Hệ thống đĩa đơn trên xe đạp đường bộ: Xu hướng mới?

Mặc dù Wout van Aert đã ăn mừng chiến thắng thứ hai tại Tour de France 2023 bằng cách nâng chiếc xe Cervélo với hệ thống đĩa đơn của mình trên đại lộ Champs-Élysées, nhưng cấu hình này không phù hợp với mọi người trừ khi bạn đang chuẩn bị cho một cuộc đua chuyên nghiệp với thợ cơ khí chuyên trách.

Vòng đua cổ điển mùa xuân năm nay đã chứng kiến nhiều đội và tay đua áp dụng hệ thống đĩa đơn, khơi mào lại cuộc tranh luận về những ưu điểm của hệ truyền động đĩa đơn trên xe đạp đường bộ.

trong khi hệ thống đĩa đơn mặc dù có những lợi thế trong một số trường hợp, và công nghệ hộp số mới có thể là một bước ngoặt, nhưng cuộc cách mạng đĩa đơn trên xe đạp đường bộ dường như vẫn còn xa.

Theo quan điểm của tôi, các bộ chuyển số trước hiện tại đơn giản là quá tốt và trong hầu hết các trường hợp, những lợi ích từ việc bỏ chúng không vượt qua được những nhược điểm.

Khi Nào Hệ Thống Xích Đơn Có Ý Nghĩa Trên Xe Đạp Đường Bộ?

Các bộ xích aerodynamic 1x đang trở nên ngày càng phổ biến trên xe đua thời gian.

Có một số ưu điểm (và nhược điểm) của hệ thống xích đơn trên xe đạp đường bộ.

Trong các tình huống mà phạm vi số cần không cần thiết rộng, chẳng hạn như đi xe hoặc thi đấu tương đối bằng phẳng, hệ thống xích đơn có thể cung cấp tất cả các số bạn cần trong khi làm mọi thứ trở nên đơn giản hơn.

Hệ thống xích đơn cũng có thể hiệu quả hơn về mặt khí động học. Theo các chuyên gia Anh quốc AeroCoach, chuyển sang vòng xích ARC 1x aerodynamic của họ có thể tiết kiệm "từ 1 đến 4 watt ở tốc độ 30mph / 48kph," tùy thuộc vào kích thước của bộ chuyển số trước mà bạn loại bỏ.

Đây là một lợi thế nhỏ, nhưng ngày càng nhiều xe đua thời gian và xe đua đường đua đang hưởng lợi từ điều này.

Sử dụng một bộ giữ xích (giúp ngăn ngừa việc xích rơi ra khỏi đĩa xích) tự nhiên sẽ ảnh hưởng đến bất kỳ lợi thế khí động học nào.

Tuy nhiên, so với cấu hình 2x, thiết lập này cung cấp sự an toàn hơn cho xích, điều này có thể rất quan trọng trong các cuộc đua như Paris-Roubaix.

Ví dụ, Wout van Aert đã sử dụng hệ thống SRAM Red eTap AXS 1x trong cả Milan-San Remo và Paris-Roubaix năm 2023, có khả năng là vì lý do cụ thể này.

Tùy thuộc vào cách thiết lập, một hệ thống đĩa xích đơn có thể nhẹ hơn. Ví dụ, xe leo núi chuyên dụng hầu như luôn sử dụng hệ thống đĩa xích đơn.

Xe leo núi thường được thiết lập với hệ truyền động 1x vì nó có thể nhẹ hơn và không cần hai đĩa xích.

Nhược điểm của Hệ thống Đĩa Xích Đơn trên Xe Đạp Đường Bằng

Do đó, mặc dù có những lợi thế của hệ thống đĩa xích đơn trên xe đạp đường bằng trong một số tình huống nhất định, nó cũng có một số nhược điểm.

Điều hiển nhiên nhất là từ bỏ bộ đạp trước và một trong các vòng dây chuyền của bạn có nghĩa là giảm đáng kể số lượng bánh răng và phạm vi bánh xe trên xe đạp.

Điều này có thể được bù đắp bằng cách sử dụng một băng băng phía sau có tầm xa hơn và cẩn thận phù hợp với kích thước vòng xích cho mỗi chuyến đi. Tuy nhiên, đạt được một phạm vi chuyển động gần với một hệ thống 2x với một thiết lập 1x liên quan đến một số thỏa hiệp.

Các băng cassette nhỏ gọn hơn được sử dụng với hệ thống truyền động 2x cung cấp sự linh hoạt hơn trong việc tìm kiếm nhịp điệu tối ưu.

Thứ nhất, các cassette tầm rộng (nếu bạn muốn duy trì phạm vi bánh răng tương tự như hệ thống 2x) thường nặng hơn các cassette nhỏ gọn hơn.

