Όταν πρόκειται για την επιλογή ταχυτήτων, έχει διαφορά αν επιλέξετε μεγάλο δακτύλιο/μεγάλο γρανάζι ή μικρό/μικρό;
Σε αυτές τις μέρες των ομάδων 11 ταχυτήτων, είναι εύκολο να υποθέσουμε ότι έχετε την επιλογή 22 διαφορετικών ταχυτήτων για να διευκολύνετε το ταξίδι σας σε λόφους και κατηφόρες. Στην πραγματικότητα, εάν έχετε μια τυπική διάταξη 53/39 αλυσίδων στο μπροστινό μέρος και μια κασέτα 11-25 στο πίσω μέρος, τότε δύο από τις αναλογίες είναι πανομοιότυπες (53/19, 39/14, και οι δύο δίνουν αναλογία 2,79:1) και 14 από τις ταχύτητες αλληλεπικαλύπτονται, που σημαίνει ότι στην πραγματικότητα υπάρχουν μόνο οκτώ από τις 22 ταχύτητες που δεν έχουν σχεδόν διπλότυπη επιλογή όταν πατάτε στον άλλο δακτύλιο αλυσίδας.
Λοιπόν, για τα γρανάζια που επικαλύπτονται, θέλαμε να μάθουμε αν το πετάλι από μεγάλο δαχτυλίδι σε μεγάλο γρανάζι (ας πούμε 53-19) είναι ακριβώς το ίδιο με το μικρό προς το μικρό (39-14) ή, δεδομένης της επιλογής, είναι καλύτερο να κάνουμε λάθος προς ένα; Και θα μπορούσατε πραγματικά να το παρατηρήσετε από τη σέλα; Ο ποδηλάτης συμβουλεύτηκε τους ειδικούς.
Μεγαλώνουμε
Ο Stuart Burgess είναι καθηγητής μηχανικής σχεδίασης στο Πανεπιστήμιο του Μπρίστολ και είναι μία από τις κορυφαίες αρχές της Βρετανίας σε αλυσίδες. «Έχω δημοσιεύσει έγγραφα που δείχνουν ότι μπορεί να υπάρχει ένα πλεονέκτημα υψηλότερης απόδοσης με μεγαλύτερα γρανάζι, αλλά οι διαφορές στην απόδοση είναι τόσο μικρές που ένας αναβάτης δεν μπορεί να το νιώσει», λέει. «Αν ένας αναβάτης μπορεί να νιώσει διαφορά [μεταξύ μεγάλων και μικρών γραναζιών με την ίδια αναλογία] τότε συνήθως κάτι δεν πάει καλά, όπως η αλυσίδα να είναι πολύ χαλαρή ή πολύ σφιχτή.»
Ο Scott McLaughlin, παγκόσμιος διευθυντής ανάπτυξης συστημάτων μετάδοσης κίνησης της SRAM, λέει ότι η τάση της αλυσίδας είναι επίσης σημαντική. «Η οδήγηση σε μεγαλύτερο δακτύλιο αλυσίδας και γρανάζι έχει ως αποτέλεσμα χαμηλότερη τάση αλυσίδας από έναν μικρότερο δακτύλιο αλυσίδας και γρανάζι με ίδια σχέση μετάδοσης και ίδιο φορτίο πεντάλ», λέει. «Η χαμηλότερη τάση της αλυσίδας μπορεί να κάνει το ποδήλατο να αισθάνεται πιο άκαμπτο και να ανταποκρίνεται σε μια δεδομένη είσοδο πεντάλ και θα πρέπει επίσης να υπάρξει μια εξαιρετικά μικρή βελτίωση στην απόδοση.
«Η αίσθηση πρόσθετης απόκρισης προέρχεται από την κάτω τάση της αλυσίδας με αποτέλεσμα λιγότερη κάμψη πλαισίου, καθώς η αλυσίδα μετατοπίζεται σημαντικά από την κεντρική γραμμή του πλαισίου», προσθέτει. «Και πάλι, αυτό δίνει μια «αίσθηση» ή αίσθηση ανταπόκρισης στην είσοδο του πεντάλ, αλλά στην πραγματικότητα δεν παρέχει καμία αύξηση στην απόδοση (ή μόνο μια αύξηση στην απόδοση που είναι εξαιρετικά μικρή).»
