Rodzaje szprych
Regularnie otrzymujemy zapytania w stylu „czy dostanę jedną szprychę?”, a na pytanie jaka szprycha jest potrzebna zwykle dostajemy odpowiedź „standardowa do koła szosowego” (w przypadku użytkowników rowerów niespecjalnie interesujących się technicznymi zagadnieniami) lub „okrągłą, prostą, czarną Sapim” (to zazwyczaj słyszymy od serwisantów z warsztatów dzwoniących z różnych zakątków Polski). Wnioskujemy po tym, że nie wszyscy wiedzą (i nikogo za to nie winimy), że większość producentów ma w ofercie szprychy o różnym cieniowaniu, kształcie i rodzaju gięcia (Straight Pull lub J-bend) oraz że zamontowanie różnych szprych w jednym kole, obok siebie, może skutkować ich późniejszym pękaniem. Szprychy na pierwszy rzut oka nie różnią się zbytnio, dlatego uznaliśmy, że warto rzucić nieco światła na ten temat.
Podstawowe fakty:
- liczba i pole przekroju szprych odpowiadają w głównej mierze za sztywność i trwałość koła;
- dobór liczby i średnicy przekroju szprych w kołach musi uwzględniać przeznaczenie kół (szosa, gravel, XC, enduro) oraz wagę zawodnika z rowerem i ewentualnym bagażem;
- pożądana finalna masa kompletu kół nie powinna mieć wpływu na dobór modelu szprych – chyba, że koła mają służyć tylko do bicia rekordu niskiej wagi, a nie do jazdy. Poszukiwanie możliwości redukcji wagi w szprychach zawsze wiąże się z obniżeniem sztywności bocznej koła, a w pewnych przypadkach (np. zapieczony Sapim Laser albo DT Revolution Straight Pull) całkowicie uniemożliwia późniejsze centrowanie koła;
- spłaszczony kształt przekroju aerodynamicznych szprych nie podnosi magicznie sztywności bocznej koła (a właściwie ją obniża), za to zupełnie zwyczajnie podnosi koszt szprych o 200-300%. Główną zaletą płaskich szprych jest poprawa aerodynamiki występująca przy wysokich prędkościach rzędu 40-50 km/h (dlatego też nie znajdziecie ich w żadnym naszym komplecie kół MTB);
- pod względem kształtu łebka szprychy dzielą się na J-bend i Straight Pull. Wybór konkretnego typu definiowane jest przez kształt kołnierzy piasty i ma niewielki, jednak zauważalny wpływ na parametry koła.
Straight Pull vs. klasyczne J-bend
Szprychy Straight Pull (SP) czyli z prostym łebkiem przestały już być egzotycznym udziwnieniem i na dobre weszły do oferty większości ważniejszych producentów kół. Idea, która przyświecała inżynierom przy ich wdrażaniu jest prosta – eliminacja najsłabszego punktu szprychy, czyli jej gięcia, powinna przełożyć się na niższą tendencję do ich pękania, a więc zaowocować wyższą bezawaryjnością. Połączenie szprych SP z misternie wyfrezowanym kołnierzem piasty, dostosowanym do nich, to konstrukcja technicznie doskonalsza niż dobrze znane szprychy z gięciem (J-bend) przeplecione przez tradycyjny kołnierz. Jednak każdy kij ma dwa końce – zmiana sposobu mocowania szprych w kołnierzach piast pociąga za sobą szereg konsekwencji wpływających na konstrukcję całego koła.
Proste szprychy – zalety i wady
- Najważniejszą zaletą szprych SP jest ich teoretyczna wyższa trwałość z powodu eliminacji ich gięcia. W praktyce szprychy najczęściej pękają na drugim końcu, na pierwszych zwojach gwintu, a na to konstrukcja z prostym łebkiem nie jest w stanie pomóc. Ponadto pękające szprychy to problem, na który ma wpływ szereg czynników, z których najważniejsze zależą od kompetencji kołodzieja, który budował koło. W starannie złożonych kołach z umiejętnie dobranych komponentów pękające szprychy są rzadkością;
- niższa masa piast z kołnierzami do nich dostosowanymi. Oszczędność ta jest niewielka – kilka do kilkunastu procent, oraz występuje w miejscu, które nie ma wpływu na to jak koła zachowują się w czasie jazdy (masa piast skumulowana jest blisko osi obrotu koła, a więc nie wpływa znacząco na moment bezwładności kół), ale jest faktem;
- ostatnia kwestia dotyczy estetyki. O gustach się nie dyskutuje, ale większość osób zgodzi się, żę piasty SP mają bardziej atrakcyjny wygląd niż klasyczne J-bendy.
