Pyöräilyllä on pitkät perinteet, mikä on hieno asia, mutta se tulee myös muutamien haittapuolien kanssa, joista yksi on pitkään vallinneissa perinteissä hanakasti kiinni pitäminen. Varhaisimpia trendejä oli runkojen vaakaputkien asettaminen kirjaimellisesti vaakatasoon (käypä peruste nimen käytölle), maantiellä kapeiden renkaiden ja kovien rengaspaineiden käyttö ajatuksella, että mitä kapeampi ja kovempi rengas, sitä parempi rullaavuus. Maastopyöräilyssä runkogeometria oli pitkään jumittunut maantiepyörien pohjalta kehitettyyn malliin, kunnes moderni tai Forward-geometria – miksi sitä haluaakaan nimittää – sai jalansijaa muutamalta pioneerin taakan kantaakseen ottavalta valmistajalta, joihin lukeutuvat Mondraker, Geometron ja kotimainen Pole Bicycles.
Kampien mitta on yksi pyörien spekseihin liittyvä ominaisuus, jonka taustalle ei ole saatu etenkään maastoajossa näpeissä tuntuvia perusteita, mittausdataa tai tutkimustietoa. ”Näin on aina ennenkin tehty” -perustelu on kantanut vuodesta toiseen, kuten se teki runkomitoituksen kohdalla. Tässä jutussa pohditaan kammen pituutta erityisesti maastoajon näkökulmasta niin tutkimustiedon kuin subjektiivisten kokemusten kautta.
Kampi on vipuvarsi
Kampi toimittaa vipuvarren roolia voimansiirrossa, joka välittää kuskin poljinliikkeen rattaiden ja ketjun kautta takapyörälle eteenpäin suuntautuvaksi liikkeeksi. Poljinliikkeestä saatava vääntömomentti koostuu kahdesta tekijästä:
1) Poljinvoima
2) Vipuvarren pituus
Mitä enemmän jokaiseen poljinkierrokseen taakse saa voimaa ja mitä pidemmällä vipuvarrella se tehdään, sitä suurempi vääntömomentti.
Poljintehoon päästään kiinni, kun huomioidaan tahti, jolla työtä tehdään. Tässä kohtaa kadenssi eli pyöritysnopeus tarvitaan yhtälöön mukaan. Lyhyt kaavan pyörittely on tässä kohdallaan, jossa P=Teho, F=Poljinvoima, V=(Poljin)nopeus, T=Aika, S=Etäisyys (tässä tapauksessa polkimen liikkeen muodostama ympyräkehä), L=Kammen mitta.
Pienellä pyörittelyllä päästään kiinni tehoon.
Alimman rivin yhtälön osoittajasta löytyvät muuttujat F ja L, kun taas nimittäjässä T. Tämä tarkoittaa, että mitä suurempi F eli voima ja L eli kammen pituus ovat, sitä suurempi tehontuotto. Vastaavasti, mitä pienempi käytetty aika on eli mitä vähemmän aikaa poljinkierrokseen kuluu (korkeampi kadenssin), sitä suurempi tehontuotto jälleen on.
Mitä enemmän polkimelle kohdistaa voimaa, mitä pidemmällä kammella ja mitä nopeammin sen tekee, sitä nopeammin pyörä liikahtaa! Tämä ei ole millään muotoa uutinen, mutta teoriapohjaa on hyvä käydä ainakin lyhyesti läpi. Kaikki tämä on tehty oletuksella, että välityssuhde on vakio. Vaihteilla on totta kai oleellinen rooli ja niillä kadenssi pyritään pitämään optimialueella poljinliikettä ajatellen lihastyön ja energiantuoton näkökulmasta.
Tällä päättelyllä voisi ajatella, että pitkät kammet tarjoavat selvää etua, ainakin siihen asti, kunnes poljin alkaa raapimaan maata huippuunsa asti hiotun poljinliikkeen aikana, joka tunnetaan lontooksi termillä magnificient stroke.
Elimistö ei ole kone
Jos polkimien pyörittämiseen rakennettaisiin kone, se olisi edullista suunnitella niin, että voimantuotto on tasainen koko poljinkierroksella. Elimistö ei toimi kuitenkaan näin ja voiman- sekä tehontuotto vaihtelevat poljinkierroksen kohdan mukaan. Voimakkain kohta on kellotauluvertausta käytettäessä noin kello 14-17 välillä. Dead spot eli niin sanottu kuolonkohta sijaitsee kello 12/18 kohdassa, jossa kammet ovat pystysuorassa.
