles não fossem tão queridos, como um Ford o fará. *

Além da suposta redução na resistência ao atrito, outras questões passaram pela minha cabeça.

Deixe-me trazer duas analogias - substituições protéticas das articulações do quadril e combinações de pastilhas / discos de freio de carro.

Para o primeiro - um copo de metal é usado com cabeça de cerâmica. Como a cerâmica é muito mais dura que o metal, o copo de metal se desgasta (o corpo pode lidar com os íons metálicos e excretá-los). Algum tempo atrás, alguém (fonte necessária) teve uma idéia de fazer o copo também de cerâmica para evitar o desgaste. A causa foi que o atrito cerâmico sobre a cerâmica (não há possibilidade de lubrificar a articulação do quadril, não é?) Causou a liberação das partículas de cerâmica no corpo. Esses não foram excretados e causaram sérios problemas de saúde. O que estou conseguindo, explicarei no momento.

Agora, sobre as pastilhas / discos de freio. Para as almofadas, existem diferentes durezas disponíveis, e muitas vezes quanto mais macias, mais caras. Por que você gastaria mais em almofadas mais macias se elas se desgastarem mais cedo, você pode perguntar? A resposta é simples - não são os blocos que se desgastam, são os blocos e os discos. Assim, quanto menos os pads se desgastarem, mais os discos serão retificados. E, por sua vez, quanto mais duras as almofadas forem usadas, mais cedo elas precisarão ser substituídas (custos e mão-de-obra extras).

TL; DR; parte começa aqui:

Ao usar copos de aço temperado com esferas de aço inoxidável, são as que se desgastam, deixando os copos intactos. Quando o aperto não funciona mais, basta substituir as esferas (bastante acessíveis).

Ao usar rolamentos de esferas de cerâmica em copos de aço temperado, são os copos que recebem mais desgaste, pois a cerâmica é mais difícil. Depois de um tempo, não apenas é necessário substituir as velhas bolas de cerâmica, mas também os copos desgastados. Obviamente, isso não se aplica se um rolamento de cartucho cerâmico completo for substituído.