To by było na tyle jeśli chodzi o zalety tego rozwiązania. Przejdźmy do minusów szprych z prostym łebkiem.
- kołnierze piast SP mają skomplikowaną, trudną w produkcji konstrukcję. Duże nakłady pracy obrabiarek CNC znacząco wpływają na ostateczny koszt piast;
- niższa sztywność boczna kół SP – konstrukcja kołnierzy SP wymaga tego, by były przesunięte bliżej środka piasty, co przekłada się na obniżenie sztywności bocznej. Ponadto piasty SP wymagają stosowania szprych dłuższych o kilka do kilkunastu milimetrów, co również wpływa negatywnie na sztywność;
- ostatni problem dotyczy niższej dostępności szprych SP. Jeżeli pęknie Ci szprycha SP w trasie, na wyprawie, daleko od domu i zaprzyjaźnionego kołodzieja, możesz mieć problem ze znalezieniem zastępczej na podmianę. Zwykłe szprychy J-bend dostaniesz w praktycznie każdym sklepie rowerowym na świecie.
Striaght Pulle zdobyły rynek prawdopodobnie głównie ze względu na swój nowoczesny i atrakcyjny wygląd, ale to nie znaczy, że technicznie są lepsze niż J-bendy. Niektórzy producenci piast, jak na przykład Chris King, Onyx czy White Industries nie ulegli trendowi na proste szprychy i twardo trzymają się klasycznych kołnierzy. A straight pull to wcale nie taki nowoczesny pomysł, czego dowodzi zdjęcie piasty pochodzącej z końca XIX wieku.
Wytrzymałość szprych
Zdarza się, że klienci wymagają od nas, żeby ich koła złożyć na konkretnym modelu szprych uzasadniając to zasłyszanymi od innych zawodników rewelacjami lub bazując na parametrach podanych na stronie producenta. Pierwszy argument oczywiście zamyka wszelkie dyskusje, w tym drugim przypadku natomiast różnice w wytrzymałości wynikają z różnych rodzajów stali użytych do produkcji poszczególnych modeli. Sapim podaje siłę, przy której następuje zerwanie szprychy – przykładowo dla środkowej sekcji szprychy Sapim Laser producent podaje wytrzymałość 1500 N/mm2, a dla szprychy Sapim Strong 1250 N/mm2. Na pierwszy rzut oka wydawać by się mogło, że ta druga jest słabsza, jednak wartości podane są w przeliczeniu na mm2 i porównywać je można dopiero po obliczeniu pola przekroju. Z tej nieścisłości wynika właśnie przekonanie, że szprycha CX-Ray jest „najmocniejszą szprychą na świecie” – dla materiału w środkowej jej sekcji podana jest najwyższa wśród wszystkim modeli Sapima wartość 1600 N/mm2 – oczywiście w przeliczeniu na milimetr kwadratowy. O kilka kwestii zapytaliśmy Marcina, który jest przedstawicielem marki Sapim na Europę Wschodnią:
– Dlaczego na stronie podawana jest wytrzymałość środkowej sekcji dla powierzchni 1 mm2 zamiast wartości określającej wytrzymałość danej szprychy?
– Podajemy wytrzymałość środkowej sekcji, ponieważ w tym miejscu cieniowane szprychy są najcieńsze. Ma to znaczenie przy obliczaniu pola przekroju szprychy – w przypadku szprych cieniowanych zmienia się ono w zależności od sekcji. To prawda, że skoro podajemy wytrzymałość sekcji środkowej, to moglibyśmy podawać ją w odniesieniu do pola przekroju, jednak jest to powszechnie przyjęty sposób przedstawienia wytrzymałości szprych większości producentów.
– Jakie jest pole przekroju środkowej sekcji CX-Ray, a jakie CX-Sprint? (pole koła obliczyć jest łatwiej niż pole owalu)
– Pole przekroju środkowej sekcji szprychy CX-Ray jest takie samo jak szprychy Laser, a CX-Sprint takie samo jak Sprint. Półproduktem użytym w produkcji szprych aero są szprychy cieniowane, które spłaszczamy. Pole powierzchni nie zmienia się.
