Una rueda de bicicleta es una rueda , más comúnmente una rueda de alambre , diseñada para una bicicleta . Un par a menudo se denomina juego de ruedas , especialmente en el contexto de ruedas listas para usar y orientadas al rendimiento.
Las ruedas de bicicleta suelen estar diseñadas para encajar en el cuadro y la horquilla mediante punteras y sujetar los neumáticos de la bicicleta .
La primera rueda que utilizó la tensión de los radios metálicos fue inventada por Sir George Cayley para lograr ligereza en su planeador de 1853. [1]
Las primeras ruedas de bicicleta seguían la tradición de la construcción de carruajes: un cubo de madera, un eje fijo de acero (los cojinetes estaban situados en los extremos de la horquilla), radios de madera y un neumático de hierro ajustado por contracción. Una rueda moderna típica tiene un cubo de metal, radios de tensión de alambre y una llanta de metal o fibra de carbono que sostiene un neumático de caucho .
Un buje es la parte central de una rueda de bicicleta. Consta de un eje , cojinetes y un buje. La carcasa del buje suele tener dos bridas metálicas mecanizadas a las que se pueden unir los radios. Los casquillos del buje pueden ser de una sola pieza con cartuchos a presión o cojinetes libres o, en el caso de diseños más antiguos, las bridas pueden fijarse a un casquillo del buje separado.
El eje se fija a las punteras de la horquilla o del cuadro. El eje se puede fijar mediante:
Desde la década de 1980, las bicicletas han adoptado un espaciado estándar entre ejes: los bujes de las ruedas delanteras generalmente tienen un espacio entre horquillas de 100 mm de ancho , las ruedas de carretera con bujes libres generalmente tienen un buje de rueda trasera de 130 mm de ancho. Las bicicletas de montaña han adoptado un ancho de buje trasero de 135 mm, [4] lo que permite espacio para montar un disco de freno en el buje o reducir el plato de la rueda para obtener una rueda más duradera. [4] Freeride y descenso están disponibles con espacios de 142 y 150 mm. [5]
Los cojinetes permiten que la carcasa del buje (y el resto de las piezas de la rueda) giren libremente alrededor del eje. La mayoría de los bujes de bicicletas utilizan rodamientos de bolas de acero o cerámica . Algunos bujes utilizan cojinetes de "copa y cono" útiles, mientras que otros utilizan cojinetes de "cartucho" reemplazables preensamblados.
Un cubo de "copa y cono" contiene bolas sueltas que hacen contacto con un "cono" ajustable que está atornillado al eje y una "pista" que está presionada permanentemente en la carcasa del cubo. Ambas superficies son lisas para permitir que los rodamientos giren con poca fricción. Este tipo de buje se puede desmontar fácilmente para su lubricación, pero hay que ajustarlo correctamente; Un ajuste incorrecto puede provocar un desgaste prematuro o fallos.
En un cubo con "cojinete de cartucho", los cojinetes están contenidos en un cartucho que tiene forma de cilindro hueco donde la superficie interior gira con respecto a la superficie exterior mediante el uso de rodamientos de bolas. Las tolerancias de fabricación, así como la calidad del sellado, pueden ser significativamente superiores a las de los rodamientos de bolas sueltos. El cartucho se presiona dentro de la carcasa del cubo y el eje descansa contra la pista interior del cartucho. El cojinete de cartucho en sí generalmente no se puede reparar ni ajustar; en lugar de ello, se reemplaza todo el cojinete de cartucho en caso de desgaste o falla.
La carcasa del buje es la parte del buje a la que se unen los radios (o estructura del disco). La carcasa del cubo de una rueda de radios tiene generalmente dos pestañas que se extienden radialmente hacia afuera desde el eje. Cada brida tiene orificios o ranuras a las que se fijan los radios. Algunas ruedas (como la Full Speed Ahead RD-800) tienen una brida adicional en el centro del buje. Otros (como algunos de Bontrager y Zipp ) no tienen un reborde notable. Los radios todavía se fijan al borde del buje pero no a través de agujeros visibles. Otras ruedas (como las de Velomax/Easton) tienen una carcasa de cubo roscada en la que se enroscan los radios.
En las ruedas con radios tradicionales, el espaciado de las pestañas afecta la rigidez lateral de la rueda; las más anchas son más rígidas, y el diámetro de las pestañas afecta la rigidez torsional de la rueda y el número de orificios para los radios que el buje puede aceptar; el diámetro mayor es más rígido y acepta más agujeros. [6] Los diámetros de brida asimétricos, que se intentaron mitigar los efectos adversos del espaciado asimétrico y el plato necesario en las ruedas traseras con muchas ruedas dentadas, también se han utilizado con beneficios modestos. [6]
Algunos bujes tienen accesorios para frenos de disco o forman parte integral de los frenos de tambor.
Para obtener información sobre otros tipos de frenos de bicicletas consulte el artículo completo sobre sistemas de frenos de bicicletas .
El buje trasero tiene uno o más métodos para acoplarle un engranaje.
El borde es comúnmente una extrusión de metal que se une a sí mismo para formar un aro, aunque también puede ser una estructura de compuesto de fibra de carbono e históricamente estaba hecho de madera. Algunas ruedas utilizan un aro de carbono aerodinámico unido a una llanta de aluminio sobre la que montar neumáticos de bicicleta convencionales.
