Nie trzeba dysponować wzrokiem sokoła i lotnością umysłu doktoranta fizyki, żeby dostrzec duże różnice w budowie, a przede wszystkim w rozmiarach kół motocykli i rowerów (o autach nie wspominając). Co więcej, również same koła motocyklowe potrafią się od siebie mocno różnić w zależności od segmentu i przeznaczenia jednośladu. Jakie są najpopularniejsze średnice kół motocyklowych i skąd się one wzięły?
Koła motocyklowe to komponenty o pozornie mało skomplikowanej budowie, ale wymagające dużej precyzji w procesie projektowania i produkcji. W końcu to one są punktem styku pojazdu z podłożem, przenoszą na nie napęd i moment hamujący, zapewniają możliwość sterowania i dzięki efektowi żyroskopowemu utrzymują jednoślad w pionie. Są to więc elementy kluczowe dla prowadzenia motocykla i naszego bezpieczeństwa.
Jeśli chodzi o różnice w budowie i rozmiarach kół w obecnie produkowanych motocyklach i rowerach, to ich źródło możemy najprościej określić dwoma słowami – historia i doświadczenie. Pierwsze motocykle z końca XIX wieku były oparte na ramach i kołach ówczesnych rowerów, które również nie były wtedy specjalnie zaawansowanymi konstrukcjami. Co więcej, osiągi wczesnych motocykli nie przewyższały jakoś znacznie możliwości sprawnego kolarza. Dopiero gdy w początkach XX wieku nastąpił gwałtowny rozwój pojazdów silnikowych, drogi obu rodzajów jednośladów zaczęły się mocno rozchodzić.
Ponad 100 lat badań i prób oraz setki (a pewnie i tysiące) modeli obecnych w tym czasie w sporcie i na szerokim rynku doprowadziły nas do miejsca, w którym jestesmy teraz. Wraz z motocyklami znalazły się tu oczywiście ich koła. Jakie standardy mamy w latach 20. XXI wieku i z czego one wynikają?
Jakie opony do motocykla? Wymiana na szerszą, używaną, 10 letnią, kwadratową? Nie!
Mają być optymalne
W pewnym uproszczeniu można napisać, że w motocyklach im koło mniejsze i cieńsze, tym chętniej zmienia kierunki jazdy, a im większe i grubsze, tym bardziej jest stabilne w jeździe na wprost, daje lepszą przyczepność i lepiej radzi sobie na nierównościach. Oprócz tego łatwo zauważyć, że koło przednie wyposażone jest najczęściej w węższą oponę niż koło tylne, nawet jeśli ich średnice są identyczne. Konstruktorzy motocykli już dawno temu zauważyli, że oba koła pełnią zupełnie różne funkcje, które można i należy wesprzeć odpowiednim ogumieniem.
Przednie koło, poza przenoszeniem masy frontu motocykla, odpowiedzialne jest za zmiany kierunku jazdy oraz pierwszy kontakt maszyny z nierównościami nawierzchni lub przeszkodami. W przypadku maszyn szosowych to również na przód trafia zdecydowana większość siły hamowania. Z kolei tył odpowiedzialny jest głównie za napęd, czyli przenoszenie na podłoże mocy i momentu obrotowego silnika.
Funkcje obu kół wymagają optymalnego dobrania wielkości punktu ich styku z podłożem, który jest wynikiem zastosowanej kombinacji średnicy, szerokości i ciśnienia w oponie. Powinien on być na tyle duży, by zapewniać odpowiednią przyczepność, i jednocześnie na tyle mały, by pozwalać swobodnie skręcać. Przykładowo – efektowne, absurdalnie szerokie tylne kapcie w customowych powercruiserach zapewniają atomowe starty, ale mocno utrudniają sprawną jazdę po ciasnych łukach. Na wąskiej oponie taki motocykl prowadziłby się lepiej, ale przy potężnych osiągach silnika w czasie przyśpieszania miałby tendencję do zrywania przyczepności i zamiatania tyłem. Z kolei przód musi poradzić sobie ze sprawnym skręcaniem, hamowaniem i tłumieniem nierówności.
Na asfalcie…
Z odpowiedniego miksu tych wszystkich cech wzięły się rozmiary kół stosowane obecnie w różnych rodzajach motocykli. Celowo pominę koła skuterów (o średnicach 10-17 cali), gdyż one rządzą się swoim własnymi, nieco innymi prawami.