– Czy oprócz właściwości aerodynamicznych płaskie szprychy są w czymś lepsze od okrągłych odpowiedników zapewniających porównywalną sztywność?
– Sztywność boczna jest mniejsza, ale radialna jest wyższa. Dzięki temu uzyskujemy lepszą transmisję mocy. Ponadto proces spłaszczania szprych zwiększa ich wytrzymałość.
– Czy Sapim ma w planach wprowadzenie nowych modeli, jeśli tak to w jakim kierunku będzie rozwijać swoją ofertę?
– Nowe projekty są w trakcie badań, jednak nie mogę udzielić żadnych informacji.
– Jaka jest Twoja ulubiona szprycha?
– Ograniczając się do szprych aftermarketowych, zdecydowanie CX-Ray ze względu na dużą wytrzymałość oraz niską wagę. Również budowanie kół jest stosunkowo łatwe dzięki możliwości przytrzymania szprychy, a więc łatwo zapobiec jej skręcaniu. Następną w kolejności jest D-light, który daje większą sztywność boczną koła i jest mniej podatny na uszkodzenia mechaniczne. Ale lubię też szprychę Strong, idealną dla cięższych riderów i rowerów do „zadań specjalnych”.
Poniżej przedstawiamy modele szprych Sapima z obliczonym polem przekroju pomnożonym przez wartość określającą wytrzymałość środkowej sekcji poszczególnego modelu.
Szprychy okrągłe:
Sapim Strong 3,14 mm2 x 1250 N/mm2 = 3925 N
Sapim Force 2,54 mm2 x 1400 N/mm2 = 3556 N
Sapim Leader 3,14 mm2 x 1130 N/mm2 = 3548 N
Sapim Race 2,54 mm2 x 1300 N/mm2 = 3302 N
Sapim Sprint 2,26 mm2 x 1300 N/mm2 = 2938 N
Sapim D-Light 2,10 mm2 x 1370 N/mm2 = 2877 N
Sapim Laser 1,76 mm2 x 1500 N/mm2 = 2640 N
Oraz płaskie szprychy:
Sapim CX-Sprint 2,26 mm2 x 1300 N/mm2 = 2938 N
Sapim CX-Ray 1,76 mm2 x 1500 N/mm2 = 2640 N
Jak łatwo wywnioskować z powyższej listy płaska szprycha CX-Sprint ma takie samo pole przekroju jak jej okrągły odpowiednik – Sapim Sprint, identycznie w przypadku CX-Raya i Lasera. Wynika to z tego, że płaskie szprychy to po prostu rozwalcowane okrągłe, pole przekroju zostaje takie samo, zmienia się jedynie jego kształt.
Które szprychy wybrać?
Dobór adekwatnych szprych o odpowiedniej długości ma bezpośredni wpływ na trwałość kół i w bardzo wielu przypadkach, gdy ktoś sam dobiera komponenty kół i przynosi do złożenia (albo przynosi już zaplecione „tylko do wycentrowania”), jesteśmy zmuszeni odmówić z poniższych względów:
- za krótkie lub za długie szprychy;
- nieodpowiedni rodzaj nypli do danej obręczy;
- wybór modelu szprych nieodpowiedni do wagi zawodnika lub przeznaczenia kół;
- brak zapobiegającego zapiekaniu smaru na gwintach;
- niepoprawny zaplot, np. krzyż wypadający nad wentylem;
- niewłaściwy dobór komponentów – na przykład użycie symetrycznej obręczy do w przypadku, gdy rozstaw kołnierzy piasty wymaga obręczy asymetrycznej;
- zaplecenie obręczy stroną oznaczoną jako „drive side” w stronę nienapędową itd. itp.
Nawet jeśli pracujemy na dostarczonych częściach chcemy dać gwarancję na odpowiednio wykonaną pracę co jest wykluczone przy nieprawidłowym doborze komponentów. Jeśli posiadasz piasty lub obręcze, których chciałbyś użyć w swoich nowych kołach postaramy się dobrać najbardziej odpowiednie dla Ciebie szprychy i nyple – jest to wliczone w koszt budowy kół.
