Enkelvoudige kettingbladsystemen op racefietsen: de nieuwe trend?

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

Tijdens de voorjaarsklassiekers van dit jaar kozen verschillende teams en renners voor aandrijvingen met één kettingblad, waardoor er opnieuw discussie ontstond over de voordelen van aandrijvingen met één kettingblad op racefietsen.

Terwijl enkelvoudige kettingringsystemen Hoewel de nieuwe naafversnellingstechnologie in bepaalde scenario's voordelen kan opleveren en een gamechanger kan zijn, lijkt de revolutie van het enkele kettingblad op racefietsen nog ver weg.

Naar mijn mening zijn de huidige voorderailleurs gewoon te goed en wegen de voordelen van het weglaten ervan in de meeste gevallen niet op tegen de nadelen.

Wanneer is een enkel kettingbladsysteem zinvol op een racefiets?

1x aero-crankstellen worden steeds populairder op tijdritfietsen.

Er zijn verschillende voor- en nadelen verbonden aan een enkelvoudig kettingbladsysteem op een racefiets.

In situaties waarin een groot versnellingsbereik niet nodig is, zoals bij relatief vlakke ritten of races, kan een systeem met één kettingblad alle versnellingen bieden die u nodig hebt, terwijl het toch het werk eenvoudiger maakt.

Single-chainingring systemen kunnen ook aerodynamisch efficiënter zijn. Volgens de Britse experts van AeroCoach kan het overschakelen naar hun ARC 1x aero chainring "tussen 1 en 4 watt besparen bij 30 mph / 48 km/u", afhankelijk van de grootte van de voorderailleur die u verwijdert.

Dat is een kleine winst, maar tijdrit- en baanfietsen profiteren er steeds meer van.

Het gebruik van een kettinggeleider (die voorkomt dat de ketting van het kettingblad valt) heeft uiteraard invloed op de aerodynamische voordelen.

Vergeleken met een 2x-opstelling biedt deze configuratie echter een grotere kettingzekerheid, wat cruciaal kan zijn in wedstrijden als Parijs-Roubaix.

Wout van Aert gebruikte bijvoorbeeld in Milaan-San Remo en Parijs-Roubaix van 1 een 2023x SRAM Red eTap AXS-systeem, waarschijnlijk om deze specifieke reden.

Afhankelijk van de opstelling kan een enkelvoudig kettingbladsysteem ook lichter zijn. Zo gebruiken speciale klimfietsen bijna altijd een enkelvoudig kettingbladsysteem.

Klimfietsen worden doorgaans uitgerust met een 1x-aandrijflijn, omdat deze lichter kan zijn en geen twee kettingbladen nodig heeft.

Nadelen van enkelvoudige kettingbladsystemen op racefietsen

Hoewel een enkelvoudig kettingbladsysteem op racefietsen in bepaalde situaties voordelen heeft, kent het ook enkele nadelen.

De meest voor de hand liggende reden is dat het weglaten van de voorderailleur en een van de kettingbladen een aanzienlijke vermindering van het aantal versnellingen en het versnellingsbereik van de fiets betekent.

Dit kan worden gecompenseerd door een bredere achtercassette te gebruiken en de kettingbladgrootte voor elke rit zorgvuldig af te stemmen. Het bereiken van een versnellingsbereik dat dicht bij een 2x-systeem ligt met een 1x-opstelling, vereist echter enkele compromissen.

De compactere cassettes die bij 2x aandrijflijnen worden gebruikt, bieden meer flexibiliteit bij het vinden van de optimale cadans.

Ten eerste zijn cassettes met een groot bereik (als u een versnellingsbereik wilt behouden dat vergelijkbaar is met dat van een 2x-systeem) vaak zwaarder dan compactere cassettes.

Wat nog vervelender is, is dat ze vaak een opvallender 'tandwielsprong' vertonen, wat het schakelen minder prettig maakt.

Dit kan vervelend zijn omdat hellingen op de weg doorgaans geleidelijker zijn dan off-road. Bovendien kunnen de grotere afstanden tussen de versnellingen het in sommige gevallen lastig maken om de optimale versnelling en cadans te vinden.

Cassettes met een breed bereik voor 1x-aandrijflijnen, zoals de Campagnolo Ekar 9-42t, bieden een indrukwekkend versnellingsbereik, maar brengen ook compromissen met zich mee.

Kleinere tandwielen, zoals de 10t of 9t op SRAM AXS of Campagnolo Ekar cassettes, en kettingbladen zijn doorgaans ook iets minder efficiënt (omdat de ketting in een steilere hoek moet buigen vergeleken met grotere tandwielen).

Hoewel SRAM beweert dat dit niet echt "cross-chaining" is, dwingt een 1x-systeem de ketting nog steeds in extremere hoeken aan beide uiteinden van de cassette vergeleken met een 2x-systeem.