Jeśli chodzi o motocykle o przeznaczeniu typowo szosowym, wśród współczesnych konstrukcji najczęściej spotykamy parę 17-calowych odlewanych felg, różniących się jednak szerokością. Na przednim kole założona jest zazwyczaj opona o szerokości 120 mm (120/70), na tylnym nieco szersza – 160-180 mm – ale o niższym profilu (np. 180/55). Oczywiście bywają tu pewne odstępstwa, w zależności od wielkości i przeznaczenia motocykla, np. w sportowych superbike’ach tylna opona miewa 190 lub 200 mm szerokości, a na drugim biegunie, w świecie customów, możemy spotkać szeroki tylny kapeć na małej feldze (np. 16 cali), za to wielki i cienki front (nawet do 23 cali i więcej).
Koła z felgami o średnicy 17 cali okazały się najbardziej optymalne w każdym aspekcie jazdy szosowej. Pod względem prowadzenia 17-calowy przód z umiarkowanie szeroką oponą skutecznie „trzyma” motocykl na asfalcie, jest stabilny na hamowaniu i nie tworzy zbyt silnego efektu żyroskopowego, chcącego utrzymać motocykl w pionie, dzięki czemu nie utrudnia kierowcy przerzucania maszyny z zakrętu w zakręt. Wystarczająco skutecznie radzi sobie również z nierównościami i spękaniami asfaltu. Z kolei 17-calowy, nieco szerszy tył skutecznie przenosi napęd, pozwala dobrze skręcać i wspomaga pracę centralnego amortyzatora.
Przy okazji ciekawostka: czy wiecie, dlaczego trójkołowa Yamaha Niken ma z przodu parę kół 15-calowych, przez co jej proporcje wydają się zaburzone? Ponieważ w czasie prac rozwojowych nad tym modelem okazało się, że testowane pary kół 16- i 17-calowych wytwarzały tak silny moment żyroskopowy, że trójkołowiec był ciężki w prowadzeniu.
… i w terenie
W przypadku motocykli o przeznaczeniu offroadowym, zarówno wyczynowych crossów i enduro, jak i dual sportów i bardziej ambitnych adventure, najczęściej spotykane rozmiary kół to 21 cali (plus cienka opona 90/90) z przodu i 17-19 cali z tyłu.
Jak widać główna różnica w stosunku do motocykli szosowych to front. W czasie jazdy w terenie przednie koło musi sobie dobrze radzić z różnego rodzaju przeszkodami – dołkami, różnej wielkości kamieniami, zwalonymi gałęziami czy solidnymi korzeniami drzew. Jednocześnie w czasie jazdy po piachu i innego rodzaju luźnym podłożu, powinno stawiać jak najmniejszy opór. Z tego powodu standardem jest tutaj 21-calowa felga ze szprychami (które „pracując” i nie będąc tak sztywne jak odlewane, również pomagają w przenoszeniu obciążeń i siły uderzeń) oraz wąska opona o niemal kwadratowym profilu – 90/90. Symbol ten oznacza, że przy szerokości 90 mm jej wysokość wynosi 90% szerokości, czyli 81 mm.
Taka konstrukcja przedniego koła pozwala z jednej strony na efektywną pracę na nierównościach, z drugiej – zmniejsza opór na luźnym podłożu. Jeśli jednak wyjedziemy z terenu na asfalt, to nawet po założeniu szosowych opon nie uzyskamy tak dobrego prowadzenia, jak na felgach 17-calowych i szerszych oponach. Duże przednie koło tworzy spory efekt żyroskopowy, dlatego trzeba użyć większej siły do przerzucania go z zakrętu w zakręt. Ponadto węższa opona ma mniejszą powierzchnię styku z asfaltem i nie zapewnia takiej stabilności, jak szersza. Różnice te robią się jednak istotne dopiero wtedy, kiedy zaczynamy jechać naprawdę ostro. Są na rynku motocykle adventure chętnie wykorzystywane na asfalcie, np. Honda Africa Twin, Yamaha Tenere 700, Triumph Tiger 1200 Rally czy nowe Suzuki V-Strom 1050DE, wyposażone właśnie w 21-calowe koło przednie.
