Nasz obecny kierunek ewolucji rowerów staje się coraz bardziej technologiczny i można go wręcz uznać za prototyp rowerów przyszłości. Na przykład, sztyca siodełka może teraz wykorzystywać technologię Bluetooth do bezprzewodowego sterowania podnoszeniem. Wiele komponentów nieelektronicznych ma również wyszukaną konstrukcję i bardziej elegancki wygląd. Jeśli chodzi o komponenty nieelektroniczne, nasza technologia i kunszt wykonania stale się rozwijają. Na przykład, podeszwy naszych butów z blokadą były kiedyś wykonane z gumy jako głównego materiału, ale obecnie większość podeszew butów z blokadą wykorzystuje włókno węglowe lub szklane jako główny element. Wykonane z wysokiej jakości materiałów, które znacznie zwiększają twardość podeszwy, dzięki czemu zapewnia ona doskonałe przenoszenie siły i znacznie poprawia wydajność transmisji. Jest jednak jeden element, który, pomimo wysiłków wielu inżynierów, wciąż nie może zmienić swojego statusu: nypel szprychy.
Oczywiście, niektóre marki kół mają specjalnie zaprojektowane nyple, które lepiej pasują do ich kół. Większość nypli ma fabrycznie nałożony klej do śrub na gwinty szprych, co skutecznie zapobiega ich luzowaniu się pod wpływem drgań podczas użytkowania roweru, ale w rzeczywistości nyple te są wykonane z aluminium lub mosiądzu.
Od ponad pięćdziesięciu lat mosiądz jest głównym materiałem, z którego wykonuje się nyple do szprych. W rzeczywistości mosiądz jest bardzo powszechnym materiałem w naszym otoczeniu. Na przykład większość materiałów, z których wykonane są narzędzia, takie jak klamki do drzwi i sekstanty żeglarskie, jest wykonana z mosiądzu.
Dlaczego więc nyple nie mogą być wykonane ze stali nierdzewnej, tak jak szprychy? A prawie żadna część naszych rowerów nie jest wykonana z mosiądzu. Jaką magiczną moc ma mosiądz, żeby zrobić z niego nyple do szprych? Mosiądz to w rzeczywistości stop miedzi, składający się głównie z miedzi i niklu. Charakteryzuje się wysoką wytrzymałością, dobrą plastycznością i dobrze znosi niskie i wysokie temperatury. Jednak materiał, z którego wykonane są nyple do szprych, nie jest w 100% czystym mosiądzem – na powierzchni będzie warstwa białego lub czarnego tlenku, który oczywiście ujawni prawdziwy kolor mosiądzu po zetarciu powłoki.
Mosiądz jest z natury bardziej miękkim materiałem niż stal nierdzewna, dzięki czemu poddaje się większemu rozciąganiu pod obciążeniem. Podczas pracy szprycha jest zawsze poddawana działaniu zmiennego napięcia. Niezależnie od tego, czy jeździsz na rowerze, czy budujesz koło, nakrętki i śruby są ze sobą połączone, ponieważ podczas dokręcania gwinty ulegają niewielkim odkształceniom. To właśnie opór materiału przeciwdziałający tym odkształceniom sprawia, że śruby zazwyczaj dobrze dokręcają się, a czasami potrzebne są podkładki sprężyste. Zwłaszcza gdy szprychy są poddawane nieprzewidywalnym naprężeniom, dodatkowe ugięcie zapewniane przez mosiądz nieco stabilizuje tarcie.
Ponadto mosiądz jest naturalnym środkiem smarnym. Jeśli szprychy i nyple są wykonane ze stali nierdzewnej, istnieje duże prawdopodobieństwo wystąpienia problemów ze zużyciem. Ścieranie oznacza, że pewna ilość jednego materiału zostaje zeskrobana i przytwierdzona do innego materiału, pozostawiając niewielki krater w materiale pierwotnym i niewielką wypukłość w drugim materiale. Jest to podobne do efektu spawania tarciowego, gdzie ekstremalne siły łączą się z ruchem ślizgowym lub obrotowym między dwiema powierzchniami, powodując ich połączenie.
Jeśli chodzi o łączenie, mosiądz i stal to różne materiały, co powinno być niedopuszczalne, jeśli chcesz uniknąć korozji. Nie wszystkie materiały mają jednak te same właściwości, a połączenie dwóch różnych metali zwiększa prawdopodobieństwo „korozji galwanicznej”, o której mówimy, gdy mówimy o korozji, gdy łączymy ze sobą różne metale, w zależności od „anody” każdego indeksu materiałowego. Im bardziej podobne indeksy anodowe dwóch metali, tym bezpieczniejsze jest ich łączenie. Co ciekawe, różnica indeksu anodowego między mosiądzem a stalą jest znacznie mniejsza. Indeks anodowy materiałów takich jak aluminium znacznie różni się od indeksu anodowego stali, dlatego nie nadaje się on do nypli szprych ze stali nierdzewnej. Oczywiście niektórzy rowerzyści będą ciekawi, co jeśli niektórzy producenci stosują szprychy ze stopu aluminium z nyplami ze stopu aluminium? Oczywiście, nie stanowi to problemu. Na przykład zestaw kół Fulcrum R0 wykorzystuje szprychy ze stopu aluminium i nyple ze stopu aluminium dla lepszej odporności na korozję i mniejszej wagi.
Po omówieniu stali nierdzewnej i stopu aluminium, nie sposób nie wspomnieć o stopie tytanu. W rzeczywistości nie ma dużej różnicy w współczynniku anodowania między szprychami ze stopu tytanu a szprychami ze stali nierdzewnej, a ponadto nadają się one doskonale do montażu w rowerach jako nakładki na szprychy. W przeciwieństwie do zastąpienia mosiężnych nypli nyplami ze stopu aluminium, co może znacznie zmniejszyć wagę, w porównaniu z mosiężnymi nyplami, nyple ze stopu tytanu mogą zasadniczo zmniejszyć wagę w sposób praktycznie niezauważalny. Innym ważnym powodem jest to, że koszt stopu tytanu jest znacznie wyższy niż koszt mosiądzu, zwłaszcza gdy jest on dodawany do delikatnego elementu, takiego jak nakładka na szprychy, co dodatkowo zwiększa koszt zestawu kół rowerowych. Oczywiście nyple szprych ze stopu tytanu mają wiele zalet, takich jak lepsza odporność na korozję i piękny połysk, który jest bardzo przyjemny. Takie nyple ze stopu tytanu można łatwo znaleźć na platformach takich jak Alibaba.
To odświeżające widzieć na naszych rowerach projekty inspirowane technologią, jednak prawa fizyki dotyczą wszystkiego, nawet „przyszłych” rowerów, którymi jeździmy dzisiaj. Zatem, dopóki w przyszłości nie zostanie znaleziony bardziej odpowiedni materiał lub dopóki ktoś nie stworzy tańszego, w pełni karbonowego zestawu kół rowerowych, ten rower będzie wykonany z włókna węglowego, w tym obręcze, piasty, szprychy i nyple. Dopiero wtedy mosiężne nyple są łamane.
Czas publikacji: 26 grudnia 2022 r.

