Sähköpyörän kantama - Hitaammalla vauhdilla 30 % pidemmälle

Mikä vaikuttaa eniten sähköpyörän kantamaan? Jos kysyt tätä vähänkään sähköpyörää käyttävältä, niin lista menisi suurin piirtein näin isoimmasta pienimpään: avustustaso, maasto, ajajan paino, rengaspaine, sää ja sitten jotain marginaalisia asioita. On tietenkin loogista, että mitä suurempaa avustustasoa käytät ja mitä vähemmän itse poljet, niin sitä vähemmän akussa riittää virtaa. Väärä rengaspaine hidastaa myös menoa ja se on helppo todeta vaikkapa rullauskokeella. Maaston ja sään vaikutuskin on osittain loogista, koska yritäpä polkea upottavassa hiekassa tai pahassa vastatuulessa. Siinä saa tehdä jo tosissaan töitä. Ajajan paino on jo vähän hankalampi tapaus. Tietenkin jos poljet pelkkää ylämäkeä, niin tämän huomaa. Ylämäen jälkeen on kuitenkin aina alamäki ja saat tämän energian tavallaan takaisin. Jos et paljon kiihdyttele tai pysähtele, niin ei sitä massaa juuri huomaa.

Miksi maastossa pääsee pidemmälle kuin maantiellä? 

Joskus intuitio on täysin vastoin omia kokemuksia. Omassa Tunturi Tribe sähköfatbikessä on aika pieni 418 Wh akku. Pari vuotta vanhana sen akku näyttää pienimmällä Eco-moodilla ajettaessa kantamaksi 71 km. Se on aika tarkka luku, kun ajan työmatkaa asvaltilla noin 24 km/h vauhtia. Mitä jos lähden samalla pyörällä maastoon metsäteitä möyrimään, mitä luulet tapahtuvan kantamalle? Tippuisiko puoleen? Juurakkoa, pehmeää neulaspolkua, jarruttelua vaativia kallionylityksiä ja sivulaukussa vähän painoa. Loogisesti ajatellen kantaman pitäisi laskea selkeästi, koska nyt ei olla optimaalisella ja tasaisella asvaltilla. Väärin. Pääsen pyörällä noin 90 km, eli kantama nousee maastossa vajaa 30 %. Eihän tässä ole mitään järkeä, kun ottaa vielä huomioon, että ajaminen tuntuu vaikeammalta. Syynä on kuitenkin yksinkertaisesti hitaampi keskinopeus, jolloin ilmanvastukseen ei hukkaannu energiaa. 

Keskinopeus on kuitenkin yksi oleellisimmista asioista sähköpyörän kantamaa ajatellen. 71 km range työmatkalla asvalttia pitkin saavutetaan keskinopeudella 24 km/h, kun maastossa 90 km range saavutetaan keskinopeudella 16 km/h. Ilmanvastus riippuu nopeuden neliöstä, eli 24 km/h nopeudella ilmanvastus on noin 120 % suurempi kuin 16 km/h nopeudella. Ilmanvastukseen käytetty teho puolestaan saadaan kertomalla ilmanvastus vielä nopeudella. Käytännössä teho kasvaa nopeuden kolmanteen potenssiin, eli teho on noin 230 % suurempi 24 km/h nopeudella.

Ilmanvastuksen luvut ja merkitys käytännössä

Pyörä ja ihminen kirjassa sanotaan, että kun pyöräilijän nopeus ylittää noin 15 km/h, niin suurin osa hänen energiastaan kuluu ilmanvastuksen voittamiseen. Yllä oleva kappale huomioiden tämän sitaatin ei siis pitäisi olla mikään ihme. Maantiepyöräilijöille ilmanvastus ja peesaus on tuttu puuhaa, mutta maastopyöräilyssä ja sähköpyörän kantamassa tämä on jostain syystä unohdettu. Otetaan tähän kuitenkin vielä pari esimerkkiä lukujen muodossa selventämään asiaa. Ilmanvastus arvioitu ChatGPT:n avulla ja muut luvut ovat sitten oman sähköpyöräni kokemusten pohjalta.

• Keskinopeus: 16 km/h, kantama 90 km eli noin 6 h. Teho ilmanvastukseen voisi olla noin 24 W. Kun akussa on virtaa 420 Wh, niin kokonaisteho 6 h matkalla on noin 70 Wattia.
• Keskinopeus 24 km/h, kantama 71 km eli noin 4 h. Teho ilmanvastukseen voisi olla noin 72 W. Kun akussa on virtaa 420 Wh, niin kokonaisteho 4 h matkalla on noin 105 Wattia

Käytännössä siis maastoajossa tulee 2 h lisää ajoaikaa, kun hitaammassa keskinopeudessa ilmanvastuksen voittamiseen ei kulu akusta hirveästi energiaa. 24 km/h nopeudessa pelkästään jo ilmanvastukseen menee suurin piirtein saman verran energiaa, kuin 16 km/h ajossa koko pyörän liikuttamiseen. 

Mielestäni kummallisinta tässä asiassa on kuitenkin se, että keskinopeuden merkitystä ei listata yhdessäkään sähköpyörän kantamaa käsittelevässä jutussa. Ei yhdessäkään. Kaikkia muita asioita kyllä painotetaan, mutta ei sitä tärkeintä. Kertoo kyllä kaiken lehdistön tasosta ja asiaan paneutumisesta. Sanokaa yksikin asia, jota muuttamalla kantama kasvaa 30 %. Niinpä. Oikeasti suurimmat asiat sähköpyörän kantamaan olisivat avustustaso ja keskinopeus. Muilla on todella vähän merkitystä, jos ei puhuta ääriarvoista ja ääriolosuhteista. Omalla kohdallani tämän ymmärtämiseen meni 2 vuotta aikaa. Toivottavasti tästä on jollekin sähköpyörää harkitsevalle lukijalle apua.