Η συναίνεση, λοιπόν, φαίνεται ότι είναι ότι δεν μπορείτε πραγματικά να νιώσετε τη διαφορά μεταξύ μεγάλου-μεγάλου και μικρού-μικρού, αλλά ότι υπάρχει μια μικρή βελτίωση στην αποτελεσματικότητα. Όντας πεζοπόροι ποδηλασίας, φυσικά, θέλαμε να μάθουμε την κλίμακα αυτού του οφέλους και γιατί συμβαίνει.
Ο καθηγητής Burgess αναφέρει μια μελέτη που διεξήχθη σε ένα σύστημα εκτροχιαστή ποδηλάτου σε εργαστηριακές συνθήκες χρησιμοποιώντας έναν άξονα εισόδου με δακτύλιο αλυσίδας 52 δοντιών συνδεδεμένο σε έναν άξονα εξόδου με διαφορετικά μεγέθη οδοντωτών τροχών, από 12 έως 21 δόντια.
Τα αποτελέσματα της μελέτης είναι ενδεικτικά. Για ταχύτητα στροφάλου 60 rpm και ισχύ εισόδου 100 W, ένας συνδυασμός οδοντωτών τροχών 52/11 είχε απόδοση 91.1%, ένα 52/15 έδωσε 92,3% και αυτό το ποσοστό αυξήθηκε στο 93,8% για τον συνδυασμό 52/21, υποδηλώνοντας ξεκάθαρα ότι ο μεγαλύτερος αριθμός δοντιών οδηγεί πράγματι σε αυξημένη αποτελεσματικότητα στην πράξη. (Σε χωριστά πειράματα έχουν καταγραφεί αριθμοί απόδοσης έως και 98,6%, αλλά αυτό ήταν ανάμεσα σε δύο οδοντωτούς τροχούς χωρίς η αλυσίδα να διέρχεται από έναν μηχανισμό πίσω ντεραγιέ.)
Επομένως, αν οι μεγαλύτεροι τροχοί είναι ελαφρώς πιο αποτελεσματικοί, το ερώτημα παραμένει: γιατί;
Πολύγωνο αλλά όχι ξεχασμένο
Ο Racine Su είναι διευθυντής Ε&Α των αλυσίδων KMC. «Οι αλυσίδες λειτουργούν πιο ομαλά σε μεγαλύτερους τροχούς από ό,τι σε μικρότερους λόγω του φαινομένου του πολυγώνου, που σημαίνει λιγότερους κραδασμούς αλυσίδας ή κάθετες κινήσεις κατά την εμπλοκή της αλυσίδας και του γραναζιού», λέει. «Σε μεγαλύτερους αλυσοτροχούς αυτό μειώνει τις απώλειες μετάδοσης ισχύος. Με άλλα λόγια, παρέχει υψηλότερη αποτελεσματικότητα της αλυσίδας.»
Το «φαινόμενο πολυγώνου» για το οποίο μιλάει αναφέρεται στην έννοια ότι κάθε γρανάζι μπορεί να θεωρηθεί ως ένα πολύγωνο με τον ίδιο αριθμό πλευρών με τα δόντια του. Οι γωνίες (γνωστές και ως κορυφές) του πολυγώνου βρίσκονται στο κέντρο των κενών μεταξύ των δοντιών – εκεί όπου βρίσκεται το κέντρο των συνδετικών ακίδων της αλυσίδας. Όταν κάθε σύνδεσμος της αλυσίδας εμπλέκεται με τον περιστρεφόμενο αλυσοτροχό, ανεβαίνει καθώς η γωνία του πολυγώνου φτάνει στο υψηλότερο σημείο του και μετά πέφτει ξανά καθώς το πολύγωνο συνεχίζει να περιστρέφεται. Στην πραγματικότητα αυτό σημαίνει ότι η ακτίνα του οδοντωτού τροχού κυμαίνεται, προκαλώντας την άνοδο και την πτώση ολόκληρης της αλυσίδας καθώς εμπλέκεται κάθε κρίκος. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την απώλεια ενέργειας και την αναποτελεσματικότητα, και είναι πολύ σημαντικό οι απώλειες είναι μεγαλύτερες σε μικρότερους αλυσοτροχούς επειδή οι γωνίες των πολυγώνων με λιγότερες πλευρές είναι πιο έντονες.
