Single-kettingstelsels op wegfietsen: de nieuwe trend?

Hoewel Wout van Aert zijn tweede Tour de France-overwinning in 2023 vierde door zijn single-kettingstelsel-uitgeruste Cervélo-fiets op te tillen op de Champs-Élysées, is dit stelsel niet geschikt voor iedereen tenzij je je voorbereidt op een professionele wedstrijd met een toegewijde monteur.

De Herfstklassiekers van dit jaar zagen verschillende ploegen en renners overgaan op single-kettingstelsels, wat de discussie over de voordelen van single-kettingtransmissies op wegfietsen opnieuw aanwakkerde.

Terwijl single-kettingstelsels hebben in bepaalde scenario's voordelen, en de nieuwe hubversnellingstechnologie kan een spelveranderder zijn, de single-kettingrevolutie op wegfietsen lijkt nog steeds een verre mogelijkheid.

In mijn oordeel zijn de huidige voorversnellingen gewoon te goed, en in de meeste gevallen wegen de voordelen van het ze opgeven niet op tegen de nadelen.

Wanneer heeft een enkel kettingstelsel zin op een wegfiets?

1x aero kettingstelsels worden steeds populairder op tijdritfietsen.

Er zijn verschillende voordelen (en nadelen) van een enkel-kettingstelsel op een wegfiets.

In situaties waar een breed versnellingsspectrum niet nodig is, zoals relatief vlakke ritjes of wedstrijden, kan een enkel-kettingstelsel alle versnellingen bieden die je nodig hebt terwijl het dingen vereenvoudigt.

Enkel-kettingstelsels kunnen ook aerodynamisch gezien efficiënter zijn. Volgens de Britse experts bij AeroCoach kun je "tussen de 1 en 4 watt besparen op 30mph / 48kph," afhankelijk van de grootte van de voorversnelling die je verwijdert.

Dit is een kleine winst, maar steeds vaker profiteren tijdrit- en baanfietsen er van.

Het gebruik van een chain keeper (wat helpt om te voorkomen dat de ketting van het ketellinkje valt) beïnvloed natuurlijk elke aerodynamische voordeel.

Toch biedt deze configuratie, in vergelijking met een 2x opstelling, een grotere kettingveiligheid, wat cruciaal kan zijn in wedstrijden zoals Parijs-Roubaix.

Bijvoorbeeld, Wout van Aert gebruikte een 1x SRAM Red eTap AXS systeem zowel in de 2023 Milaan-San Remo als Parijs-Roubaix, waarschijnlijk om precies deze reden.

Afhangend van de opstelling kan een enkel-ketellinkjesysteem ook lichter zijn. Bijvoorbeeld, toegewijde klimfietsen gebruiken bijna altijd een enkel-ketellinkjesysteem.

Klimfietsen worden meestal uitgerust met een 1x versnellingssysteem omdat het lichter kan zijn en geen twee ketellinkjes vereist.

Nadelen van Enkel-Ketellinkjesystemen op Wegfietsen

Dus, hoewel er voordelen zijn aan een enkel-ketellinkjesysteem op wegfietsen in bepaalde situaties, heeft het ook enkele nadelen.

De meest voor de hand liggende is dat het weggooien van je voorkantversnelling en een van je kettingwielen een significante reductie betekent in het aantal versnellingen en het versnellingsbereik op de fiets.

Dit kan worden gecompenseerd door gebruik te maken van een achterblok met een bredere bereik en zorgvuldig afstemmen van de grootte van het kettingwiel voor elke rit. Het bereiken van een versnellingsbereik dicht bij een 2x systeem met een 1x opstelling houdt echter enkele compromissen in.

De compactere cassettes die worden gebruikt met 2x versnellingsgroepen bieden meer flexibiliteit om de optimale cadans te vinden.

Ten eerste zijn breedbereikcassettes (als je een versnellingsbereik wilt behouden dat vergelijkbaar is met een 2x systeem) vaak zwaarder dan compactere cassettes.