Poljinliikkeen tapahtumia voi kartoittaa polaarisella voimakäyrällä, joka löytyy vakiona mm. kaikista Wattbike-pyöristä. Tämän jutun tarkoituksena ei ole lähteä ruotimaan sen tarkemmin, että mistä voimantuoton profiili ja polaarisen voimakäyrän muoto poljinliikkeessä johtuvat. Yksinkertainen ja käypä selitys on kuitenkin mahdollista tarjota.
Kello 14-17 välillä voimaa tuotetaan (ala)vartalon suurimmilla lihasryhmillä: etureisillä ja pakaroilla. Lisäksi voimantuotolle suosiollinen momenttivarsi on tässä kohtaa suurimmillaan kammen asennon ansiosta. Poljinliikkeen aikana takajalalla ylös vetäminen – joka ei ole täysin ongelmaton neuvo tai ajatusmalli – tapahtuu sen sijaan pääasiassa takareiden ja lonkankoukistajien lihaksilla, jotka eivät pysty kilpailemaan samoja niveliä ojentavien lihasryhmien kanssa.
Lue lisää avo- ja lukkopoljinten eroista poljinliikkeen näkökannalta aiemmin ilmestyneestä artikkelista.
Avo- vs. lukkopolkimet – mitä oikeasti tiedämme?
Tutkittua tietoa
Asian kanssa ei olla onneksi pelkästään arvelujen varassa, sillä kampien pituuden vaikutusta on tutkittu runsaasti. Alla on lueteltuna kiinnostavimpia tutkimuksia ja niiden johtopäätöksiä aiheeseen liittyen.
The effect of bicycle crank-length variation upon power performance. Inbar, ym. 1982.
- 30 sekunnin mittaisessa satulassa tehdystä sprintistä huippu- ja keskitehot eivät muuttunut merkittävästi kampien pituuksien ollessa välillä 125-225 mm – siis 10 cm vaihteluvälillä!
- Optimipituudeksi valikoitu 165 mm ja tehovaihtelu oli pientä 150-200 mm kampien pituudella.
- Yleisesti voidaan suositella 175 mm kammen pituutta, mutta ajajien yksilöllisten erojen huomiotta jättäminen voi aiheuttaa suorituskyvylle pullonkaulan.
- 16 kokenutta pyöräilijää teki maksimaalisen sprintin käyttäen kuutta eri kammen pituutta: 120, 145, 170, 195 ja 220 mm.
- Maksimiteho oli huomattavasti korkeampi 145 ja 170 mm kammilla kuin 120 ja 220 mm kammilla.
- Poljinliikkeen kehänopeus (käytetty termi pedaling speed) ja tahti (rate) kohdistavat erilaiset vaatimukset hermo-lihasjärjestelmälle. Ensimmäinen painottaa lihasten supistumisnopeutta, toinen hermo-lihasjärjestelmän aktivaatiota (excitation).
- Tutkijat päätyivät suositukseen optimaalisesta kammen mitasta, joka on 20 % jalan pituudesta tai 41 % sääriluun pituudesta.
- Vaikka tuloksissa oli eroa kammen pituudesta riippuen, standardit 170 mm kammet tuottavat todennäköisesti hyvän tuloksen suurella osaa aikuisikäistä väestöä.
Effect of crank length on joint-specific power during maximal cycling. Barratt, ym. 2011.
- Tavoitteena oli tutkia kampien pituuden vaikutusta maksimaalisessa sprintissä, kun poljinliikkeen nopeus (pedaling speed) ja tahti (rate) ovat vakioituja.
- Käytetyt kampien pituudet olivat: 150, 165, 170, 175 ja 190 mm.
- Kampien mitta ei vaikuttanut tehontuottoon nivelten tasolla (joint-specific power) tai kokonaisuudessaan, kun poljinliike ja tahti otettiin huomioon.
Tämän hetken tutkimustieto antaa suhteellisen laveat raamit suositeltaville kampien pituudelle. Tieteellisen näytön puolelta ei löydy tiettävästi perusteita eräänlaiseksi standardiksi vakiintuneen 175 mm kampien käytölle.
Maastoajon vaatimukset
Maastoajo tuo mukanaan vaatimuksia, jota maantieltä ei löydy. Poljinkierroksella pitää pystyä tuottamaan satulassa tehokkaasti tehoa maastoajoa palvelevalla kadenssilla, jyrkkiin ja lyhyisiin mäkiin pitää pystyä kiihdyttämään rajallisessa tilassa, nousuja pitää pystyä vääntämään ylös ja maavaraakin tulisi olla sopivissa määrin.
Maastossa ajetaan luonnostaan enemmän putkelta, mikä tarkoittaa matalampia kadensseja ja vastaavasti suurempaa voimantuottoa poljinkierrosta kohden. Maavara on toinen merkittävä seikka, jonka merkityksen huomaa kaikessa vaikutuksessaan viimeistään, kun ajaa pyörällä, jossa keskiö on totuttua matalammalla. Jatkuvasti maastomuotoihin, kiviin ja kantoihin kolisevat kampien päät tai varuillaan oleminen voi haittaa ajamista toden teolla.