Điều đáng phiền hơn là chúng thường biểu hiện "nhảy ngón chân" rõ rệt hơn, dẫn đến trải nghiệm chuyển động không dễ chịu.

Điều này có thể gây phiền nhiễu bởi vì độ dốc đường có xu hướng dần dần hơn so với đường ngoài đường, và khoảng cách lớn hơn giữa các bánh răng có thể làm cho việc tìm thấy bánh răng và nhịp độ tối ưu trong một số trường hợp trở nên khó khăn.

Các cassette có dải số rộng cho hệ truyền động 1x, như Campagnolo Ekar 9-42t, cung cấp một phạm vi số ấn tượng, nhưng chúng cũng đi kèm với những nhượng bộ.

Các răng nhỏ hơn, như 10t hoặc 9t trên các cassette SRAM AXS hoặc Campagnolo Ekar, và đĩa trước cũng có xu hướng kém hiệu quả hơn một chút (bởi vì xích phải uốn cong ở góc lớn hơn so với các răng lớn hơn).

Mặc dù SRAM có thể lập luận rằng điều này không thực sự là "đưa xích chéo", nhưng một hệ thống 1x vẫn ép xích vào các góc độ cực đoan hơn ở cả hai đầu của cassette so với hệ thống 2x.

Cả hai yếu tố này đều có thể làm tăng ma sát trong hệ truyền động, điều đó có nghĩa là một hệ thống 1x sẽ truyền ít công suất hơn đến bánh xe so với hệ thống 2x (khi tất cả các yếu tố khác bằng nhau).

Hệ truyền động 1x của 3T Strada gốc có thể aerodynamic hơn, nhưng nó cũng có thể kém hiệu quả hơn.

Vậy, chúng ta đang nói về mức độ mất hiệu suất bao nhiêu? Vào tháng 5 năm 2019, VeloNews và CeramicSpeed đã kiểm tra sự khác biệt về ma sát giữa hệ truyền động 1X và 2X. Hãy cùng xem xét quy trình kiểm tra và kết quả của họ, sau đó tôi sẽ thực hiện một số phép tính để xem những tổn thất do ma sát này có thể ảnh hưởng đến tốc độ của bạn như thế nào.

• Kiểm tra

VeloNews/CeramicSpeed đã kiểm tra hai hệ thống truyền động khác nhau:

• Hệ thống 1X: Sử dụng cơ cấu đổi số phía sau SRAM Force 1, đĩa trước 48 răng, dây xích PC-1170, và cassette 10-42 răng.
• Hệ thống 2X: Sử dụng cơ cấu đổi số phía sau Shimano Ultegra, đĩa trước 53/39 răng, dây xích HG701, và cassette 11-34 răng.

Lý do chọn các hệ thống này là vì chúng có cùng phạm vi số ratio, cho phép so sánh trực tiếp các tổn thất do ma sát ở các tỷ lệ số giống nhau. Cả hai hệ thống đều được lắp đặt trên một chiếc xe đạp thử nghiệm có khả năng tính toán các tổn thất do ma sát cho mỗi tổ hợp số. Máy thử nghiệm mô phỏng người đi xe đạp với tốc độ đạp 95 vòng/phút, tạo ra 250 watt công suất.

Việc điều chỉnh đường dây xích: Hệ thống 1X được thiết lập sao cho số thứ 5 trên bánh răng nhỏ nhất cung cấp một đường dây xích thẳng, trong khi hệ thống 2X có đường dây xích thẳng với đĩa 53t ở số thứ 5 và đĩa 39t ở số thứ 8.

CeramicSpeed cũng đã loại bỏ các chất bôi trơn gốc nhà máy và tái bôi trơn cả hai sợi xích bằng cùng một loại dầu khoáng. Cả

hai sợi xích đều chạy trong cùng thời gian thử nghiệm.

Lưu ý: CeramicSpeed trước đây đã phát hiện rằng ma sát không tăng lên khi sử dụng đĩa 1X so với các đĩa 2X cách đều. Họ cũng phát hiện rằng các bánh răng nhỏ của cơ đề sau không ảnh hưởng đến ma sát.

Kết quả

Dưới đây là một số kết luận chính từ bài kiểm tra:

• Tổn thất do ma sát thường tăng lên khi tỷ số truyền tăng.
• Hệ thống 2X hiệu quả hơn ở mọi số (giả định bạn chuyển sang đĩa lớn sau khi dùng 39x21t).
• Sự khác biệt về tổn thất do ma sát dao động từ 1 watt (48x21t \/ 53x23t) đến 6 watt (48x10 \/ 53x11).
• Hệ thống 1X có nhiều tổn thất do ma sát hơn trong trường hợp đường dây xích hoàn hảo (48x18t) so với hệ thống 2X (53x19t).
• Hiệu suất của hệ thống 1X dao động từ 96,0% đến 92,4%, với mức trung bình là 95,1%.
• Hiệu suất của hệ thống 2X dao động từ 96,8% đến 94,8%, với mức trung bình là 96,2%.