Las llantas de bicicleta metálicas ahora se fabrican normalmente de aleación de aluminio , aunque hasta la década de 1980 la mayoría de las llantas de bicicleta -con excepción de las utilizadas en bicicletas de carreras- estaban hechas de acero [7] y termoplástico .
Las llantas diseñadas para usarse con frenos de llanta brindan una superficie de frenado paralela suave, mientras que las llantas diseñadas para usarse con frenos de disco o frenos de buje a veces carecen de esta superficie.
La llanta con patrón Westwood fue uno de los primeros diseños de llanta, y para esta llanta se diseñaron frenos accionados por varilla , que presionan contra la superficie interior de la llanta. Estas llantas no se pueden utilizar con frenos de llanta con pinza.
La sección transversal de una llanta puede tener una amplia gama de geometrías, cada una optimizada para objetivos de rendimiento particulares. Se tienen en cuenta la aerodinámica, la masa y la inercia, la rigidez, la durabilidad, la compatibilidad de los neumáticos sin cámara, la compatibilidad de los frenos y el coste. Si la parte de la sección transversal de la llanta es hueca donde se unen los radios, como en la llanta Sprint que se muestra en la imagen, se describe como sección de caja o de doble pared para distinguirla de las llantas de pared simple como la llanta Westwood que se muestra en la imagen. . [8] La doble pared puede hacer que la llanta sea más rígida. Las llantas de triple pared tienen un refuerzo adicional dentro de la sección tipo cajón.
Las llantas de aluminio suelen estar reforzadas con ojales simples o dobles para distribuir la tensión del radio. Un único ojal refuerza el orificio del radio como si fuera un remache hueco . Un ojal doble es una copa que se remacha en ambas paredes de un borde de doble pared.
Las llantas de bicicleta que utilizan cámaras de aire también requieren cintas o tiras de llanta, un revestimiento flexible pero resistente (generalmente caucho o nailon tejido o material similar) adherido a la circunferencia interior de la rueda para cubrir los extremos de las cabecillas. De lo contrario, los extremos de la tetina desgastarán un agujero en la cámara y provocarán un pinchazo.
La mayoría de las llantas de bicicleta son llantas "para cubierta" que se utilizan con neumáticos para cubierta . Estos neumáticos tienen un talón de fibra de alambre o de aramida ( Kevlar o Twaron ) que se entrelaza con las pestañas de la llanta. Una cámara de aire interior hermética separada encerrada por la llanta sostiene la carcasa del neumático y mantiene el bloqueo del talón. Si la parte interior de la llanta donde encaja la cámara de aire tiene orificios para los radios, se deben cubrir con una cinta o tira de llanta, generalmente de goma, tela o plástico resistente, para proteger la cámara de aire.
Una ventaja de este sistema es que se puede acceder fácilmente al tubo interior en caso de una fuga que deba repararse o reemplazarse.
La norma ISO 5775-2 define las designaciones de llantas de bicicleta. Se distingue entre
Las llantas para cubierta tradicionales tenían lados rectos. En la década de 1970 surgieron varios diseños de "ganchos" (también llamados "ganchillo") para mantener el talón del neumático en su lugar, [9] [10] permitiendo una presión de aire alta (6 a 10 bar, 80 a 150 psi).
Algunas llantas están diseñadas para neumáticos tubulares que tienen forma de toro y se fijan a la llanta con adhesivo. La llanta proporciona una sección transversal exterior circular poco profunda en la que se apoya el neumático en lugar de pestañas sobre las que se asientan los talones del neumático.
Un sistema de llantas sin cámara requiere una llanta hermética, capaz de sellarse en el vástago de la válvula, los orificios de los radios (si atraviesan toda la llanta) y el asiento del talón de la llanta, y una llanta compatible. Universal System Tubeless (UST), desarrollado originalmente por Mavic , Michelin y Hutchinson [11] para bicicletas de montaña, es el sistema más común de neumáticos/llantas sin cámara para bicicletas. [12] El principal beneficio de los neumáticos sin cámara es la capacidad de utilizar baja presión de aire para una mejor tracción sin pincharse porque no hay cámara que pueda pellizcar entre la llanta y un obstáculo. [11]
Algunos ciclistas han evitado el sobreprecio de un sistema sin cámara sellando los orificios de los radios con una cinta o fondo de llanta especial y luego sellando el vástago de la válvula y el asiento del talón con un sellador de látex. [11] Sin embargo, los neumáticos que no están diseñados para la aplicación sin cámara no tienen una pared lateral tan robusta como los que sí lo están. [11]
Las desventajas de los neumáticos sin cámara son que son conocidos por ser más difíciles de montar en la llanta que los neumáticos para cubierta, [11] y que el ciclista aún debe llevar una cámara de repuesto para insertarla en caso de un pinchazo debido a un pinchazo. [11]
El fabricante francés de neumáticos Hutchinson ha introducido un sistema de ruedas sin cámara, Road Tubeless, que comparte muchas similitudes con el UST (Universal System Tubeless) desarrollado en colaboración con Mavic y Michelin. Las llantas Road Tubeless, como las llantas UST, no tienen orificios para los radios que sobresalgan de la cámara de aire de la llanta. La brida de la llanta Road Tubeless es similar al talón en forma de gancho de una llanta para cubierta estándar, pero tiene un contorno con tolerancias muy estrechas para entrelazarse con una llanta Road Tubeless, creando un sello hermético entre la llanta y la llanta. Este sistema elimina la necesidad de un fondo de llanta y una cámara de aire.