Beide factoren kunnen leiden tot meer wrijvingsverlies in de aandrijflijn, wat er op zijn beurt voor zorgt dat een 1x-systeem minder vermogen naar de wielen stuurt dan een 2x-systeem (als alle andere factoren gelijk blijven).

De 3x-aandrijflijn van de originele 1T Strada is misschien wel aerodynamischer, maar ook minder efficiënt.

Dus, over hoeveel efficiëntieverlies hebben we het? In mei 2019 testten VeloNews en CeramicSpeed ​​de wrijvingsverschillen tussen 1X- en 2X-aandrijflijnen. Laten we eens kijken naar hun testprotocol en resultaten, dan doe ik wat berekeningen om te zien hoe deze wrijvingsverliezen uw snelheid kunnen beïnvloeden.

• Testen

VeloNews/CeramicSpeed ​​testte twee verschillende aandrijflijnconfiguraties:

• 1X-systeem: met een SRAM Force 1 achterderailleur, een 48t kettingblad, een PC-1170 ketting en een 10-42t cassette.
• 2X-systeem: Met een Shimano Ultegra achterderailleur, 53/39t kettingbladen, een HG701-ketting en een 11-34t cassette.

De reden om voor deze systemen te kiezen was dat ze hetzelfde versnellingsbereik hebben, wat een directe vergelijking van wrijvingsverliezen bij dezelfde versnellingsverhoudingen mogelijk maakt. Beide systemen werden geïnstalleerd op een testfiets die wrijvingsverliezen voor elke versnellingscombinatie kon berekenen. De testmachine simuleerde een fietser die trapte met 95 RPM, wat 250 watt aan vermogen opleverde.

Kettinglijnaanpassing: Het 1X-systeem was zo opgezet dat de 5e versnelling op het kleinste tandwiel een rechte kettinglijn opleverde, terwijl het 2X-systeem een ​​rechte kettinglijn had met het 53t kettingblad in de 5e versnelling en het 39t kettingblad in de 8e versnelling.

CeramicSpeed ​​heeft ook de fabrieksmatige smeermiddelen verwijderd en beide kettingen opnieuw gesmeerd met dezelfde minerale olie.

De kettingen liepen gedurende dezelfde testduur.

Opmerking: CeramicSpeed ​​ontdekte eerder dat de wrijving niet toenam bij gebruik van een 1X kettingblad vergeleken met gelijkmatig verdeelde 2X kettingbladen. Ze ontdekten ook dat de derailleurwieltjes van de achterderailleur geen invloed hadden op de wrijving.

Resultaten

Hier volgen enkele belangrijke conclusies uit de test:

• Wrijvingsverliezen nemen over het algemeen toe naarmate de overbrengingsverhouding toeneemt.
• Het 2X-systeem was in elke versnelling efficiënter (ervan uitgaande dat je na de 39x21t overschakelt naar het grote kettingblad).
• De verschillen in wrijvingsverlies varieerden van 1 watt (48x21t / 53x23t) tot 6 watt (48x10 / 53x11).
• Het 1X-systeem had meer wrijvingsverlies bij een perfecte kettinglijn (48x18t) vergeleken met het 2X-systeem (53x19t).
• De efficiëntie van het 1X-systeem varieerde van 96.0% tot 92.4%, met een gemiddelde van 95.1%.
• De efficiëntie van 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 elke versnelling in het 11-versnellingenbereik op te tellen en te delen door 11. Voor het 2X-systeem was het resultaat 9.45 watt, wat betekent dat het gemiddelde verschil tussen de twee systemen net geen 3 watt was.

• Waarom is 1X minder efficiënt dan 2X?

Er zijn vier primaire bronnen van wrijving in de ketting. De meest voor de hand liggende is de hoek van de bocht van de ketting, die meer wrijving veroorzaakt naarmate het kettingblad en de cassettetanden intenser schrapen. Kettingspanning, de articulatie van de schakels van de ketting en kettingsnelheid spelen ook een cruciale rol.

Kettingspanning verhoogt de druk die de ketting uitoefent op het kettingblad en de cassette. Bij gebruik van kleinere kettingbladen en tandwielen is de kettingspanning hoger. Kettingarticulatie verwijst naar de mate waarin de ketting moet draaien bij zijn pennen, en bij het wikkelen rond kleinere tandwielen resulteert dit in hogere wrijving. Kettingsnelheid verwijst naar de snelheid waarmee tandwielen per minuut met de ketting interacteren. Dit neemt toe wanneer de ketting over kleinere tandwielen loopt.

Uiteindelijk kan het 1X-systeem geen volledig rechte kettinglijn handhaven over het gehele versnellingsbereik. Bovendien zorgt het kleinere kettingblad voor een hogere kettingspanning, meer articulatie bij de schakels van de ketting en een hogere kettingsnelheid bij kleinere tandwielen.

