Perché la maggior parte degli ingranaggi per biciclette è progettata per avere così tante sovrapposizioni

Per le bici con deragliatore anteriore, ho notato che i rapporti di trasmissione della maggior parte delle biciclette non sono lineari, e c'è una strana "sovrapposizione" tra quei rapporti di potenza quando si passa da una marcia anteriore all'altra.

OK, è difficile da spiegare, ma questo grafico mostra cosa intendo:

Questo è solo un esempio e i rapporti effettivi possono variare, ma ciò illustra alcuni problemi estremamente comuni:

• I rapporti non sono distanziati in modo coerente
• Per scendere attraverso tutte le marce dal più alto al più basso, ti ritroverai a cambiare le marce anteriori più volte avanti e indietro mentre contemporaneamente cambi la parte posteriore.
• Molti di questi ingranaggi sono così vicini da essere ridondanti.

Quindi sono solo curioso: perché gli ingranaggi sono impostati in questo modo?

Avere una sovrapposizione tra le gamme di rapporto disponibili con ciascuna corona significa che non è necessario utilizzare tanto il deragliatore. In base alla comprensione e alle aspettative del terreno e delle condizioni future, si sceglie una corona che consente di accedere a un insieme utile di rapporti più difficili e più facili.

I rapporti della cassetta sono distanziati per ottenere una differenza% vagamente coerente tra gli ingranaggi adiacenti, con i limiti che non si possono avere frazioni di un dente e per spostare dolcemente la puleggia superiore del deragliatore ha una distanza minima e massima dai denti, quindi il la geometria del deragliatore deve spostare quella puleggia attraverso un arco che fa eco all'arco della cassetta.

Avere rapporti più vicini significa che quando si accelera non è necessario "tirare fuori" una marcia per evitare di "impantanarsi" nella marcia successiva più dura, e quando si sale non si perde slancio con un'improvvisa perdita di resistenza ad ogni cambio giù una marcia.

Alternativa 1: ingranaggi interni del mozzo

ad es. Rohloff 14 velocità, Shimano Alfine e Nexave 11,8 o 7 velocità. Bassa manutenzione ma pesante e rendono più difficile la rimozione e il montaggio della ruota posteriore.

Alternativa 2: configurazione MTB a corona singola con una cassetta ad ampio rapporto

Sono disponibili sistemi a 10 e 11 velocità con il pignone più piccolo 9,10 o 11 denti e il pignone più grande tra 40 e 50 denti, per un rapporto di differenza complessivo dal rapporto più duro a quello più semplice di 4: 1 - 5: 1. Il deragliatore deve essere progettato per l'angolazione della cassetta più ripida, di cui è possibile utilizzare un estensore del gancio (ad esempio il GoatLink) per spostarlo verso il basso in modo da eliminare il pignone più grande, ma negli ingranaggi più duri la puleggia superiore potrebbe essere troppo lontana dai denti cambiare bene.

I rapporti non sono distanziati in modo coerente

In realtà, se si guarda il diagramma ed si esclude il pignone più piccolo e più grande sulla cassetta, gli ingranaggi sono spaziati più o meno uniformemente. Quale irregolarità esiste è un artefatto del requisito per i rapporti di numeri interi. Certo, la sostituzione del pignone da 15 t con un pignone da 14,5 t darebbe una migliore spaziatura tra il 17t e il 13t, ma non esiste un ingranaggio da 14,5 t.

In genere, non si utilizza l'ingranaggio più piccolo, tranne con l'anello a catena grande, o l'ingranaggio più grande tranne con l'anello a catena piccolo. Questo è noto come incatenamento incrociato e mette la catena in un angolo scomodo dove tende a sfregare contro il deragliatore anteriore ed è generalmente inefficiente, e sarebbe meglio usare un diverso anello a catena.

Per scendere attraverso tutte le marce dal più alto al più basso, ti ritroverai a cambiare le marce anteriori più volte avanti e indietro mentre contemporaneamente cambi la parte posteriore.