En 2006, Shimano y Hutchinson introdujeron un sistema sin cámara para bicicletas de carretera. [13]
La llanta está conectada al buje mediante una serie de radios , que son varillas. Mientras que las primeras ruedas de bicicleta usaban radios de madera que solo podían cargarse en compresión, las ruedas de bicicleta modernas usan casi exclusivamente radios que solo pueden cargarse en tensión.
La rueda trasera está sometida a una mayor tensión porque soporta más peso. Los radios de la rueda trasera derecha tienen más probabilidades de fallar. Las ruedas traseras son asimétricas para dejar espacio para grupos de engranajes multipiñón. Esta asimetría significa que los radios de la derecha están dos veces más apretados que los de la izquierda. Los radios se rompen por fatiga y no por fuerza excesiva. [14]
Un extremo de cada radio está roscado para una tuerca especializada, llamada tetina , que se utiliza para conectar el radio a la llanta y ajustar la tensión en el radio. Normalmente se encuentra en el extremo de la llanta. El extremo del buje normalmente tiene una curva de 90 grados para pasar a través del orificio del radio en el buje y una cabeza para que no se deslice por el orificio. Este es el tipo de curvatura en J. Otro tipo son los radios rectos, que no tienen curvatura en el extremo del cubo, solo una cabeza. Los materiales principales para las cabecillas de los radios son el aluminio y el latón.
Los radios de doble conificado tienen un espesor reducido en la sección central y son más ligeros, más elásticos y más aerodinámicos que los radios de espesor uniforme. Los radios de un solo espesor son más gruesos en el buje y luego se estrechan hasta formar una sección más delgada hasta llegar a las roscas de la llanta. [15] También existen radios de triple conificado y son más gruesos en el centro, más delgados en el extremo roscado y más delgados en el medio. [dieciséis]
Los radios suelen tener una sección transversal circular, pero las ruedas de alto rendimiento pueden usar radios de sección transversal plana u ovalada, también conocidos como de láminas, para reducir la resistencia aerodinámica. Algunos radios son tubos huecos. [15]
Los radios de la gran mayoría de las ruedas de bicicletas modernas son de acero o acero inoxidable . La mayoría de los fabricantes y ciclistas prefieren los radios de acero inoxidable por su durabilidad, rigidez, tolerancia a daños y facilidad de mantenimiento. Los radios que no son de acero inoxidable en bicicletas más antiguas o más baratas a veces tienen una superficie tratada mediante galvanización , pintura o, más raramente, cromado , y eventualmente pueden oxidarse. [17] Los radios también están disponibles en titanio, [17] aluminio, [18] fibra de carbono, [17] y materiales no rígidos como compuestos de polietileno. [19]
Las ruedas de bicicleta metálicas convencionales tienen 24, 28, 32 o 36 radios. Las ruedas de los tándems y de las BMX suelen tener 40 o 48 radios para soportar tensiones y peso adicionales. Las bicicletas Lowrider pueden tener hasta 144 radios por rueda. [20] [21] [22]
Las ruedas con menos radios tienen una ventaja aerodinámica, ya que se reduce la resistencia . El número reducido de radios también da como resultado que una sección más grande de la llanta quede sin soporte, lo que requiere llantas más fuertes y, a menudo, más pesadas. Algunos diseños de ruedas también ubican los radios de manera desigual en la llanta, lo que requiere un aro de llanta rígido y una tensión correcta de los radios. Las ruedas convencionales con radios distribuidos uniformemente a lo largo de la circunferencia de la llanta se consideran más duraderas y tolerantes al mantenimiento deficiente. La tendencia más general en el diseño de ruedas sugiere que los avances tecnológicos en los materiales de las llantas pueden dar lugar a una mayor reducción del número de radios por rueda.
El entrelazado es el proceso de pasar radios a través de orificios en el buje y la llanta [23] para que formen un patrón de radios. [24] Si bien la mayoría de los fabricantes utilizan el mismo patrón de cordones en los lados izquierdo y derecho de una rueda, cada vez es más común encontrar ruedas especiales con diferentes patrones de cordones en cada lado. Un radio puede conectar el buje a la llanta de forma radial, lo que crea la rueda más ligera y aerodinámica. [24] Sin embargo, para transferir eficientemente el par del cubo a la llanta, como ocurre con las ruedas motrices o con frenos de tambor o de disco, la durabilidad exige que los radios se monten en ángulo con respecto a la brida del cubo hasta un "patrón de entrelazado tangencial" para lograr la máxima capacidad de torsión (pero mínima rigidez vertical de la rueda). [24] Los nombres de varios patrones de cordones se refieren comúnmente al número de radios que cruza cada radio.
