سیستم‌های یک چین در دوچرخه‌های رود: روند جدید؟

هرچند ووت وان آرت در سال 2023 با بلند کردن دوچرخه Cervélo مجهز به سیستم یک چین خود برای جشن گرفتن دومین پیروزی‌اش در تور دو فرانس روی شام-الیزه‌ها جشن گرفت، این تنظیم برای همه مناسب نیست مگر اینکه برای مسابقه حرفه‌ای با یک مکانیک اختصاصی آماده شوید.

مسابقات کلاسیک باهار این سال چندین تیم و سوار را به استفاده از سیستم‌های یک چین کشید، که بحث مجددی را درباره مزایای سیستم‌های چرخ‌دنده‌ای یک چین در دوچرخه‌های رود برانگیخت.

in حال سیستم‌های یک چین هرچند در برخی سناریوها مزایایی دارند و فناوری جدید گیربکس ممکن است یک تغییر کننده بازی باشد، انقلاب سیستم‌های یک چین در دوچرخه‌های رود هنوز یک آینده دوردست به نظر می‌رسد.

در نظر من، دنده‌های جلوی فعلی سادگی از خوب هستند و در بیشتر موارد، مزایا برای ترک آن‌ها، معایب را غلبه نمی‌کنند.

چه زمانی یک سیستم تن به تن معقول است روی چرخای جاده‌ای؟

مجموعه‌های زنجیر هوایی 1x به طور فزاینده‌ای روی چرخای مسابقه‌ی زمان محبوب می‌شوند.

چندین مزیت (و معایب) برای یک سیستم تن به تن روی چرخای جاده‌ای وجود دارد.

در سناریوهایی که نیاز به دامنه‌ی گیر باز نیست، مانند سفرهای نسبتاً تخت یا مسابقات، یک سیستم تن به تن می‌تواند تمام گیرهای لازم را ارائه دهد و همچنین موضوعات را ساده‌تر کند.

سیستم‌های تن به تن می‌توانند کارآمدی هوایی بیشتری داشته باشند. بر اساس متخصصان انگلیسی AeroCoach، تغییر به زنجیر ARC 1x هوایی آن‌ها «بین ۱ تا ۴ وات در سرعت ۳۰ مایل در ساعت / ۴۸ کیلومتر در ساعت» صرفه‌جویی می‌کند، به شکلی که به اندازه‌ی سایز دنده‌ی جلویی حذف‌شده بستگی دارد.

این یک کسب کوچک است، اما به طور فزاینده‌ای، چرخای مسابقه‌ی زمان و پیست از این مزیت استفاده می‌کنند.

استفاده از نگهدارنده زنجیر (که کمک می‌کند جلوی افتادن زنجیر از دنده زنجیر را بگیرد) به طور طبیعی بر عملکرد هواپردازی تأثیر می‌گذارد.

با این حال، نسبت به سیستم 2x، این پیکربندی امنیت بیشتری برای زنجیر ارائه می‌دهد، که می‌تواند در مسابقاتی مثل پاریس-روباکس حیاتی باشد.

برای مثال، ووت وان آرت از سیستم 1x SRAM Red eTap AXS در هر دو مسابقه میلان-سان رمو 2023 و پاریس-روباکس استفاده کرد، احتمالاً به خاطر این دلیل خاص.

بسته به پیکربندی، سیستم دنده تک‌زنگیر نیز می‌تواند سبک‌تر باشد. به عنوان مثال، دوچرخه‌های اختصاصی صعود تقریباً همیشه از سیستم دنده تک‌زنگیر استفاده می‌کنند.

دوچرخه‌های صعود معمولاً با سیستم دنده 1x تنظیم می‌شوند، زیرا می‌تواند سبک‌تر باشد و نیازی به دو دنده زنجیر ندارد.

نقاط ضعف سیستم تک‌دنده در دوچرخه‌های جاده‌ای

بنابراین، هرچند که سیستم تک‌دنده در شرایط خاص برای دوچرخه‌های جاده‌ای مزایایی دارد، اما همچنین معایبی نیز دارد.

مشکل اصلی این است که ترک دستگاه جلو و یکی از چرخ‌های زنجیر، کاهش قابل توجهی در تعداد دنده‌ها و محدوده دنده‌ها روی دوچرخه ایجاد می‌کند.

این موضوع می‌تواند با استفاده از گروه عقب با محدوده گسترده‌تر و تنظیم دقیق اندازه چرخ زنجیر برای هر سواری جبران شود. با این حال، دستیابی به محدوده دنده نزدیک به سیستم 2x با استفاده از تنظیمات 1x شامل تنازلاتی است.

گروه‌های کompact‌تری که با سیستم‌های 2x استفاده می‌شوند، انعطاف بیشتری در پیدا کردن ریتم بهینه فراهم می‌آورند.

