سیستم‌های تک زنجیر در دوچرخه‌های جاده‌ای: روند جدید؟

اگرچه Wout van Aert دومین پیروزی خود در تور دو فرانس را در سال 2023 با بلند کردن دوچرخه سرولو مجهز به حلقه تک زنجیر خود در شانزه لیزه جشن گرفت، این مجموعه برای همه مناسب نیست مگر اینکه برای یک مسابقه حرفه ای با مکانیک اختصاصی آماده شوید.

کلاسیک بهار امسال شاهد بود که چندین تیم و موتورسوار از راه‌اندازی‌های تک زنجیر استفاده کردند و بحث‌های جدیدی را در مورد شایستگی پیشرانه‌های تک زنجیر در دوچرخه‌های جاده‌ای برانگیخت.

در حالی که سیستم های تک زنجیره ای در سناریوهای خاصی دارای مزایایی هستند، و فناوری جدید دنده هاب می‌تواند بازی را تغییر دهد، انقلاب تک زنجیر در دوچرخه‌های جاده‌ای هنوز چشم‌اندازی دور به نظر می‌رسد.

به نظر من، دنده های جلوی فعلی خیلی خوب هستند و در بیشتر موارد، مزایای کنار گذاشتن آنها بیشتر از معایب آن نیست.

چه زمانی یک سیستم زنجیر بند تنها در دوچرخه جاده معنا پیدا می کند؟

زنجیر چرخ‌های هوادار 1x در دوچرخه‌های زمان‌آزمایی به طور فزاینده‌ای محبوب می‌شوند.

چندین مزایا (و معایب) برای سیستم تک زنجیر در دوچرخه جاده وجود دارد.

در سناریوهایی که محدوده دنده وسیع لازم نیست، مانند سواری نسبتاً مسطح یا مسابقه، یک سیستم تک زنجیر می‌تواند در عین سادگی، همه دنده‌های مورد نیاز شما را فراهم کند.

سیستم های تک زنجیره ای نیز می توانند از نظر آیرودینامیکی کارآمدتر باشند. به گفته کارشناسان بریتانیایی AeroCoach، تغییر به حلقه ARC 1x aero می‌تواند بسته به اندازه دنده جلویی که خارج می‌کنید، «بین 1 تا 4 وات در سرعت 30 مایل در ساعت / 48 کیلومتر در ساعت» صرفه‌جویی کند.

این یک سود کوچک است، اما به طور فزاینده‌ای، دوچرخه‌های تایم تریل و پیست از آن سود می‌برند.

استفاده از نگهدارنده زنجیر (که به جلوگیری از افتادن زنجیر از حلقه زنجیر کمک می کند) به طور طبیعی بر هر دستاورد آیرودینامیکی تأثیر می گذارد.

با این حال، در مقایسه با راه اندازی 2x، این پیکربندی امنیت زنجیره ای بیشتری را ارائه می دهد که می تواند در مسابقاتی مانند پاریس-روبایکس بسیار مهم باشد.

به عنوان مثال، Wout van Aert از سیستم 1x SRAM Red eTap AXS در هر دو مدل 2023 Milan-San Remo و Paris-Roubaix استفاده کرد، احتمالاً به همین دلیل خاص.

بسته به تنظیمات، یک سیستم تک زنجیره ای نیز می تواند سبک تر باشد. به عنوان مثال، دوچرخه های مخصوص کوهنوردی تقریباً همیشه از سیستم تک زنجیر استفاده می کنند.

دوچرخه های کوهنوردی معمولاً با یک پیشرانه 1x تنظیم می شوند زیرا می تواند سبک تر باشد و به دو حلقه زنجیر نیاز ندارد.

معایب سیستم های تک زنجیر در دوچرخه های جاده ای

بنابراین، در حالی که مزایای سیستم تک زنجیر در دوچرخه های جاده ای در شرایط خاص وجود دارد، معایبی نیز دارد.

بارزترین آنها این است که رها کردن دنده جلو و یکی از حلقه های زنجیر به معنای کاهش قابل توجه تعداد دنده ها و محدوده دنده دوچرخه است.

این را می توان با استفاده از کاست عقب با برد وسیع تر و با دقت اندازه حلقه زنجیر برای هر سواری جبران کرد. با این حال، دستیابی به محدوده دنده نزدیک به سیستم 2x با تنظیم 1x مستلزم برخی مصالحه است.

کاست های فشرده تر مورد استفاده با پیشرانه های 2x انعطاف پذیری بیشتری را در یافتن آهنگ بهینه ارائه می دهند.