Non è così che usi le marce del deragliatore. Invece di pensare in termini di una sequenza di 21 marce, dovresti pensare a tre sequenze di sette. Ogni volta che si esauriscono le marce in un set, si passa al prossimo anello della catena e si regola la coppia posteriore per compensare. Quindi, in pratica, spostarsi verso l'alto attraverso gli ingranaggi sarebbe simile a (leggi da sinistra a destra, dall'alto verso il basso, come al solito)

28:28 28:24 28:20 28:17 28:15
                  38:17 38:15 38:13
                        48:15 48:13 48:12.

Si noti che, a meno che non si sposti contemporaneamente davanti e dietro, passare dalle 28:15 alle 38:15 comporterà trascorrere un momento in 38:15 o 28:17. Farei entrambi i turni mentre giravo i pedali senza mettere alcun potere attraverso di essi, quindi non fa molta differenza in quale ordine avvengano i turni.

Tornare indietro di nuovo probabilmente assomiglierebbe a qualcosa

48:12 48:13 48:15 48:17 48:20
                  38:17 38:20 38:24
                        28:20 28:24 28:28.

Si noti che solo circa la metà delle possibili combinazioni viene utilizzata in ogni modello di spostamento. A proposito, non ti sederesti e non impareresti queste sequenze: sono proprio quello che succede quando cambi sul retro, ove possibile, e cambi sul fronte solo quando è necessario.

In pratica, se accelerassi da una fermata, sarei molto più propenso a cambiare un deragliatore alla volta e fare qualcosa di simile

38:20 38:17 38:15             (accelerating fairly hard)
            43:15 48:13 48:12 (taking it easier; the first of
                               these is a big jump in ratio)

Molti di questi ingranaggi sono così vicini da essere ridondanti.

Questo è lo stesso malinteso di cui sopra.

In passato, ai tempi delle dieci velocità, i conteggi dei denti venivano scelti con cura in modo da poter spostare una "mezza marcia" spostando, ad esempio, i due denti posteriori verso destra e spostando il dente anteriore su la sinistra. Un tale design ha permesso la messa a punto del rapporto di trasmissione, pur consentendo agli ingranaggi di estendersi su una vasta gamma.

Tuttavia, quando le retrovie andavano a 6, 7, 8, 9 e 10, e i fronti andavano a tre, tale design non era solo incredibilmente difficile ma anche confuso e non necessario - semplicemente spostando la parte posteriore su / giù di un ingranaggio andava bene per un controllo di cui la maggior parte dei ciclisti aveva bisogno.

La sovrapposizione dei rapporti di trasmissione disponibili con ciascuna corona è principalmente una conseguenza delle funzionalità di costruzione di un sistema di cambio. Vale a dire, quante ruote dentate e quali dimensioni possono essere adattate sul mozzo posteriore e sulla pedivella, ma ha anche conseguenze utili.

Utilizzando l'esempio riportato sopra, la cassetta ha solo 7 ruote dentate e una gamma ristretta di dimensioni: 12-28. Scegliere una dimensione della corona che dia rapporti utili per la maggior parte delle condizioni di guida - 38 denti, ci rimangono rapporti insufficientemente bassi e alti, quindi dobbiamo aggiungere corone sempre più piccole per fornirle, il che si traduce in un sacco di sovrapposizioni di rapporti. Potrebbero essere state usate due corone, ma ciò richiederebbe al ciclista di spostarsi costantemente tra le corone quando utilizza i rapporti di trasmissione "medi" più comunemente usati.

Poiché la tecnologia del deragliatore è migliorata, è possibile aggiungere più pignoni alla cassetta posteriore, con una gamma più ampia di dimensioni. Ciò consente di avere due corone perché entrambe possono fornire una copertura sui rapporti di trasmissione "medi" più comunemente usati.

L'estensione logica di questa progressione è ovviamente la configurazione "1x" che è apparsa negli ultimi anni.

Piccoli spazi vuoti ti consentono di pedalare a una velocità adeguata per le tue gambe e la velocità che stai facendo.

Dopo aver rotto un cavo del cambio posteriore, di recente ho fatto 70 + km su un ampio rapporto a 3 velocità. È stato piuttosto difficile (ma ero molto contento di avere 3 corone). Continuavo a desiderare un cambio un po 'più alto o un po' più basso, ma avevo solo molto più alto / basso.

Inoltre, non devi cambiare leggermente cambiando una corona e su tutti i pignoni, se stai salendo una collina.