Sustavi s jednim zubčanikom na cestanim biciklima: Nova trenja?

Iako je Wout van Aert oslanjao svoju drugu pobjedu na Tour de Francu 2023. podignuvši svoj Cervélo bicikl s jednim zubčanikom na Champs-Élysées-u, ovaj sustav nije prikladan za sve osim ako se pripremaju za profesionalne utrke s posvećenim mehaničarom.

Ove godine su se u proljetnim klasičnim trkama nekoliko ekipa i trkača prebacilo na sustave s jednim zubčanikom, što je ponovno podiglo raspravu o prednostima sustava s jednim zubčanikom na cestanim biciklima.

Dok sustavi s jednim zubčanikom ima prednosti u određenim situacijama, a nova tehnologija vratnih brzina može biti promjena igre, revolucija s jednim zubčanikom na cestanim biciklima još uvijek izgleda udaljenim perspektivom.

Moje mišljenje je da su trenutne prednje prebacivače jednostavno previše dobre, a u većini slučajeva prednosti njihovog odbacivanja ne teže negativnim stranama.

Kada ima smisla jednosmjerni sustav zubaca na cestanom biciklu?

1x aero zubasti parovi postaju sve popularniji na biciklima za vremenske probaje.

Postoji nekoliko prednosti (i nedostataka) jednosmjernog sustava zubaca na cestanom biciklu.

U situacijama gdje nije potrebna široka raspona brzina, kao što su relativno ravne vožnje ili utrke, jednosmjerni sustav može pružiti sve brzine koje ste potrebovi i istovremeno pojednostavniti stvari.

Jednosmjerni sustavi zubaca također mogu biti efikasniji s aerodinamičke točke gledišta. Prema britanskim stručnjacima iz AeroCoach-a, prijelaz na njihov ARC 1x aero zubac može uštedjeti 'između 1 i 4 watt-a pri brzini od 30mph / 48kph', ovisno o veličini prednjeg prebacivača koji ga uklonite.

To je mala dobivenica, ali sve više bicikala za vremenske probaje i trku koristi ovu prednost.

Korištenje lančanog držača (koji pomaže u sprečavanju da se lanc sruši s lančane krofne) prirodno utječe na bilo kakve aerodinamičke poboljšaje.

Međutim, u usporedbi s konfiguracijom 2x, ova postavka nudi veću sigurnost lanka, što može biti ključno u trčanjima poput Parisa-Roubaise.

Na primjer, Wout van Aert je koristio sustav 1x SRAM Red eTap AXS i tijekom Milana-San Remo te Parisa-Roubaise 2023., vjerojatno zbog ovog specifičnog razloga.

Ovisno o postavci, sustav s jednom lančanom krofnom također može biti laksi. Na primjer, posvećeni bicikli za planinsko štitovanje skoro uvijek koriste sustav s jednom lančanom krofnom.

Bicikli za planinsko štitovanje obično su opremljeni sustavom s jednom prometnicom jer mogu biti laksi i ne zahtijevaju dvije lančane krofne.

Nezadovoljavajuće strane sustava s jednom lančanom krofnom na cestenim biciklima

Dakle, iako postoje prednosti sustava s jednom lančanom krofnom na cestenim biciklima u određenim situacijama, ima i nekih nedostataka.

Najjednostavnije je da otpuštanje prednjeg derailleur-a i jednog zubca na lanci znači značajan smanjenje broja brzina i raspona brzina na biciklu.

To se može kompenzirati korištenjem šireg pozadnjeg kasete i pažljivim prilagođavanjem veličine zubca za svaki sjed.

Kompaktnije kasete koje se koriste s 2x pogonom nude veću fleksibilnost u pronalasku optimalnog kadenca.

Prvo, širokopezijske kasete (ako želite održati raspon brzina sličan 2x sustavu) često su teže od kompaktnijih kaseti.

Što je još zabrinjavajuće je što često prikazuju značajniju "skok zupčanice", što vodi do manje prijatnog iskustva pri promjeni brzine.

To može biti iritirajuće jer gradijenti ceste obično su pomaljka od onih izvan puta, a veći razmaci između brzina mogu činiti teškim pronaći optimalnu brzinu i kadenca u nekim slučajevima.

Kasete širokog raspona za 1x sustave, poput Campagnolo Ekar 9-42t, nude impresivan raspon brzina, ali dolaze i s kompromisima.

Manji zubčići, poput 10t ili 9t na kasetama SRAM AXS ili Campagnolo Ekar, te i zubčići također tendiraju biti malo manje učinkoviti (jer se lan mora savijati pod strožim kutem u odnosu na veće zubčiće).

Iako bi SRAM mogao tvrditi da ovo stvarno nije "krizni lan", 1x sustav ipak prisiljava lan u ekstremnije kutove na oba kraja kasete u usporedbi s 2x sustavom.