ابتدا، گروه‌های گسترده‌تر (اگر می‌خواهید محدوده دنده مشابه سیستم 2x را حفظ کنید) اغلب سنگین‌تر از گروه‌های compact‌تر هستند.

مشکل تر دیگر این است که اغلب «پرش دنده» قابل توجه‌تری نشان می‌دهند که منجر به تجربه‌ای کمتر لذت‌بخش در جابجایی می‌شود.

این مسئله ممکن است مزاحمت‌آفرین باشد زیرا شیب‌های جاده معمولاً کم‌تر تند از شیب‌های خارج از شهر هستند و فاصله بزرگ‌تر بین دنده‌ها ممکن است در برخی موارد باعث دشواری در پیدا کردن دنده و ریتم بهینه شود.

کسیت‌های با دامنه گسترده برای سیستم‌های یک چرخه اصلی، مانند کسیت Campagnolo Ekar 9-42t، دامنه دنده‌ای قابل توجهی ارائه می‌دهد، اما همراه با تنازلاتی نیز هستند.

دانه‌های کوچکتر، مانند 10t یا 9t در کسیت‌های SRAM AXS یا Campagnolo Ekar و همچنین چرخه‌های اصلی، معمولاً کارآمدی کمی کمتری دارند (چون زنجیر باید به زاویه‌ای شدیدتر خم شود نسبت به دانه‌های بزرگتر).

هر چند SRAM ممکن است بحث کند که این واقعاً "چرخه‌بندی متقاطع" نیست، اما سیستم 1x هنوز زنجیر را به زاویه‌های بیشتری در هر دو انتهای کسیت نسبت به سیستم 2x وادار می‌کند.

هر دوی این عوامل می‌توانند اصطکاک‌های بیشتری در سیستم چرخه‌بندی ایجاد کنند که به نوبه خود معنی دارد سیستم 1x توان کمتری را به چرخ‌ها منتقل می‌کند نسبت به سیستم 2x (در صورت برابر بودن تمام عوامل دیگر).

سیستم 1x اصلی 3T Strada احتمالاً هواپاش‌تر است، اما ممکن است کارآمدی کمتری نیز داشته باشد.

پس، چقدر از دقت کاری کاهش پیدا می‌کند؟ در مه 2019، VeloNews و CeramicSpeed تفاوت‌های اصطکاک بین سیستم‌های گیربکس 1X و 2X را آزمایش کردند. بیایید به پروتکل آزمایش و نتایج آنها نگاهی بیندازیم، سپس من محاسباتی انجام می‌دهم تا ببینیم این کاهش‌های اصطکاک چگونه بر سرعت شما تأثیر می‌گذارد.

• آزمایش

VeloNews/CeramicSpeed دو نوع تنظیم گیربکس آزمایش کرد:

• سیستم 1X: با استفاده از دیفرانسیل عقب SRAM Force 1، چرخ دنده 48t، زنجیر PC-1170 و کسیت 10-42t.
• سیستم 2X: با استفاده از دیفرانسیل عقب Shimano Ultegra، چرخ‌دنده‌های 53/39t، زنجیر HG701 و کسیت 11-34t.

دلیل انتخاب این سیستم‌ها این بود که همان محدوده گیر را دارند، که این امکان را می‌دهد که اصطکاک‌های کاهش یافته را در همان نسبت‌های گیر مقایسه کنیم. هر دو سیستم روی یک دوچرخه آزمایشی نصب شدند که قادر به محاسبه اصطکاک‌های هر ترکیب گیر بود. ماشین آزمایشی سواری را به صورت شبیه‌سازی شده با 95 RPM و تولید قدرت 250 وات شبیه‌سازی می‌کرد.

تطابق خط زنجیر: سیستم 1X به گونه‌ای تنظیم شده بود که تاکنون دنده پنجم روی دنده کوچک‌ترین دنده‌ها خط راست زنجیر فراهم می‌کند، در حالی که سیستم 2X خط راست زنجیر را با دنده 53t در دنده پنجم و دنده 39t در دنده هشتم ارائه می‌داد.

CeramicSpeed همچنین مواد لوبریکانس کارخانه را حذف کرد و هر دو زنجیر را با همان روغن معادن بازلوبریک کرد. بو

هر دو زنجیر برای مدت زمان آزمایش مشابه اجرا شدند.

یادداشت: CeramicSpeed قبلاً کشف کرده بود که استفاده از دنده زنجیر 1X نسبت به دنده‌های 2X فاصله‌دار، اصطکاک را افزایش نمی‌دهد. آنها همچنین کشف کردند که چرخ‌های جکی از دنده عقب تأثیری بر اصطکاک ندارند.