Η άρθρωση της αλυσίδας (πόσο λυγίζει κάθε κρίκος καθώς τυλίγεται γύρω από τον οδοντωτό τροχό) αυξάνει επίσης τις απώλειες τριβής, και αυτό αυξάνεται επίσης καθώς μειώνεται το μέγεθος του αλυσοτροχού. Επομένως, σε αυτό το στάδιο φαίνεται αρκετά ξεκάθαρο – δεδομένης της επιλογής, το τρέξιμο με μεγαλύτερους γραναζίες είναι οριακά πιο αποτελεσματικό.
Αλλά δεν τελειώνει εκεί. Ίσως αντιδιαισθητικά, οι εργαστηριακές δοκιμές διαπίστωσαν επίσης ότι η απόδοση στη μετάδοση ισχύος ενός ποδηλάτου αυξήθηκε αναλογικά με την αυξημένη τάση στην αλυσίδα. Με άλλα λόγια, όσο πιο δυνατά κολλάτε στα πεντάλ, τόσο πιο αποτελεσματικά μεταδίδεται η ισχύς από τα εμπρός στα πίσω γρανάζια. Ο Su λέει, «Η υψηλότερη τάση της αλυσίδας θα προκαλέσει μεγαλύτερες απώλειες τριβής. Αλλά μειώνει την απώλεια ενέργειας μεταξύ των συνδέσμων κατά τη μετάδοση ισχύος. Εν ολίγοις, η υψηλότερη τάση της αλυσίδας βελτιώνει την αποτελεσματικότητα», λέει.
Δεδομένου ότι ο Scott McLaughlin της SRAM μας είπε νωρίτερα ότι η τοποθέτηση του ίδιου φορτίου στα πεντάλ χρησιμοποιώντας μικρότερους αλυσοτροχούς θα αυξήσει την τάση στην αλυσίδα, η επιλογή μεταξύ μεγάλων ή μικρών γραναζιών γίνεται λιγότερο κομμένη και στεγνή.
Καταδίωξη
Σαφώς ήρθε η ώρα να πετάξετε γρήγορα έξω από το εργαστήριο και να δείτε από έξω από το δρόμο, όπου είναι πραγματικά σημαντικό.
Ο Μάικλ Χάτσινσον, τρεις φορές Εθνικός Πρωταθλητής χρονοδοκιμών και τεχνικός συγγραφέας στο ποδήλατο, λέει, «Είναι λίγο πιο αποτελεσματικό να οδηγείς σε μεγαλύτερα γρανάζι, αν και δεν ξέρω ότι για τους περισσότερους ανθρώπους η διαφορά είναι συγκλονιστικό. Αν η διαφορά ήταν τόσο εντυπωσιακή, θα οδηγούσαμε όλοι με αλυσίδες 95 δοντιών μπροστά και 35 δοντιών πίσω.»
Και ο McLaughlin συμφωνεί ότι πρακτικά, το μέγεθος των αλυσοτροχών δεν είναι στην κρίσιμη διαδρομή όσον αφορά την απόδοση. «Πολλοί περισσότεροι παράγοντες μπαίνουν για να παίξουν εδώ. Η ακραία διασταύρωση αλυσίδων, για παράδειγμα, θα μειώσει την απόδοση και θα αυξήσει τη φθορά.»
Και αυτό φαίνεται να είναι το μήνυμα. Το τρέξιμο σε μεγάλους αλυσοτροχούς θα αυξήσει ελαφρώς την απόδοση και θα μειώσει τη φθορά της αλυσίδας, επειδή τα φορτία κατανέμονται σε μεγαλύτερο μήκος αλυσίδας, αλλά τυχόν μικρά κέρδη θα εξαλειφθούν περισσότερο από τις ανεπάρκειες και την αυξημένη φθορά που προκαλείται από κακοσυντηρημένη αλυσίδα ή ακραία αλυσίδα γραμμές.
Επειδή, όλα τα πράγματα είναι ίσα, σκεφτείτε μεγάλα.