Vaihtelevien maastonmuotojen johdosta kampikierroksia voi ajatella olevan rajallinen määrä tiettyä etäisyyttä kohden. Näin on totta kai myös sileällä asfalttitiellä, mutta haastavassa maastonkohdassa voi olla tilaa esimerkiksi vain kahdelle kampikierrokselle ennen haastavaa obstaakkelia, joista halutaan saada tietenkin täysi hyöty irti.
Kampien lyhentäminen 170 tai aina jopa 165 mm mittaan tekee suuren eron maavarassa. Suuremman, mitä se vaikuttaa paperilla tarkasteluna. Jo 5 milliä – puhumattakaan 10 milliä – tekee ison eron maavarassa ja ennen kaikkea tilan tunteessa maastonmuotojen päällä ja välissä navigoidessa. Kampi- ja poljinkosketuksia ei tarvitse varoa yhtä paljon kuin pidemmillä kammilla, ajo on huolettomampaa ja voi ajatella myös, että tarjolla olevista kampikierroksista saa enemmän watteja ketjuun, kun korvien välissä oleva tarpeeton varautuneisuus poistuu. Tämä on ainakin huomio omalla kohdalla.
Entä sitten satulassa polkeminen tai muuten tasainen tehontuotto pidemmillä kestoilla? Eivätkö lyhyemmät kammet aiheuta tässä kompromissia ja kaikki mahdollisesti saadut hyödyt kumoutuvat kokonaiskuvassa? Eivät – ainakaan oman kokemuksen mukaan ja myös tutkimustiedossa on trendiä tähän suuntaan.
Lyhyillä kammilla voi olla lisäksi ainakin periaatetasolla mahdollisuus ergonomisempaan ajoasentoon, sillä lyhyt kampi sulkee vähemmän lonkka- ja polvikulmaa poljinkierroksen yläasennossa.
Viimeinen, joskaan ei välttämättä yksinomaan kauramoottorilla liikkuvaan pyörään sovellettava, pointti löytyy sähköpyörien puolelta. Kun moottori tarjoaa avustusta poljinliikkeen perusteella, se muuttaa ajotekniikkaa nopeasti suuntaan, jossa polkimet halutaan pitää liikkeellä lähes kaikissa tilanteissa, kun ajetaan tasaisella tai ylämäkeen. Ei-toivottujen kampi- ja pohjakosketusten johdosta valmistajat ovat alkaneet speksaamaan pyöriin jo ensiasennuksena entistä lyhyempiä kampia ja 165-milliset veivit ovatkin nykyään jo yleinen näky. Brittiläinen Hope tarjoaa jälkiasennusmallina jopa 155-millisiä malleja. ”Standardia” tai totuttua lyhyemmillä kammilla ajaminen voi tuoda ahaa-elämyksen maavaran ja siitä seuraavan polkemisen vapauden suhteen., vaikka suuri osa eteenpäin vievästä liikkeestä tuleekin sähkömoottorilta.
Loppusanat
Mistä 175-millisten kampien suositus ja niiden standardiksi muodostunut asema on peräisin? Kukaan ei tunnu tietävän varmasti. Vaikuttaakin, että paras tarjolla oleva selitys on, että näin on ainakin ennenkin tehty. Hyvin samanlainen tilanne vallitsi pitkään myös maastopyörien runkogeometrioiden puolella.
Lyhyemmät kammet tarjoavat enemmän maavaraa, pitävät motocross-tyyliin jalat lähempänä toisiaan ajoasennossa putkella seisoessa, eivätkä muodosta merkittävää kompromissia polkemisen huipputehon tai taloudellisuuden suhteen. Jos nykyiset 175-milliset veivit tuntuvat passelilta, hienoa. Jatka samaan malliin kuin ennenkin. Seuraavaa pyörää tai uutta voimansiirtoa speksatessa kannattaa kuitenkin ottaa lyhyempien kampien optio ainakin harkinta-astelle, etenkin ajon ollessa painovoimavoittoista.
Ps. Oma ensikosketus 165-millisten kampiin tapahtui törmätessäni käytettyihin Shimanon XTR-kampiin hintaan, jota ei voinut vastustaa. Ensimetrit tuntuivat kuin olisi polkenut lastenpyörällä, mutta jo ensimmäisen lenkin puolivälissä uusien kampien kanssa oli sinut. Siitä lähtien kaikkiin pyöriin on tullut saman mittaiset kammet. Yksi asia mikä harmittaa on, että menin myymään nuo mainiot XTR:t yhden pyörän mukana.
-Jukka Mäennenä
#lyhytkampivallakumous