نتایج

اینجا برخی نتایج کلیدی از آزمایش است:

• از دست دادن اصطکاک به طور کلی با افزایش نسبت دنده افزایش می‌یابد.
• سیستم 2X در هر دنده کارآمدتر بود (با فرض اینکه بعد از استفاده از دنده 39x21t به دنده بزرگتر منتقل می‌شوید).
• تفاوت‌های از دست دادن اصطکاک از 1 وات (48x21t / 53x23t) تا 6 وات (48x10 / 53x11) متغیر بود.
• سیستم 1X در خط راست کامل زنجیر (48x18t) از دست دادن اصطکاک بیشتری نسبت به سیستم 2X (53x19t) داشت.
• کارایی سیستم ۱X بین ۹۶.۰٪ تا ۹۲.۴٪ بوده است، با میانگینی معادل ۹۵.۱٪.
• کارایی سیستم ۲X بین ۹۶.۸٪ تا ۹۴.۸٪ بوده است، با میانگینی معادل ۹۶.۲٪.

CeramicSpeed محاسبه کرد که میانگین اتلاف اصطکاکی در سیستم ۱X برابر با ۱۲.۲۴ وات بوده است. این عدد با جمع اتلاف قدرت برای هر دنده در محدوده ۱۱ دنده و تقسیم آن بر ۱۱ به دست آمد. برای سیستم ۲X، نتیجه ۹.۴۵ وات بوده است، که این بدان معناست که تفاوت میانگین بین دو سیستم حدود ۳ وات کمتر از هم است.

• چرا سیستم ۱X کارایی پایین‌تری نسبت به سیستم ۲X دارد؟

چهار منبع اصلی اصطکاک در زنجیر وجود دارد. واضح‌ترین آن زاویه خم شدن زنجیر است که باعث افزایش اصطکاک می‌شود زمانی که دندان‌های چرخ دنده و کسیت به شدت بیشتری به هم خورده می‌شوند. فشار زنجیر، حرکت پیوندهای زنجیر و سرعت زنجیر نیز نقش‌های کلیدی را ایفا می‌کنند.

افزایش فشار زنجیر اثر زنجیر بر دنده و کسیت را افزایش می‌دهد. هنگام استفاده از دنده‌های کوچکتر، فشار زنجیر بیشتر است. حرکت زنجیر به درجه‌ای که زنجیر باید در پین‌های خود چرخانده شود اشاره دارد، و هنگام دور شدن اطراف دنده‌های کوچکتر، این موضوع منجر به اصطکاک بیشتری می‌شود. سرعت زنجیر به نرخی که دنده‌ها با زنجیر تعامل دارند در دقیقه اشاره دارد. این موضوع هنگام عبور زنجیر از دنده‌های کوچکتر افزایش می‌یابد.

در نهایت، سیستم ۱X نمی‌تواند خط زنجیر کاملاً مستقیم را در طول برد دنده‌اش حفظ کند، و دنده کوچکتر منجر به فشار بیشتر زنجیر، حرکت بیشتر در لینک‌های زنجیر و سرعت بیشتر زنجیر روی دنده‌های کوچکتر می‌شود.

این عوامل اضافی کمک می‌کند تا توضیح داده شود چرا حتی روی خط زنجیر کاملاً مستقیم، سیستم 1X همچنان بیش از 2 وات قدرت بیشتری نسبت به سیستم 2X مصرف می‌کند. این هم توضیح می‌دهد که چرا دنده 48x21t کمترین اصطکاک را تولید می‌کند، حتی اگر خط زنجیر کاملاً مستقیم نباشد—کاهش در انعطاف زنجیر و سرعت، جبران افزایش کوچک اصطکاک ناشی از خط زنجیر غیر ایدئال می‌کند.

• تفاوت سرعت چقدر مهم است؟

اینجا جایی است که موضوع جالب می‌شود!

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

کمترین تفاوت در کارایی:

در مقایسه ۴۸x۲۱t (۱X) با ۵۳x۲۳t (۲X)، شما با سرعت ۲۹٫۱۲ کیلومتر در ساعت و با ۹۵ تور می‌سازید. اختلاف یک واتی منجر به پیش‌روی ۰٫۰۶ کیلومتر در ساعت برای سیستم ۲X می‌شود. در فاصله ۱۰۰ کیلومتر، سیستم ۱X ۲۵ ثانیه کندتر خواهد بود (۰٫۲٪).

بالاترین دنده:

در مقایسه ۴۸x۱۰t (۱X) با ۵۳x۱۱t (۲X)، شما با سرعت ۶۱٫۲۸ کیلومتر در ساعت و با ۹۵ تور می‌سازید. اختلاف ۶ واتی منجر به پیش‌روی ۰٫۱۴ کیلومتر در ساعت برای سیستم ۲X می‌شود. در فاصله ۱۰۰ کیلومتر، سیستم ۱X ۱۴ ثانیه کندتر خواهد بود (۰٫۳٪).