Las ruedas convencionales de 36 o 32 radios se construyen más comúnmente como cross-3 o cross-2, aunque también son posibles otros números cruzados. El ángulo en el que el radio se conecta con el buje no está determinado únicamente por el número cruzado; ya que el número de radios y el diámetro del buje darán lugar a ángulos de radios significativamente diferentes. Para todas las ruedas comunes de radios tensados con radios cruzados, un par aplicado al cubo dará como resultado que la mitad de los radios, llamados "radios principales", se tensen para impulsar la llanta, mientras que la otra mitad, los "radios posteriores", se tensen solo para contrarrestar los radios principales. Cuando se aplica un par de torsión hacia adelante (es decir, durante la aceleración), los radios posteriores experimentan una tensión mayor, mientras que los radios principales se alivian, lo que obliga a la llanta a girar. Al frenar, los radios delanteros se tensan y los radios traseros se alivian. De este modo, la rueda puede transferir el par del buje en cualquier dirección con el menor cambio en la tensión de los radios, lo que permite que la rueda se mantenga firme mientras se aplica el par.
Las ruedas que no necesitan transferir una cantidad significativa de torque desde el cubo a la llanta a menudo se entrelazan radialmente. [24] Aquí, los radios salen del buje perpendicularmente al eje y van directamente a la llanta, sin cruzarse con ningún otro radio - por ejemplo, "cross-0". Este patrón de entrelazado no puede transferir el torque tan eficientemente como el entrelazado tangencial. Por lo tanto, generalmente se prefiere construir una rueda de radios cruzados en la que las fuerzas de par, ya sea de conducción o de frenado, salgan del cubo. En lo que respecta al frenado, los dispositivos de pinza de estilo antiguo que contactan las llantas para aplicar la fuerza de frenado no se ven afectados por los patrones de entrelazado de esta manera porque las fuerzas de frenado se transfieren de las pinzas directamente a la llanta, luego a los neumáticos y luego a la carretera. . Los frenos de disco, sin embargo, transfieren su fuerza a la carretera a través de los radios desde el punto de montaje del disco en el buje y, por lo tanto, se ven afectados por el patrón de entrelazado de manera similar al sistema de transmisión.
Los bujes que previamente se han entrelazado con cualquier otro patrón no deben usarse para el entrelazado radial, ya que los hoyos y abolladuras creados por los radios pueden ser los puntos débiles a lo largo de los cuales la brida del buje puede romperse. Esto no siempre es así: por ejemplo, si el buje utilizado tiene bridas de acero más duras, como las de una bicicleta antigua.
Los fabricantes de ruedas también emplean otros patrones exóticos de entrelazado de radios (como la "pata de gallo", que es esencialmente una mezcla de entrelazado radial y tangencial), así como geometrías de buje innovadoras. La mayoría de estos diseños aprovechan nuevos materiales o métodos de fabricación de alta resistencia para mejorar el rendimiento de las ruedas. Sin embargo, como ocurre con cualquier estructura, no siempre se acepta la utilidad práctica y, a menudo, se pueden optar por diseños de ruedas no estándar por razones únicamente estéticas.
Hay tres aspectos de la geometría de la rueda que se deben ajustar para poder rectificar una rueda. "Alineación lateral" se refiere a la eliminación de desviaciones locales de la llanta hacia la izquierda o hacia la derecha del centro. "Ajuste vertical" se refiere a ajustes de desviaciones locales (conocidas como salto) del radio, la distancia desde el borde hasta el centro del buje. "Plato" se refiere al centrado de izquierda a derecha del plano de la llanta entre las contratuercas en los extremos exteriores del eje. Este plano se determina a su vez como media de las desviaciones locales en la alineación lateral. [25] Para la mayoría de las bicicletas con frenos de llanta, el plato será simétrico en la rueda delantera. Sin embargo, en la rueda trasera, debido a que la mayoría de las bicicletas admiten una rueda dentada trasera (o un grupo de ellas), el plato a menudo será asimétrico: tendrá un ángulo más profundo en el lado sin transmisión que en el lado con transmisión.
Además de los tres aspectos geométricos del centrado, la tensión general de los radios es importante para la durabilidad, la rigidez y la capacidad de absorción de impactos de la rueda. Una tensión demasiado baja provoca que la llanta se deforme fácilmente al impactar con un terreno accidentado. Demasiada tensión puede deformar la llanta, imposibilitando su ajuste y puede disminuir la vida útil de los radios. Los tensiómetros de radios son herramientas que miden la tensión en un radio. Otro método común para hacer estimaciones aproximadas de la tensión de los radios consiste en arrancar los radios y escuchar el tono audible de los radios que vibran. La tensión óptima depende de la longitud y el calibre de los radios (diámetro). Hay tablas disponibles en línea que enumeran las tensiones para cada longitud de radio, ya sea en términos de tensión física absoluta o notas en la escala musical que coinciden con la tensión aproximada a la que se debe afinar el radio. En el mundo real, una rueda correctamente rectificada no tendrá, en general, una tensión uniforme en todos los radios, debido a la variación entre las piezas de las que está hecha la rueda.
Por último, para obtener resultados mejores y duraderos, se debe minimizar el enrollamiento de los radios. Cuando una cabecilla gira, al principio gira el radio, hasta que hay suficiente tensión de torsión en el radio para superar la fricción en las roscas entre el radio y la cabecilla. Esto es más fácil de ver con radios ovalados u ovalados, pero también ocurre en radios redondos. Si se utiliza una rueda con esta tensión de torsión en los radios, es posible que se desenrosquen y provoquen que la rueda se deforme. Los radios aplanados y ovalados se pueden mantener rectos con una herramienta adecuada mientras se gira la cabecilla. La práctica común para minimizar el enrollado en radios redondos es girar la cabecilla más allá de la orientación deseada aproximadamente un cuarto de vuelta y luego girarla hacia atrás ese cuarto de vuelta. [26]
En el ajuste de ruedas, todos estos factores deben equilibrarse gradualmente entre sí. Una práctica comúnmente recomendada es encontrar el peor punto de la rueda y acercarlo un poco más antes de pasar al siguiente peor punto de la rueda.