Oba ovih čimbenika mogu povećati gubitke trenja u prijenosnom sustavu, što znači da će 1x sustav dostavljati manje snage na točkove nego 2x sustav (ako su svi drugi uvjeti jednaki).

Iznachni 3T Strada 1x prijenosni sustav možda je efikasniji aerodinamički, ali može biti i manje učinkovit.

Dakle, koliko izgube učinkovitosti govorimo? U svibnju 2019., VeloNews i CeramicSpeed su testirali razlike u trenju između 1X i 2X prenosnih sustava. Pogledajmo njihov protokol testiranja i rezultate, a zatim ću izvesti neke računanja kako bi vidjeli kako ove izgube od trenja mogu utjecati na vašu brzinu.

• Testiranje

VeloNews/CeramicSpeed je testirao dva različita postavke prenosnog sustava:

• 1X sustav: Korištenjem SRAM Force 1 zadnjeg prebacivača, 48z lancice, PC-1170 lanca i 10-42z kasete.
• 2X sustav: Korištenjem Shimano Ultegra zadnjeg prebacivača, 53/39z lancica, HG701 lanca i 11-34z kasete.

Razlog za izbor ovih sustava bio je taj što imaju isti raspon brzina, što omogućuje direktnu usporedbu izguba od trenja pri istim omjerima brzine. Obje sustave bile su instalirane na probnom biciklu koji može izračunati izgube od trenja za svaki kombinaciju brzina. Probna mašina simulirala je vozača koji pedala s 95 RPM, proizvodeći 250 watt-a snage.

Usporavnjavanje lanca: Sustav 1X je bio postavljen tako da je 5. brzina na najmanjem zubanju dala ravnu liniju lanca, dok je sustav 2X imao ravnу liniju lanca s velikim zubanjem od 53t u 5. brzini i malim zubanjem od 39t u 8. brzini.

CeramicSpeed je također uklonio fabričke mašnje i ponovno je namazao oba lanaća istom mineralnom ulja. Bo

th lanaći su trčali tijekom istog trajanja testiranja.

Napomena: CeramicSpeed je ranije utvrdio da trenje nije povećano kada se koristi zubanj 1X u usporedbi s jednako raspoređenim zubanjem 2X. Također su utvrdili da male točkave kotačice zadnjeg derailleur-a ne utječu na trenje.

Rezultati

Evo nekih ključnih zaključaka iz testa:

• Gubitci trenja općenito rastu s porastom omjera brzine.
• Sustav 2X je bio učinkovitiji u svakoj brzini (pretpostavljajući da prebacujete na veliki zubanj nakon 39x21t).
• Razlike u gubitcima trenja rasipale su se od 1 watt (48x21t / 53x23t) do 6 watt (48x10 / 53x11).
• Sustav 1X je imao veće gubitke trenja u savršenoj liniji lanca (48x18t) u usporedbi s sustavom 2X (53x19t).
• Učinkovitost za 1X sustav je bila u rasponu od 96,0% do 92,4%, s prosječnom vrijednošću od 95,1%.
• Učinkovitost za 2X sustav je bila u rasponu od 96,8% do 94,8%, s prosječnom vrijednošću od 96,2%.

CeramicSpeed je izračunao da je prosječna gubitak trenja za 1X sustav bio 12,24 watt. To je određeno zbrajanjem gubitaka snage za svaki brzinski odnos u rasponu od 11 brzina i dijeljenjem sa 11. Za 2X sustav, rezultat je bio 9,45 watt, što znači da je prosječna razlika između dva sustava bila malo manja od 3 watt.

• Zašto je 1X manje učinkovit od 2X?

Postoji četiri glavna izvora trenja u lancu. Najizrazitiji je kut savijanja lana, koji uzrokuje više trenja kako se zubovi šatora i kasete vlače jače. Napetost lana, artikulacija veza lana i brzina lana također igraju ključne uloge.

Povlačenje lanca povećava tlak koji lanač izvodi na zupčanik i kasetu. Kada se koriste manji zupčanici i zupčanice, povlačenje lanca je veće. Artikulacija lanca se odnosi na stupanj na koji mora lanač pivotirati na svojim šipkama, a kada obilazi manje zupčanice, rezultira većom trenjem. Brzina lanca se odnosi na brzinu s kojom se zupčanici međusobno djeluju s lancem po minuti. Ovo raste kada lanač prolazi preko manjih zupčanica.

U konačnici, sustav 1X ne može održati potpuno ravnu liniju lanca kroz svoj raspon brzina, a manji zupčanik uzrokuje veće povlačenje lanca, više artikulacije u vezama lanca i povećanu brzinu lanca na manjim zupčanicama.

Ovi dodatni čimbenici pomažu objasniti zašto, čak i na savršeno ravnoj lancivoj liniji, 1X sustav još uvijek troši više od 2 watt-a snage u usporedbi s 2X sustavom. Također objašnjava zašto kombinacija zubača 48x21t stvara najmanju trenje, iako nije lanac savršeno ravno izvrnut—smanjenje kretanja lanca i brzine kompenzira malu povećanu trenju zbog neidealne lancane linije.