Deze extra factoren helpen verklaren waarom, zelfs op een perfect rechte kettinglijn, een 1X-systeem nog steeds meer dan 2 watt meer vermogen verbruikt dan een 2X-systeem. Het verklaart ook waarom de 48x21t-versnelling de minste wrijving produceert, ondanks dat de kettinglijn niet perfect recht is: de vermindering van de kettingarticulatie en -snelheid compenseert de lichte toename van wrijving door een niet-ideale kettinglijn.

• Hoe belangrijk is het snelheidsverschil?

Nu wordt het interessant!

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

Kleinste efficiëntieverschil:

In 48x21t (1X) vs 53x23t (2X), rijd je met 29.12 km/u @95RPM. Een verschil van 1 watt resulteert in een snelheidsvoordeel van 0.06 km/u voor het 2X-systeem. Over 100 km is het 1X-systeem 25 seconden langzamer (0.2%).

Grootste versnelling:

In 48x10t (1X) vs 53x11t (2X), rijd je met 61.28 km/u @95RPM. Een verschil van 6 watt resulteert in een snelheidsvoordeel van 0.14 km/u voor het 2X-systeem. Over 100 km is het 1X-systeem 14 seconden langzamer (0.3%).

Kleinste versnelling:

Met een 48x42t (1X) en 39x34t (2X) rijdt u met 14.49 km/u bij 95 RPM. Het verschil van 2.5 watt resulteert in een snelheidsvoordeel van 0.15 km/u voor de 2X-aandrijflijn. Over 100 kilometer voegt het 1X-systeem 3 minuten en 50 seconden toe aan uw rijtijd (0.9% langzamer).

De voorderailleur is al uitstekend

De Dura-Ace Di2 RD-R9250 voorderailleur van Shimano is zonder twijfel de beste in zijn klasse. Bovendien bieden de meeste moderne racefietsgroepen uitstekende voorschakeling.

Los van de specifieke voor- en nadelen die hierboven zijn genoemd, is de voornaamste reden dat ik voorlopig niet overstap op een 1X-opstelling op mijn racefiets, dat de huidige voorderailleur gewoonweg te goed is.

Bijna alle niveaus van moderne racefietsgroepen bieden uitstekende prestaties bij het schakelen aan de voorkant. Er bestaat geen twijfel over dat elektronische groepen momenteel de gouden standaard zijn voor het schakelen aan de voorkant. Veel mensen (inclusief ikzelf) geloven dat Shimano de marktleider is op dit gebied, maar SRAM en Campagnolo lopen niet ver achter.

Maar zelfs mechanische groepen bieden tegenwoordig uitstekende schakelprestaties aan de voorkant.

De vlaggenschipgroepset van Shimano, de 105 R7000, biedt vlekkeloos schakelen voor een betaalbare prijs.

Natuurlijk kan verkeerd schakelen of een verkeerde afstelling nog steeds problemen veroorzaken, maar schakelen aan de voorkant voelt meestal niet als een probleem dat opgelost moet worden.

Is de Classified Powershift Hub een gamechanger?

De Powershift-naaf van Classified is een interessante technologie die ogenschijnlijk uitstekend werkt, maar op dit moment niet bepaald goedkoop is.

Het Classified Powershift naafversnellingssysteem is een draadloos aangestuurd 2-speed planetair versnellingssysteem dat in de achternaaf is geïntegreerd. Het wordt vaak aangeprezen als de "front derailleur killer", maar ik denk dat dit niet snel zal gebeuren.

Het biedt inderdaad oplossingen voor veel van de nadelen van de hierboven genoemde systemen met één kettingblad. Misschien kunnen we uiteindelijk het beste van twee werelden hebben.

Voor de meeste mensen is het probleem echter dat het te duur is. Zo kosten de R50 en G30 Powershift wielsets van Classified £2,300 (ongeveer 20,000 RMB), wat slechts £25 minder is dan de eerder genoemde Trek Émonda ALR 5 complete fiets.

Wat krijg je nu eigenlijk voor al dat geld vergeleken met het vasthouden aan een 2X-systeem? Een kleine verbetering in aerodynamische efficiëntie... en dat is het dan wel zo'n beetje?

Als de hubtechnologie van Classified uiteindelijk populair wordt en aanslaat, kunnen de kosten in de loop van de tijd wel eens dalen.

Dubbel kettingblad is nog steeds de beste keuze

Voor een allround racefiets is de veelzijdigheid van een 2x aandrijflijn moeilijk te verslaan.

Al mijn mountainbikes zijn single-chaining-setups, maar ik denk persoonlijk dat het overzetten van deze setup naar een racefiets niet veel zin heeft. Voor de meeste mensen blijft een 2X-setup de beste optie.

Gezien de prestaties en veelzijdigheid van moderne voorderailleurs, lijken de marginale potentiële verbeteringen die een 1X-systeem biedt, het niet waard.