Los "soportes de alineación" son dispositivos mecánicos para montar ruedas y alinearlas. También es posible rectificar una rueda mientras está montada en la bicicleta: se pueden utilizar pastillas de freno o algún otro punto fijo como marca de referencia, aunque esto es menos preciso.
En un extremo de cada radio hay una tuerca especializada, llamada tetina , que se utiliza para conectar el radio a la llanta y ajustar la tensión en el radio. La tetina generalmente está ubicada en el extremo de la llanta del radio, pero en algunas ruedas está en el extremo del cubo para acercar su peso al eje de la rueda, reduciendo el momento de inercia . Una variante de esto es integrar cabecillas en el buje, cuya brida contiene las roscas para los radios generalmente planos. [27]
Los materiales más comunes utilizados para las tetinas de bicicleta son el latón y el aluminio (a menudo denominados "aleaciones"). Las tetinas de latón son más pesadas que las de aluminio, pero más duraderas. Las tetinas de aluminio ahorran peso, pero son menos duraderas que las de latón y es más probable que se corroan.
Una boquilla en la llanta de una rueda generalmente sobresale de la llanta hacia el centro de la rueda, pero en las ruedas de carreras puede estar interna a la llanta, lo que ofrece una ligera [ cuantificar ] ventaja aerodinámica. [28] [ cita necesaria ]
Se puede formar una rueda en una sola pieza a partir de un material como termoplástico ( nylon relleno de vidrio en este caso), fibra de carbono o aleación de aluminio. El termoplástico se utiliza habitualmente para ruedas BMX económicas. Tienen una presión máxima baja de neumáticos de 45 psi (3 bares o atmósferas). [29] [ verificación fallida ] La fibra de carbono se usa típicamente [ palabras de comadreja ] para volantes de carreras aerodinámicos de alta gama. [ cita necesaria ]
Las ruedas de disco están diseñadas para minimizar la resistencia aerodinámica. Un disco completo suele ser más pesado que las ruedas de radios tradicionales y puede ser difícil de manejar cuando se conduce con viento cruzado. Por este motivo, las organizaciones ciclistas internacionales suelen prohibir las ruedas de disco o limitar su uso a la rueda trasera de la bicicleta. Sin embargo, las federaciones internacionales de triatlón eran (y siguen siendo) menos restrictivas y esto es lo que llevó al crecimiento inicial de la popularidad del uso de las ruedas en la década de 1980.
Una rueda de disco puede ser simplemente un carenado que se engancha a una rueda de radios tradicional, abordando la resistencia que generan los radios al cubrirlos; o el disco puede ser integral a la rueda sin radios en el interior. En este último caso la fibra de carbono es el material elegido. Una rueda de radios con una cubierta de disco puede no ser legal según las reglas de la Unión Ciclista Internacional de la UCI porque es un carenado no estructural, pero nuevamente es aceptable según las reglas de la Unión Internacional de Triatlón de la ITU .
Un compromiso que reduce el peso y mejora el rendimiento en vientos cruzados es un pequeño número (tres o cuatro) de radios de tensión-compresión moldeados integralmente a la llanta, también típicamente de fibra de carbono.
Las ruedas de bicicleta se pueden clasificar según su uso principal.
Para el rendimiento en carreras de ciclismo en carretera existen varios factores que generalmente se consideran [¿ quién? ] el más importante:
Los juegos de ruedas semi-aerodinámicos y aerodinámicos son ahora algo común en las bicicletas de carretera. Las llantas de aluminio siguen siendo las más comunes, pero la fibra de carbono también se está volviendo popular. La fibra de carbono también se está utilizando en las carcasas de los bujes para reducir el peso; sin embargo, debido a la proximidad del cubo al centro de rotación, reducir el peso del cubo tiene menos efecto en la inercia rotacional que reducir el peso de la llanta.
Los juegos de ruedas semi-aerodinámicos [ se necesita aclaración ] y aerodinámicos se caracterizan por una mayor profundidad de llanta , que es la distancia radial entre las superficies más externa e interna de la llanta; una sección transversal triangular o piramidal; y por un menor número de radios, o por ningún radios, con láminas moldeadas de material compuesto que sostienen la llanta. [ cita necesaria ] Los radios también suelen estar aplanados en la dirección de rotación para reducir la resistencia del viento. Estos se llaman radios de láminas . [ cita necesaria ] Sin embargo, los juegos de ruedas aerodinámicos y semi-aerodinámicos tienden a ser más pesados que los juegos de ruedas con radios más tradicionales debido a las formas adicionales de las llantas y los radios. [ se necesita más explicación ] [ cita necesaria ] Más importante aún, las llantas deben ser más pesadas cuando hay menos radios, ya que el espacio sin soporte entre los radios es mayor. Varios fabricantes de ruedas producen ahora ruedas con aproximadamente la mitad de radios que las ruedas tradicionales de mayor rendimiento de los años 80, con aproximadamente la misma inercia de rotación y menos peso total. [ ¿ cómo? ] [ cita necesaria ] Estas mejoras han sido posibles principalmente gracias a aleaciones de aluminio mejoradas para las llantas. [ ¿ investigacion original? ]
La mayoría de los juegos de ruedas de fibra de carbono para cubierta , como los fabricados por Zipp y Mavic , todavía usan piezas de aluminio en la parte de cubierta de la llanta. Ahora están disponibles un mayor número de llantas totalmente de carbono, como Campagnolo Hyperon Ultra Clincher, ruedas Viva v8, ruedas Bontrager's Carbon Clincher, DT Swiss RRC1250, Corima Winium y Aero (también sin cámara, ver más abajo) y juegos de ruedas Lightweight Standard C.