اولاً، کاست‌های با برد وسیع (اگر می‌خواهید محدوده دنده‌ای مشابه سیستم 2x حفظ کنید) اغلب سنگین‌تر از کاست‌های فشرده‌تر هستند.

دردسرسازتر این است که آنها اغلب "پرش دندانه دار" قابل توجه تری را نشان می دهند، که منجر به تجربه جابجایی کمتر دلپذیری می شود.

این می تواند آزاردهنده باشد زیرا شیب جاده نسبت به خارج از جاده تدریجی تر است و شکاف بزرگتر بین دنده ها ممکن است یافتن دنده و سرعت بهینه را در برخی موارد دشوار کند.

کاست‌های برد وسیع برای پیشرانه‌های 1x، مانند Campagnolo Ekar 9-42t، محدوده دنده‌ای چشمگیر را ارائه می‌دهند، اما با مصالحه نیز همراه هستند.

چرخ‌دنده‌های کوچک‌تر، مانند 10t یا 9t در کاست‌های SRAM AXS یا Campagnolo Ekar، و حلقه‌های زنجیر نیز کمی کارآمد هستند (زیرا زنجیر در مقایسه با چرخ‌دنده‌های بزرگ‌تر باید در زاویه‌ای تندتر خم شود).

در حالی که SRAM ممکن است استدلال کند که این واقعاً "زنجیره متقابل" نیست، یک سیستم 1x همچنان زنجیره را در مقایسه با سیستم 2x به زوایای شدیدتر در هر دو انتهای کاست مجبور می کند.

هر دوی این عوامل می توانند تلفات اصطکاک را در پیشرانه افزایش دهند، که به نوبه خود به این معنی است که یک سیستم 1x نسبت به یک سیستم 2x قدرت کمتری را به چرخ ها می رساند (همه موارد دیگر برابر هستند).

پیشرانه 3x 1T Strada اصلی ممکن است آیرودینامیک تر باشد، اما همچنین می تواند کارایی کمتری داشته باشد.

بنابراین، ما در مورد چقدر از دست دادن کارایی صحبت می کنیم؟ در می 2019، VeloNews و CeramicSpeed ​​تفاوت‌های اصطکاک بین پیشرانه‌های 1X و 2X را آزمایش کردند. بیایید به پروتکل تست و نتایج آنها نگاهی بیندازیم، سپس من محاسباتی را انجام خواهم داد تا ببینم چگونه این تلفات اصطکاک ممکن است بر سرعت شما تأثیر بگذارد.

• تست

VeloNews/CeramicSpeed ​​دو تنظیمات مختلف پیشرانه را آزمایش کرد:

• سیستم 1X: با استفاده از یک دنده عقب SRAM Force 1، یک زنجیر 48 تن، یک زنجیر PC-1170 و یک کاست 10-42 تنی.
• سیستم 2X: با استفاده از دنده عقب Shimano Ultegra، حلقه های زنجیر 53/39t، یک زنجیر HG701 و یک کاست 11-34t.

دلیل انتخاب این سیستم ها این بود که محدوده دنده یکسانی دارند که امکان مقایسه مستقیم تلفات اصطکاک در نسبت دنده های یکسان را فراهم می کند. هر دو سیستم بر روی یک دوچرخه آزمایشی نصب شده بودند که قادر به محاسبه تلفات اصطکاک برای هر ترکیب دنده بود. ماشین آزمایشی یک سوار را که با سرعت 95 دور در دقیقه رکاب می زد، شبیه سازی کرد و 250 وات توان تولید کرد.

تطبیق خط زنجیره ای: سیستم 1X طوری تنظیم شد که دنده 5 روی کوچکترین چرخ دنده یک خط زنجیر مستقیم ایجاد می کرد، در حالی که سیستم 2X دارای یک خط زنجیر مستقیم با زنجیر 53t در دنده 5 و حلقه زنجیر 39t در دنده 8 بود.

CeramicSpeed ​​همچنین روان کننده های کارخانه را حذف کرد و هر دو زنجیره را با همان روغن معدنی روان کرد. بو

زنجیره های هفتم برای مدت زمان آزمایش مشابه اجرا شدند.

توجه داشته باشید: CeramicSpeed ​​قبلاً دریافته بود که اصطکاک در هنگام استفاده از زنجیر 1X در مقایسه با حلقه‌های زنجیر 2X با فاصله یکسان افزایش نمی‌یابد. آنها همچنین دریافتند که چرخ‌های ژوکی دنده عقب بر اصطکاک تأثیر نمی‌گذارند.