Nog erger is dat ze vaak meer opvallende "versnellingssprongen" vertonen, wat leidt tot een minder prettige schakelervaring.

Dit kan vervelend zijn omdat weggradienten vaak geleidelijker zijn dan terreingradienten, en de grotere tussenruimten tussen de versnellingen kunnen het moeilijk maken om in sommige gevallen de optimale versnelling en cadans te vinden.

Wijd bereik cassettes voor 1x transmissies, zoals de Campagnolo Ekar 9-42t, bieden een indrukwekkend versnellingsspectrum, maar ze komen ook met compromissen.

Kleinere kettinkjes, zoals de 10t of 9t op SRAM AXS of Campagnolo Ekar cassettes, en kettingwielen zijn ook geneigd iets minder efficiënt te zijn (aangezien de ketting een scherpere hoek moet buigen in vergelijking met grotere kettinkjes).

Hoewel SRAM kan argumenteren dat dit niet echt "kruisversnelling" is, dwingt een 1x systeem de ketting toch in extreme hoeken aan beide uiteinden van de cassette in vergelijking met een 2x systeem.

Beide factoren kunnen wrijvingverliezen in de transmissie verhogen, wat betekent dat een 1x systeem minder kracht naar de wielen levert dan een 2x systeem (bij gelijke omstandigheden).

De oorspronkelijke 3T Strada met 1x transmissie kan aerodynamischer zijn, maar het kan ook minder efficiënt zijn.

Dus, over welke mate van efficiëntieverlies hebben we het? In mei 2019 testten VeloNews en CeramicSpeed de wrijversverschillen tussen 1X en 2X versnellingsgroepen. Laten we eens kijken naar hun testprotocol en resultaten, en dan zal ik wat berekeningen doen om te zien hoe deze wrijversverliezen je snelheid kunnen beïnvloeden.

• Testen

VeloNews/CeramicSpeed testte twee verschillende versnellingsopstellingen:

• 1X systeem: Gebruikmakend van een SRAM Force 1 achterste versnelling, een 48t kettingplaat, een PC-1170 ketting en een 10-42t cassette.
• 2X systeem: Gebruikmakend van een Shimano Ultegra achterste versnelling, 53/39t kettingplaten, een HG701 ketting en een 11-34t cassette.

De reden voor het kiezen van deze systemen was dat ze dezelfde versnellingsschaal hebben, wat toelaat tot een directe vergelijking van wrijversverliezen bij dezelfde versnellingratios. Beide systemen werden geïnstalleerd op een testfiets die in staat was om wrijversverliezen voor elke versnellingscombinatie te berekenen. De testmachine simuleerde een rijder die met 95RPM trapte en 250 watt aan vermogen produceerde.

Kettinglijnovereenkomst: Het 1X systeem was ingesteld zodat de 5e versnelling op de kleinste tandwiel een rechte kettinglijn bood, terwijl het 2X systeem een rechte kettinglijn had met de 53t kettingplaat in de 5e versnelling en de 39t kettingplaat in de 8e versnelling.

CeramicSpeed verwijderde ook de fabrieks-lubricanten en smeerde beide kettingen opnieuw in met dezelfde mineralen olie. Bo

th kettingen liepen voor dezelfde testduur.

Note: CeramicSpeed vond eerder dat wrijving niet toenam bij gebruik van een 1X kettingplaat vergeleken met gelijkmatig gespatieerde 2X kettingplaten. Ze vonden ook dat de jockeywieltjes van de achterversnellingspion niet invloed hadden op wrijving.