Las bicicletas de turismo, carreras y ciclocross pueden tener objetivos de diseño muy diferentes para sus ruedas. El rendimiento aerodinámico y el bajo peso son beneficiosos para las bicicletas de carretera , mientras que para las de ciclocross la fuerza gana importancia, y para las de turismo, la fuerza vuelve a cobrar mayor importancia. Sin embargo, este diámetro de llanta, idéntico en diámetro a la llanta "29er", es con diferencia el más común en estos estilos de bicicletas. Las ruedas de carretera pueden diseñarse para neumáticos tubulares o de cubierta, comúnmente conocidos como neumáticos "700C".
Estas ruedas experimentaron una breve popularidad en la década de 1990 en las bicicletas de triatlón . [30]
A finales de la década de 2010, comenzaron a aparecer ruedas 650B en las bicicletas de gravel . [30]
Las ruedas de bicicleta de montaña se describen por el diámetro exterior aproximado de la llanta más un neumático ancho de ~2+ pulgadas.
Los neumáticos para cubierta de 24 pulgadas (con cámara de aire) son el tamaño de rueda más común para las bicicletas de montaña para jóvenes. La llanta típica de 24 pulgadas tiene un diámetro de 507 milímetros (20,0 pulgadas) y un diámetro exterior del neumático de aproximadamente 24 pulgadas (610 mm).
Los neumáticos clincher de 26 pulgadas (con cámara de aire) eran el tamaño de rueda más común para las nuevas bicicletas de montaña hasta principios de la década de 2010. [31] Esta tradición se inició inicialmente porque los primeros pioneros de las bicicletas de montaña adquirieron las ruedas para sus primeras bicicletas de bicicletas fabricadas en Estados Unidos en lugar de los estándares europeos más amplios en uso. La llanta típica de 26 pulgadas tiene un diámetro de 559 milímetros (22,0 pulgadas) y un diámetro exterior del neumático de aproximadamente 26,2 pulgadas (670 mm).
Las ruedas de bicicleta de montaña de 27,5 pulgadas [32] [33] [34] [35] [36] (que algunos también denominan 650B [37] [38] utilizan una llanta que tiene un diámetro de 584 mm (23,0 ″) con Los neumáticos anchos y con tacos (≈27,5 ⋅ 2,3 / ISO 58-584) se encuentran aproximadamente en el punto medio entre los estándares de 26 pulgadas (ISO-559 mm) y 29 pulgadas (ISO-622 mm). Tienen algunas de las ventajas de ambos. formatos, con una marcha más suave que una rueda de 26 pulgadas y más rigidez y durabilidad que una rueda de 29”.
Las "ruedas de 29 pulgadas", que también cumplen con el popular estándar de ruedas 700C (622 mm de diámetro para cubierta), se están volviendo más populares no sólo para las bicicletas de ciclocross sino también para las bicicletas de montaña de cross-country. Su diámetro de llanta de 622 milímetros ( 24+1 ⁄ 2 pulgada) es idéntica a la mayoría de las ruedas de bicicletas de carretera, híbridas y de turismo, pero generalmente están reforzadas para una mayor durabilidad en conducción todoterreno. El neumático medio de una bicicleta de montaña de 29 pulgadas tiene la norma ISO 59-622, lo que corresponde a un diámetro exterior de aproximadamente 29,15 pulgadas (740 mm).
32 pulgadas/ISO 686
Se han utilizado ruedas de 32 pulgadas en monociclos y se han apropiado para bicicletas para crear bicicletas más proporcionales para ciclistas más altos. [39]
36 pulgadas/ISO 787
Se han desarrollado ruedas de 36 pulgadas para crear bicicletas más proporcionales para ciclistas más altos. [40]
Hay dos tamaños de ruedas distintos que se describen como 20 pulgadas y ambos se utilizan en el deporte BMX.
Normalmente tienen 20 pulgadas de diámetro (diámetro de llanta de 406 mm), las ruedas de BMX son pequeñas por varias razones: son adecuadas para ciclistas jóvenes y pequeños; su menor coste es compatible con bicicletas económicas; el tamaño los hace más fuertes para soportar las cargas adicionales generadas por los saltos y acrobacias de BMX; y para reducir la inercia rotacional para facilitar la aceleración de las ruedas.