نتایج

در اینجا چند نتیجه گیری کلیدی از آزمون آورده شده است:

• تلفات اصطکاک معمولاً با افزایش ضریب دنده افزایش می یابد.
• سیستم 2X در هر دنده کارآمدتر بود (با فرض اینکه بعد از 39x21t به زنجیره بزرگ تغییر دهید).
• تفاوت تلفات اصطکاک از 1 وات (48x21t / 53x23t) تا 6 وات (48x10 /53x11) متغیر بود.
• سیستم 1X در مقایسه با سیستم 48X (18x2t) در یک خط زنجیری کامل (53x19t) تلفات اصطکاک بیشتری داشت.
• بازده سیستم 1X از 96.0% تا 92.4% با میانگین 95.1% متغیر بود.
• بازده سیستم 2X از 96.8% تا 94.8% با میانگین 96.2% متغیر بود.

CeramicSpeed ​​محاسبه کرد که میانگین تلفات اصطکاک برای سیستم 1X 12.24 وات بود. این با جمع کردن تلفات قدرت برای هر دنده در محدوده 11 دنده و تقسیم بر 11 تعیین شد. برای سیستم 2X، نتیجه 9.45 وات بود، به این معنی که میانگین اختلاف بین دو سیستم کمی کمتر از 3 وات بود.

• چرا 1X کمتر از 2X کارآمد است؟

چهار منبع اصلی اصطکاک در زنجیره وجود دارد. واضح ترین زاویه خم شدن زنجیر است که باعث اصطکاک بیشتر می شود زیرا دندانه های زنجیر و کاست با شدت بیشتری خراشیده می شوند. کشش زنجیره، مفصل بندی حلقه های زنجیره و سرعت زنجیر نیز نقش مهمی دارند.

کشش زنجیر فشاری را که زنجیر بر روی حلقه زنجیر و کاست وارد می کند افزایش می دهد. هنگام استفاده از حلقه های زنجیر و دندانه های کوچکتر، کشش زنجیر بیشتر است. مفصل زنجیر به درجه ای اطلاق می شود که زنجیر باید در پین های خود بچرخد و هنگامی که به دور دندانه های کوچکتر پیچیده می شود، باعث اصطکاک بیشتر می شود. سرعت زنجیر به سرعت تعامل چرخ دنده با زنجیر در دقیقه اشاره دارد. زمانی که زنجیر از روی دندانه های کوچکتر عبور می کند، این افزایش می یابد.

در نهایت، سیستم 1X نمی تواند یک خط زنجیر کاملاً مستقیم را در محدوده دنده خود حفظ کند و حلقه زنجیر کوچکتر منجر به کشش زنجیر بالاتر، مفصل بندی بیشتر در حلقه های زنجیر و افزایش سرعت زنجیر در چرخ دنده های کوچکتر می شود.

این عوامل اضافی به توضیح اینکه چرا، حتی در یک خط زنجیره ای کاملاً مستقیم، یک سیستم 1X هنوز بیش از 2 وات انرژی بیشتری نسبت به یک سیستم 2X مصرف می کند، کمک می کند. همچنین توضیح می دهد که چرا دنده 48x21t کمترین اصطکاک را ایجاد می کند، علیرغم اینکه خط زنجیر کاملاً مستقیم نیست - کاهش مفصل زنجیر و سرعت، افزایش جزئی اصطکاک از یک خط زنجیر غیر ایده آل را جبران می کند.

• تفاوت سرعت چقدر اهمیت دارد؟

اینجاست که همه چیز جالب می شود!

با استفاده از BikeCalc، می توانیم سرعت دوچرخه را در هر نسبت دنده، با فرض چرخ 700x44C و سرعت 95RPM تعیین کنیم. سپس، می‌توانیم خروجی‌های مختلف قدرت (231 تا 242 وات، بسته به دنده) و وزن دوچرخه سوار + دوچرخه (85 کیلوگرم) را در یک ماشین حساب دوچرخه وارد کنیم تا تفاوت سرعت و زمان بیش از 100 کیلومتر را بفهمیم.

کوچکترین تفاوت کارایی:

در 48x21t (1X) در مقابل 53x23t (2X)، شما با سرعت 29.12 کیلومتر در ساعت @95RPM سوار خواهید شد. اختلاف 1 وات منجر به مزیت سرعت 0.06 کیلومتر در ساعت برای سیستم 2X می شود. بیش از 100 کیلومتر، سیستم 1X 25 ثانیه کندتر (0.2٪) خواهد بود.