Resultaten

Hier zijn enkele belangrijke conclusies uit de test:

• Wrijvingsverliezen nemen algemeen toe naarmate het versnellingsschema toeneemt.
• Het 2X systeem was efficiënter in elke versnelling (onder de voorwaarde dat je schakelt naar de grote kettingplaat na de 39x21t).
• Verschillen in wrijvingsverlies varieerden van 1 watt (48x21t / 53x23t) tot 6 watt (48x10 / 53x11).
• Het 1X systeem had meer wrijvingsverlies in een perfecte kettinglijn (48x18t) vergeleken met het 2X systeem (53x19t).
• De efficiëntie voor het 1X systeem varieerde van 96,0% tot 92,4%, met een gemiddelde van 95,1%.
• De efficiëntie voor het 2X systeem varieerde van 96,8% tot 94,8%, met een gemiddelde van 96,2%.

CeramicSpeed berekende dat het gemiddelde wrijvingsverlies voor het 1X systeem 12,24 watt was. Dit werd bepaald door de vermogensverliezen voor elk versnelling in het 11-versnellingsbereik op te tellen en door 11 te delen. Voor het 2X systeem was het resultaat 9,45 watt, wat betekent dat het gemiddelde verschil tussen de twee systemen ongeveer 3 watt onder lag.

• Waarom is 1X minder efficiënt dan 2X?

Er zijn vier primaire bronnen van wrijving in de ketting. De meest明显的 is de hoek van de buiging van de ketting, wat meer wrijving veroorzaakt omdat de tanden van de kettingwiel en de cassette intenser schuren. Kettingspanning, de articulatie van de kettingverbindingen en de snelheid van de ketting spelen ook cruciale rollen.

Kettingspanning verhoogt de druk die de ketting uitoefent op de kettingwieken en het kassetteblok. Bij het gebruik van kleinere kettingwieken en tandwielen is de kettingspanning hoger. Kettingarticulatie verwijst naar de mate waarin de ketting moet draaien op zijn pinnen, en wanneer deze zich om kleinere tandwielen heen beweegt, ontstaat er meer wrijving. Kettingvaart verwijst naar het tempo waarmee de versnellingen per minuut met de ketting in contact komen. Dit neemt toe wanneer de ketting over kleinere tandwielen loopt.

Uiteindelijk kan het 1X-systeem geen volledig rechte kettinglijn behouden over zijn versnellingsbereik, en leidt de kleinere kettingwiel tot hogere kettingspanning, meer articulatie in de kettingverbindingen, en een hogere kettingvaart op kleinere tandwielen.

Deze aanvullende factoren helpen uitleggen waarom zelfs op een perfect rechte kettinglijn een 1X systeem nog steeds meer dan 2 watt meer verbruikt dan een 2X systeem. Het verklaart ook waarom de 48x21t versnelling de laagste wrijving oplevert, ondanks dat de kettinglijn niet volledig recht is — de verminderde articulatie en snelheid van de ketting compenseert de lichte toename van wrijving door een niet-ideale kettinglijn.

• Hoeveel doet het snelheidsverschil ertoe?

Hier wordt het interessant!

Met behulp van BikeCalc kunnen we de snelheid van een fiets bepalen bij elke versnellingsverhouding, onder de aanname van een 700x44C wiel en een cadans van 95RPM. Vervolgens kunnen we verschillende power outputs (231 tot 242 watt, afhankelijk van de versnelling) en het gewicht van de rijder+fiets (85kg) invoeren in een Bike Calculator om de snelheids- en tijdsverschillen over 100km te berekenen.

Kleinste efficiëntieverschil:

In 48x21t (1X) vs 53x23t (2X), zult u rijden op 29,12 km/u @95RPM. Een verschil van 1 watt resulteert in een snelheidsvoordeel van 0,06 km/u voor het 2X-systeem. Over 100km zal het 1X-systeem 25 seconden trager zijn (0,2%).

Grootste Versnelling:

In 48x10t (1X) vs 53x11t (2X), zult u rijden op 61,28 km/u @95RPM. Een verschil van 6 watt resulteert in een snelheidsvoordeel van 0,14 km/u voor het 2X-systeem. Over 100km zal het 1X-systeem 14 seconden trager zijn (0,3%).