Nominalmente 20 x 1-1/8″ o 20 x 1-3/8″, con un diámetro de llanta de 451 mm. Están destinados a carreras de ciclistas de BMX ligeros y, a veces, se los denomina "skinnies". El tamaño también se utiliza en las clásicas bicicletas británicas plegables o de compras.
Las llantas y neumáticos de bicicleta existían en muchos tipos y tamaños diferentes antes de que se hicieran esfuerzos para estandarizar y mejorar la compatibilidad entre ruedas y neumáticos. La Organización Internacional de Normalización (ISO) y la Organización Técnica Europea de Neumáticos y Llantas (ETRTO) definen un sistema moderno e inequívoco de designaciones de tamaño y procedimientos de medición para diferentes tipos de neumáticos y llantas en la norma internacional ISO 5775 . Por ejemplo:
En la práctica, la mayoría de los neumáticos (y cámaras de aire) que se venden hoy en día llevan, además de la moderna designación ISO 5775-1, algunas marcas de tamaño históricas, que todavía se utilizan ampliamente:
La designación más popular varía según la región y el tipo de bicicleta. Para obtener una tabla de equivalencia completa entre las marcas antiguas y nuevas, consulte el artículo ISO 5775 , la tabla en el Anexo A de la norma ISO 5772, así como Tire Sizing de Sheldon Brown .
La mayoría de las bicicletas de carretera y de carreras actuales utilizan llantas de 622 mm de diámetro (700C), aunque las llantas de 650C son populares entre los ciclistas y triatletas más pequeños. El tamaño 650C tiene un diámetro ISO de 571 mm. El tamaño 650B es de 584 mm y el 650A es de 590 mm. La 650B se promociona como la "mejor de ambos mundos" en tamaño para ciclismo de montaña. [41] La mayoría de las bicicletas de montaña para adultos utilizan ruedas de 26 pulgadas. Las bicicletas de montaña para jóvenes más pequeñas utilizan ruedas de 24 pulgadas. Las ruedas más grandes 700C ( 29 pulgadas) han gozado de cierta popularidad recientemente entre los fabricantes de bicicletas todoterreno. Estas llantas tienen el mismo diámetro de asiento del talón que las ruedas 700C y generalmente son compatibles con cuadros y neumáticos de bicicleta diseñados para el estándar 700C; sin embargo, las llantas designadas como 29 pulgadas están diseñadas para neumáticos más anchos que las llantas designadas 700C, por lo que el espacio libre del marco puede ser un problema. . El otrora popular tamaño de rueda de 27 pulgadas (630 mm) ahora es poco común.
El tamaño de las bicicletas para niños suele basarse principalmente en el diámetro de la rueda en lugar de en la longitud del tubo del sillín (a lo largo de la entrepierna del ciclista). Así, todavía se encuentra una amplia gama de ruedas de bicicleta pequeñas, que van desde 239 mm (9,4 pulgadas) de diámetro hasta 400 mm (16 pulgadas).
También se encuentran tamaños de ruedas más pequeños en las bicicletas plegables para minimizar el tamaño plegado. Estos varían desde 16 pulgadas de diámetro (por ejemplo, Brompton ) hasta 20 pulgadas (por ejemplo, Bike Friday ), hasta incluso 26 pulgadas.
Las llantas también vienen en una variedad de anchos para brindar un rendimiento óptimo para diferentes usos. Las llantas de carreras de carretera de alto rendimiento son estrechas, de aproximadamente 18 mm. Los neumáticos de turismo más anchos o todoterreno duraderos requieren llantas de 24 mm de ancho o más. [42]
La rueda común de "26 pulgadas" que se utiliza en bicicletas de montaña y cruceros de playa es de tamaño americano y utiliza una llanta de 559 mm, tradicionalmente con bordes en forma de gancho.
Hay otros cuatro tamaños de "26 pulgadas" (designación británica) o "650" (francés), desde los neumáticos estrechos hasta los más anchos, que tradicionalmente medían todos el mismo diámetro exterior. [37] [43]
Los anchos de los neumáticos y las designaciones de ancho ISO correspondientes pueden variar, aunque el diámetro exterior de la rueda sigue siendo aproximadamente el mismo. [46]
Tradicionalmente existían cuatro tamaños diferentes de rines de 28 pulgadas de diámetro, desde los neumáticos estrechos hasta los más anchos, todos medían el mismo diámetro exterior, los cuales coinciden con cuatro familias diferentes de 700 tamaños de neumáticos, estos son 700, 700A, 700B y 700C. . Las llantas más grandes (ISO 647 mm/642 mm) con neumáticos más estrechos ya no están disponibles. [37] [47] [48]
Hay una serie de variables que determinan la resistencia a la rodadura: la banda de rodadura, el ancho, el diámetro, la construcción del neumático, el tipo de cámara (si corresponde) y la presión son importantes.
Las ruedas de menor diámetro, en igualdad de condiciones, tienen una mayor resistencia a la rodadura que las ruedas más grandes. [49] "La resistencia a la rodadura aumenta casi en proporción a medida que el diámetro de la rueda disminuye para una presión de inflado constante dada". [50]
Debido al hecho de que las ruedas giran y se trasladan (se mueven en línea recta) cuando se mueve una bicicleta, se requiere más fuerza para acelerar una unidad de masa en la rueda que en el cuadro. En el diseño de ruedas, reducir la inercia rotacional tiene el beneficio de obtener ruedas con mayor capacidad de respuesta y aceleración más rápida. Para lograr esto, los diseños de ruedas emplean materiales de llanta más livianos, moviendo las cabecillas de los radios al buje o usando cabecillas más livianas, como las de aluminio. Sin embargo, tenga en cuenta que la inercia rotacional es un factor sólo durante la aceleración (y la desaceleración/frenado). A velocidad constante, la aerodinámica es un factor importante. Para escalar, la masa total sigue siendo importante. Consulte Rendimiento de la bicicleta para obtener más detalles.