Kuper w piachu
A jak z tyłem w offroadzie? W maszynach rekreacyjnych, typu dual sport, pracują zazwyczaj szprychowe felgi o średnicy 17-18 cali, z oponami o szerokości 130-140 mm i profilem nieco wyższym od drogowych (plus oczywiście głęboki bieżnik lub kostki). Zapewnia to odpowiednio dobre wgryzanie się w podłoże i tłumienie drgań. W przypadku maszyn wyczynowych, w motocrossie stosowane są tylne koła z felgami 19-calowymi i oponami o nieco niższym profilu. Wynika to z tego, że te wyścigi odbywają się z dużymi prędkościami, po w miarę jednolitym podłożu. Natomiast w zawodach typu cross country czy hard enduro używa się mniejszych felg 18-calowych, na które nakładane są „balonowe” opony o wyższym profilu, które lepiej tłumią drgania i uderzenia o korzenie czy kamienie.
Oraz pomiędzy!
Nie możemy zapomnieć o motocyklach „zawieszonych pomiędzy światami”, czyli adventure i scramblerach. Są to maszyny generalnie szosowe, ale charakteryzujące się przy tym pewną dzielnością terenową. Tutaj najczęściej spotykaną kombinacją jest 19-calowy przód i 17 calowy tył, z oponami o „szosowej” szerokości. Jest to oczywiście pewien kompromis, ale skuteczny, jeśli nie jesteśmy nastawieni na jazdę wyczynową, tylko turystyczną. Motocyklami typu BMW R 1250 GS czy Suzuki V-Strom 650 można bezpiecznie, dynamicznie i bardzo komfortowo podróżować po asfaltowych drogach, a w razie potrzeby bez problemu przejechać odcinki szutrowe czy nawet chwilowy cięższy teren.
Podobną kombinację – 18-19 cali przód/17-18 cali tył – spotkamy w większości scramblerów oraz w klasycznych nakedach, np. Triumphach Bonneville T100 i T120, Hondzie CB 1100 czy Kawasaki W800.
Wszystko wskazuje na to, że przy średnicach 17, 18, 19 i 21 cali zostaniemy już na zawsze, a przynajmniej do końca historii motocykli. Są to już bowiem głęboko zakorzenione standardy wśród producentów pojazdów, firm oponiarskich i wytwórców samych kół, np. profesjonalnych modeli wyczynowych. Nikomu nie opłaca się tego zmieniać.
No dobrze, a rower?
Dlaczego koła rowerów tak mocno różnią się od motocyklowych? Ponieważ pracują w zupełnie innych warunkach – pod innymi obciążeniami, z innymi zawieszeniami i przede wszystkim z innym napędem. Koła rowerowe są duże (do 29 cali) i cienkie, ponieważ muszą maksymalnie dobrze radzić sobie na nierównościach, a przy tym stawiać jak najmniejszy opór, by niepotrzebnie nie wytracać prędkości.
Energia przekazywana na tylne koło przez pedałującego kolarza jest wielokrotnie mniejsza niż płynąca z motocyklowego silnika. Zresztą „mocy” człowieka nie da się zmierzyć tak samo jak silnika, ponieważ nie pracuje on w trybie ciągłym. Do określania wydajności profesjonalnych kolarzy używa się dosyć karkołomnych jednostek – watów na kilogram masy ciała w przedziale czasu, np. jednej godziny. Są one różne na początku wyścigu kolarskiego, na podjazdach i na finiszach. Przykładowo, średnie wartości naszego asa Michała Kwiatkowskiego to 3,54 w/kg w trybie ciągłym i ponad 7 w/kg w czasie ataków i finiszy.
Przekładając to na znane nam konie mechaniczne, choć będzie to bardzo koślawe i wyłącznie obrazowe, zwykły rowerzysta generuje chwilowo ok. 0,3-0,5 KM, amatorscy kolarze do ok. 2 KM, a zawodowi kolarze torowi z potężnymi udami o średnicy 70-80 cm – do ok. 3 KM. Jak więc widać, niski opór i jak najlepsze zachowanie prędkości są w świecie rowerowym najważniejsze – stąd duże i wąskie koła.
Zdjęcie tytułowe: Charlie Harris / Unsplash