Kleinste Versnelling:

Met een 48x42t (1X) en 39x34t (2X), zult u rijden op 14,49 km/u @ 95 RPM. Het verschil van 2,5 watt resulteert in een snelheidsvoordeel van 0,15 km/u voor de 2X-gangbak. Over 100 kilometer voegt het 1X-systeem 3 minuten en 50 seconden toe aan uw ritduur (0,9% trager).

De voorste versnellingspook is al uitstekend

Shimanos Dura-Ace Di2 RD-R9250 voorste versnellingspook wordt vaak beschouwd als het beste in zijn klasse, en de meeste moderne wegfiets-groepsets bieden uitstekende schakeling voorin.

Ongeacht de specifieke voordelen en nadelen die hierboven zijn genoemd, de belangrijkste reden waarom ik niet snel zal overschakelen naar een 1X-opstelling op mijn wegfiets is dat het huidige voorvergearsimply te goed is.

Bijna alle niveaus van moderne wegfiets-groepsmateriaal bieden uitstekende prestaties bij het verschuiven van de voorkant. Er is geen twijfel aan dat elektronische groepsmateriaal momenteel de goudstandaard is voor het verschuiven van de voorkant. Veel mensen (waaronder ikzelf) geloven dat Shimano de marktleider is in dit gebied, maar SRAM en Campagnolo zitten er niet ver naast.

Hoe dan ook, zelfs mechanische groepsmateriaal biedt tegenwoordig uitstekende prestaties bij het verschuiven van de voorkant.

Shimanos topmodel 105 R7000 groepsmateriaal biedt perfect versnellen van de voorkant tegen een betaalbare prijs.

Natuurlijk kunnen onjuist gebruik of een slechte instelling nog steeds problemen veroorzaken, maar het verschuiven van de voorkant voelt doorgaans niet als een probleem dat opgelost moet worden.

Is de Classified Powershift Hub een spelveranderder?

Classified’s Powershift hub is een interessante technologie, die blijkbaar uitstekend presteert, maar het is op dit moment niet bepaald goedkoop.

Het Classified Powershift hub gear systeem is een draadloos bestuurbaar 2-snelheidsplanetaire versnellingsysteem dat is geïntegreerd in de achterwielhub. Het wordt vaak aangeduid als de ‘front derailleur killer’, maar ik geloof dat dit onwaarschijnlijk snel zal gebeuren.

Het biedt inderdaad oplossingen voor veel van de nadelen van de eerder genoemde enkel-kettingring systemen—misschien kunnen we uiteindelijk het beste van beide werelden combineren.

Voor de meeste mensen is echter het probleem dat het te duur is. Bijvoorbeeld, Classified's R50 en G30 Powershift wielen kosten £2.300 (ongeveer 20.000 RMB), wat slechts £25 minder is dan de bovengenoemde Trek Émonda ALR 5 complete fiets.

Wat krijg je eigenlijk voor al dat geld ten opzichte van het blijven bij een 2X systeem? Een klein verbetering in aerodynamische efficiëntie... en dat is vrijwel alles?

Natuurlijk, als de hubtechnologie van Classified ooit populair wordt en doorneemt, kan de kosten met de tijd dalen.

Dubbele kettingring blijft de beste keuze

Voor een alround-wegfiets is het moeilijk om de veerkracht van een 2x versnellingssysteem te evenaren.

Al mijn mountainbikes hebben een enkel-kettingringopstelling, maar ik vind persoonlijk dat het overbrengen van deze opstelling naar een wegfiets niet veel zin heeft. Voor de meeste mensen blijft een 2X-opstelling de beste optie.

Gelet op de prestaties en veerkracht die moderne voorste versnellingschangeraars bieden, lijken de marginaal mogelijke verbeteringen die een 1X-systeem biedt niet de moeite waard.