Las pestañas de los cubos de las ruedas de bicicleta modernas con radios tensados siempre están espaciadas más que donde los radios se unen a la llanta. Cuando se ven en sección transversal, los radios y el cubo forman un triángulo, una estructura que es rígida tanto vertical como lateralmente. En tres dimensiones, si los radios estuvieran cubiertos (visualice papel cubriendo los radios en cada lado), formarían dos conos o "platos". Cuanto mayor sea la separación entre las pestañas del buje, más profundos serán los platos y más rígida y resistente podrá ser la rueda lateralmente. Cuanto más verticales sean los radios, menos profundo será el plato y menos rígida será la rueda lateralmente.
Los platos a cada lado de una rueda no siempre son iguales. El conjunto de engranajes (rueda libre o casete) de una rueda trasera y los rotores de freno de disco, si están instalados, ocupan ancho en el buje, por lo que las bridas pueden no estar ubicadas simétricamente con respecto al plano central del buje o de la bicicleta. Dado que el borde debe estar centrado, pero las pestañas del cubo no, existe una diferencia en el plato entre los dos lados. Una rueda tan asimétrica se llama rueda "abombada". El lado de la rueda con menos plato tiene radios ligeramente más cortos pero con una tensión significativamente mayor que el lado con más plato. Se han probado varias técnicas diferentes para minimizar esta asimetría de los radios. Además de la geometría del buje modificada, algunas llantas tienen orificios para los radios descentrados y el montaje de los radios con curvatura en J comunes en la brida del buje se puede modificar "hacia dentro" o "hacia fuera". [51]
Se puede utilizar un soporte de alineación o un medidor de plato para medir la posición de la llanta con respecto al cubo. Así, "dishing" también se utiliza para describir el proceso de centrar la llanta en el cubo, incluso en el caso de ruedas simétricas. [52]
La rigidez de una rueda de bicicleta se puede medir en tres direcciones principales: radial, lateral y torsional. La rigidez radial es principalmente una medida de qué tan bien la rueda absorbe los golpes de la superficie sobre la que rueda. La rigidez lateral, especialmente de la rueda delantera, influye en el manejo de la bicicleta. La rigidez torsional o tangencial es una medida de qué tan bien la rueda transmite las fuerzas de propulsión y frenado, si se aplican en el buje, como en el caso de los frenos de buje o de disco.
Varios factores afectan estas rigideces en diversos grados. Estos incluyen el radio de la rueda, la flexión de la llanta y la rigidez torsional, el número de radios, el calibre de los radios, el patrón de entrelazado, la rigidez del buje, el espaciado entre las pestañas del buje y el radio del buje. [53] En general, la rigidez lateral y radial disminuye con el número de cruces de radios y la rigidez torsional aumenta con el número de cruces de radios. Un factor que tiene poca influencia sobre estas rigideces es la tensión de los radios. [54]
Sin embargo, demasiada tensión en los radios puede provocar un fallo catastrófico en forma de pandeo . [55] El "factor más importante que afecta la rigidez del sistema de radios laterales" es el ángulo entre los radios y el plano medio de la rueda. Por lo tanto, cualquier cambio que aumente este ángulo, como aumentar el ancho del cubo, manteniendo constantes todos los demás parámetros, aumenta la resistencia al pandeo. [56]
el eje hembra será más ligero y resistente. Esto se debe a que cuando se reduce el ancho del eje, se reduce el peso y se aplica menos palanca sobre el eje durante los trucos con clavijas.
Tendrás que "volver a colocar" la rueda tirando del borde hacia la derecha.
... La desventaja de esto es que tirar de la llanta hacia la derecha aumenta la diferencia de tensión entre los radios izquierdo y derecho, lo que da como resultado una rueda algo más débil.
Diámetro.
Los diámetros comunes incluyen 8 mm, 9 mm, 9,5 mm y 10 mm, 5/16″ y 3/8″ (3/8″ es generalmente intercambiable con 9,5 mm).
La distancia entre pestañas le da a la rueda su resistencia lateral.
Las ruedas con una separación estrecha entre pestañas y muchas marchas son menos adecuadas para caminos en mal estado que aquellas con una separación más amplia y menos marchas.
Los cubos de brida grande no ofrecen ninguna ventaja funcional y tienen la desventaja de un peso añadido.
Las bicicletas tándem conducidas agresivamente son una excepción.
Llantas de 144 radios montadas en Kendras de 20x1,75
ató un par de ruedas Phoenix de 144 radios
un juego de llantas de 144 radios envueltas con paredes blancas de 20x1,75.
De los 144 radios, Freddie eligió torcer 72 de ellos.
Enroscar los radios en los bujes hace que sea más fácil ajustarlos porque los radios se enrollan mucho menos que sus homólogos de acero.
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