بزرگترین دنده:

در 48x10t (1X) در مقابل 53x11t (2X)، شما با سرعت 61.28 کیلومتر در ساعت @95RPM سوار خواهید شد. اختلاف 6 وات منجر به مزیت سرعت 0.14 کیلومتر در ساعت برای سیستم 2X می شود. بیش از 100 کیلومتر، سیستم 1X 14 ثانیه کندتر (0.3٪) خواهد بود.

کوچکترین دنده:

با 48x42t (1X) و 39x34t (2X)، شما با سرعت 14.49 کیلومتر در ساعت @ 95 RPM سوار خواهید شد. اختلاف 2.5 وات منجر به مزیت سرعت 0.15 کیلومتر در ساعت برای پیشرانه 2X می شود. بیش از 100 کیلومتر، سیستم 1X 3 دقیقه و 50 ثانیه به زمان سواری شما اضافه می کند (0.9٪ کندتر).

دنده جلو در حال حاضر عالی است

دنده جلوی شیمانو Dura-Ace Di2 RD-R9250 مسلماً بهترین در کلاس خود است و اکثر گروه‌های دوچرخه‌های جاده مدرن تعویض دنده‌های جلو عالی را ارائه می‌دهند.

صرف نظر از مزایا و معایب خاصی که در بالا ذکر شد، دلیل اصلی که من به این زودی به راه‌اندازی 1X روی دوچرخه جاده‌ام تغییر نخواهم داد این است که دنده جلوی فعلی خیلی خوب است.

تقریباً تمام سطوح گروه‌های دوچرخه‌های جاده‌ای مدرن عملکرد بسیار خوبی در تعویض دنده جلو دارند. شکی نیست که گروه های الکترونیکی در حال حاضر استاندارد طلایی برای تعویض دنده جلو هستند. بسیاری از مردم (از جمله خود من) معتقدند که Shimano رهبر بازار در این زمینه است، اما SRAM و Campagnolo چندان عقب نیستند.

با این حال، حتی گروه‌های مکانیکی این روزها عملکرد فوق‌العاده‌ای در تعویض دنده جلو دارند.

گروه پرچمدار شیمانو 105 R7000 تعویض دنده جلو بی عیب و نقص را با قیمتی مقرون به صرفه ارائه می دهد.

البته، تعویض دنده نادرست یا تنظیم نامناسب همچنان می‌تواند مشکلاتی ایجاد کند، اما تعویض دنده از جلو معمولاً مشکلی به نظر نمی‌رسد که باید حل شود.

آیا هاب Powershift طبقه بندی شده یک تغییر دهنده بازی است؟

هاب Powershift Classified یک فناوری جالب است که ظاهراً عملکرد عالی دارد، اما در حال حاضر دقیقاً ارزان نیست.

سیستم دنده هاب Powershift طبقه بندی شده یک سیستم دنده سیاره ای 2 سرعته با کنترل بی سیم است که در هاب عقب ادغام شده است. اغلب از آن به عنوان "قاتل دنده جلویی" یاد می شود، اما من معتقدم که بعید است به این زودی اتفاق بیفتد.

در واقع راه‌حل‌هایی برای بسیاری از معایب سیستم‌های تک زنجیره‌ای فوق‌الذکر ارائه می‌کند – شاید در نهایت بتوانیم بهترین‌های هر دو دنیا را داشته باشیم.

با این حال، برای اکثر مردم، مشکل این است که بیش از حد گران است. به عنوان مثال، چرخ‌های R50 و G30 Classified's Powershift 2,300 پوند (حدود 20,000 RMB) قیمت دارند که فقط 25 پوند کمتر از دوچرخه کامل ذکر شده Trek Émonda ALR 5 است.

در واقع با این همه پول در مقایسه با استفاده از سیستم 2X چه چیزی به دست می آورید؟ یک پیشرفت کوچک در راندمان آیرودینامیک... و همین؟

البته، اگر فناوری هاب Classified در نهایت محبوب شود و مورد توجه قرار گیرد، ممکن است هزینه آن در طول زمان کاهش یابد.

حلقه زنجیر دوبل هنوز بهترین انتخاب است

برای یک دوچرخه جاده ای همه جانبه، شکست دادن تطبیق پذیری ارائه شده توسط یک پیشرانه 2 برابری دشوار است.

همه دوچرخه‌های کوهستانی من به صورت تک زنجیر هستند، اما من شخصاً فکر می‌کنم که انتقال این تنظیمات به دوچرخه جاده چندان منطقی نیست. برای اکثر مردم، راه اندازی 2X بهترین گزینه باقی می ماند.

با توجه به عملکرد و تطبیق پذیری ارائه شده توسط دنده های جلو مدرن، پیشرفت های بالقوه نهایی ارائه شده توسط سیستم 1X ارزش آن را ندارد.