• Koliko mnogo važi razlika u brzini?

Ovdje stvari postaju zanimljive!

Pomoću BikeCalc možemo odrediti brzinu bicikla za svaki omjer zubača, pretpostavljajući točkovito 700x44C kotač i kadencu od 95 obrtaja po minuti. Zatim možemo unijeti različite izlazne snage (231 do 242 watt-a, ovisno o zubaču) i težinu vozača+bicikla (85kg) u Kalkulator Bicikla kako bismo izračunali razlike u brzini i vremenu tijekom 100km.

Najmanja razlika u učinkovitosti:

U 48x21t (1X) vs 53x23t (2X), vozićete brzinom od 29,12 km/h pri 95 RPM. Razlika od 1 watt rezultira prednjom brzinom od 0,06 km/h za sustav 2X. Tijekom 100 km, sustav 1X će biti spori 25 sekundi (0,2%).

Najveći brzinski zubanac:

U 48x10t (1X) vs 53x11t (2X), vozićete brzinom od 61,28 km/h pri 95 RPM. Razlika od 6 wattova rezultira prednjom brzinom od 0,14 km/h za sustav 2X. Tijekom 100 km, sustav 1X će biti spori 14 sekundi (0,3%).

Najmanji brzinski zubanac:

Sa 48x42t (1X) i 39x34t (2X), vozićete brzinom od 14,49 km/h pri 95 RPM. Razlika od 2,5 wattova rezultira prednjom brzinom od 0,15 km/h za sustav 2X. Tijekom 100 kilometara, sustav 1X će dodati 3 minute i 50 sekundi vašem vremenu vožnje (0,9% sporije).

Prednja derailleur je već izvrsna

Shimano Dura-Ace Di2 RD-R9250 prednja derailleur je verovatno najbolja u svojoj klasi, a većina suvremenih cestovnih skupova nudi izvrsno mijenjanje u prednjem dijelu.

Nезависно од посебних предності и недостатака споменутих изнад, главни разлог што нећу промјенити на 1X систем на мојој стазној biciklu ускоро је то што тренутна передња derailer jednostavno је превазилазно dobra.

Skoro сви nivoi moderne stazne bicikl skupine pružaju odličnu performansu передњег mjenjača. Nema sumnje da su elektroničke skupine trenutno zlatni standard za передњe mjenjače. Mnogi ljudi (uključujući i mene) smatraju da je Shimano vodeći na tržištu u ovoj oblasti, ali SRAM i Campagnolo nisu daleko iza.

Međutim, čak i mehaničke skupine danas pružaju izvrsnu performansu передњег mjenjača.

Prvenstvena Shimano 105 R7000 skupina nudi bezgranično передњe mjenjanje po dostupnoj cijeni.

Naravno, nepravilno mjenjanje ili loš postavljanje još uvijek mogu uzrokovati probleme, ali передњe mjenjanje tipično ne osjećamo kao problem koji treba riješiti.

Jeste li Classified Powershift Hub promjena igre?

Klasični Powershift centar je zanimljiva tehnologija, čini se da izvodi odlično, ali trenutno nije baš jeftina.

Klasični Powershift sustav prenosa u centru je bezžično upravljani dvostupni planetarni sustav prenosa integriran u zadnji centar. Često se naziva "ubojica prednjeg derailleur-a", ali vjerujem da će to vjerojatno uskoro ne dogoditi.

Zaista pruža rješenja mnogih nedostataka navedenih jednosmjernih sustava s jednim lancima - možda ćemo na kraju imati najbolje iz oba svijeta.

Međutim, za većinu ljudi problem je što je previše skupa. Na primjer, Classified R50 i G30 Powershift skupovi točaka koštaju £2,300 (oko 20,000 RMB), što je samo £25 manje od navedene cijene kompletne bicikle Trek Émonda ALR 5.

Što zapravo dobivate za sve taj novac u usporedbi s održavanjem 2X sustava? Malo poboljšanje aerodinamičke učinkovitosti... i to je više-ma-manje to?

Naravno, ako se tehnologija huba Classified postane popularna i prihvaćena, troškovi mogu s vremenom opasti.

Dvostruki lancir je još uvijek najbolji izbor

Za cestovni bicikl opće namjene, vrlo je teško premašiti fleksibilnost koju nudi dvostruki pogon (2x).

Svi moji planinski bicikli imaju jednostruke lancire, ali lično mislim da prijenos ovog postavljanja na cestovni bicikl nema puno smisla. Za većinu ljudi, dvostruki sustav (2X) ostaje najbolja opcija.

U svjetlu performansi i fleksibilnosti koje nude moderne prednje derailleur-e, marginalni potencijalni unapređaji koje pruža 1X sustav ne izgledaju opravdanim.