پایین‌ترین دنده:

با استفاده از ۴۸x۴۲t (۱X) و ۳۹x۳۴t (۲X)، شما با سرعت ۱۴٫۴۹ کیلومتر در ساعت و با ۹۵ تور می‌سازید. اختلاف ۲٫۵ واتی منجر به پیش‌روی ۰٫۱۵ کیلومتر در ساعت برای سیستم چرخ‌دنده ۲X می‌شود. در فاصله ۱۰۰ کیلومتر، سیستم ۱X به زمان سفر شما ۳ دقیقه و ۵۰ ثانیه اضافه خواهد کرد (۰٫۹٪ کندتر).

چرخ‌دنده جلو قبلاً عالی است

چرخ‌دنده جلوی Dura-Ace Di2 RD-R9250 شیمانو به نظر می‌رسد بهترین گزینه در کلاس خود باشد، و بیشتر گروه‌های مدرن دوچرخه‌های جاده‌ای شیفت‌گیری عالی جلو را ارائه می‌دهند.

بر اساس مزایا و معایب خاص ذکر شده، دلیل اصلی اینکه من قصد ندارم به سیستم 1X در دوچرخه جاده‌ای خود عوض کنم، این است که دنده جلوی فعلی بسیار عالی عمل می‌کند.

تقریباً تمام سطوح گروه‌بندی‌های مدرن دوچرخه جاده‌ای عملکرد شیفت جلویی فوق العاده‌ای ارائه می‌دهند. شکی نیست که گروه‌بندی‌های الکترونیکی در حال حاضر استاندارد طلایی برای شیفت جلو هستند. بسیاری از افراد (شامل خودم) فکر می‌کنند که شیمانو رهبر بازار در این زمینه است، اما اسرام و کامپانیولو نیز خیلی پشت سر نیستند.

با این حال، حتی گروه‌بندی‌های مکانیکی در امروزه عملکرد شیفت جلویی بسیار عالی ارائه می‌دهند.

گروه‌بندی شیمانو پرچمدار 105 R7000 شیفت جلویی بدون خطایی را به قیمت مناسبی ارائه می‌دهد.

البته، شیفت نادرست یا تنظیمات نامناسب همچنان می‌توانند مشکلاتی ایجاد کنند، اما معمولاً شیفت جلو مشکلی نیست که باید حل شود.

آیا هاب Powershift شرکت Classified تغییرزننده بازار است؟

هاب Powershift شرکت Classified یک فناوری جالب است، به نظر می‌رسد عملکرد عالی‌ای داشته باشد، اما در حال حاضر ارزان نیست.

سیستم گیر هاب Powershift شرکت Classified یک سیستم گیر دو سرعتی بدون سیم است که درون هاب عقب ادغام شده است. این سیستم اغلب به عنوان «کشتر کننده دیسک جلو» تبلیغ می‌شود، اما من فکر می‌کنم این موضوع به زودی رخ نخواهد داد.

این سیستم واقعاً راه‌حل‌هایی برای بسیاری از نقص‌های سیستم‌های تک چرخ‌دنده ذکر شده ارائه می‌دهد—احتمالاً می‌توانیم در نهایت بهترین‌های هر دو دنیا را داشته باشیم.

اما برای بیشتر مردم، مشکل این است که خیلی گران است. به عنوان مثال، مجموعه چرخ‌های Powershift مدل R50 و G30 شرکت Classified به قیمت ۲,۳۰۰ پوند (حدود ۲۰,۰۰۰ یوان) فروخته می‌شود، که فقط ۲۵ پوند کمتر از قیمت دوچرخه کامل Trek Émonda ALR 5 است.

برای این همه پول، چه چیزی به طور واقعی نسبت به استفاده از سیستم ۲X به دست می‌آورید؟ یک بهبود کوچک در کارایی هوافشاری... و این همه!

البته، اگر فناوری هاب Classified در آینده محبوب شود و پذیرفته شود، هزینه آن ممکن است با گذر زمان کاهش یابد.

استفاده از دو چرخ دانه هنوز بهترین گزینه است

برای یک دوچرخه جاده‌ای کلی، سخت است تا تنوع ارائه شده توسط یک سیستم گیربکس 2x را شکست.

تمام دوچرخه‌های کوهستانی من دارای تنظیمات تک چرخ دانه هستند، اما شخصاً فکر می‌کنم انتقال این تنظیم به یک دوچرخه جاده‌ای خیلی معنی ندارد. برای بیشتر مردم، تنظیم 2X همچنان بهترین گزینه است.

با توجه به عملکرد و تنوع ارائه شده توسط دنده‌های جلوی مدرن، بهبودهای کم‌رنگ احتمالی ارائه شده توسط سیستم 1X به نظر نمی‌آید ارزشمند باشند.