CeramicSpeed tính toán rằng tổn thất ma sát trung bình của hệ thống 1X là 12,24 watt. Điều này được xác định bằng cách cộng tổng các tổn thất công suất cho mỗi bánh răng trong dải 11 bánh răng và chia cho 11. Đối với hệ thống 2X, kết quả là 9,45 watt, có nghĩa là sự khác biệt trung bình giữa hai hệ thống chỉ dưới 3 watt.

• Tại sao hệ thống 1X kém hiệu quả hơn hệ thống 2X?

Có bốn nguồn ma sát chính trong xích. Nổi bật nhất là góc uốn của xích, điều này gây ra nhiều ma sát hơn khi các răng đĩa và cassette cào mạnh hơn. Căng lực của xích, sự vận động của các mắt xích và tốc độ của xích cũng đóng vai trò quan trọng.

Áp lực của xích tăng lên khi xích tác động lên đĩa và cassette. Khi sử dụng các đĩa và răng cưa nhỏ hơn, độ căng của xích sẽ cao hơn. Độ uốn của xích đề cập đến mức độ mà xích phải xoay quanh trục ghim của nó, và khi quấn quanh các răng cưa nhỏ hơn, điều này dẫn đến ma sát cao hơn. Tốc độ xích đề cập đến tỷ lệ mà các bánh răng tương tác với xích mỗi phút. Điều này tăng lên khi xích chạy qua các răng cưa nhỏ hơn.

Cuối cùng, hệ thống 1X không thể duy trì một đường xích hoàn toàn thẳng trong phạm vi số của nó, và đĩa nhỏ hơn dẫn đến độ căng của xích cao hơn, nhiều uốn lượn hơn ở các mắt xích, và tốc độ xích tăng trên các răng cưa nhỏ.

Những yếu tố bổ sung này giúp giải thích tại sao, ngay cả trên một đường dây xích hoàn toàn thẳng, hệ thống 1X vẫn tiêu thụ hơn 2 watt công suất so với hệ thống 2X. Nó cũng giải thích tại sao bộ số 48x21t tạo ra ma sát thấp nhất, mặc dù đường dây xích không hoàn toàn thẳng - sự giảm thiểu trong độ uốn cong của xích và tốc độ bù đắp cho sự tăng nhẹ ma sát từ một đường dây xích không lý tưởng.

• Sự khác biệt về tốc độ quan trọng đến mức nào?

Đây là nơi mọi thứ trở nên thú vị!

Sử dụng BikeCalc, chúng ta có thể xác định tốc độ của xe ở mỗi tỷ số truyền, giả sử bánh xe 700x44C và tần số vòng quay 95RPM. Sau đó, chúng ta có thể nhập các đầu ra công suất khác nhau (231 đến 242 watt, tùy thuộc vào tỷ số truyền) và tổng trọng lượng người lái + xe (85kg) vào Máy tính Xe Đạp để tính toán sự khác biệt về tốc độ và thời gian trong suốt quãng đường 100km.

Hiệu quả khác biệt nhỏ nhất:

Trong 48x21t (1X) so với 53x23t (2X), bạn sẽ đạp xe ở tốc độ 29,12 km/h @95RPM. Sự khác biệt 1 watt dẫn đến lợi thế về tốc độ 0,06 km/h cho hệ thống 2X. Trong quãng đường 100km, hệ thống 1X sẽ chậm hơn 25 giây (0,2%).

Cỡ đĩa lớn nhất:

Trong 48x10t (1X) so với 53x11t (2X), bạn sẽ đạp xe ở tốc độ 61,28 km/h @95RPM. Sự khác biệt 6 watt dẫn đến lợi thế về tốc độ 0,14 km/h cho hệ thống 2X. Trong quãng đường 100km, hệ thống 1X sẽ chậm hơn 14 giây (0,3%).

Cỡ đĩa nhỏ nhất:

Với 48x42t (1X) và 39x34t (2X), bạn sẽ đạp xe ở tốc độ 14,49 km/h @ 95 RPM. Sự khác biệt 2,5 watt dẫn đến lợi thế về tốc độ 0,15 km/h cho bộ nồi 2X. Trong quãng đường 100 kilomet, hệ thống 1X sẽ thêm 3 phút và 50 giây vào thời gian cưỡi của bạn (chậm hơn 0,9%).

Bộ chuyển số trước đã rất tuyệt vời

Bộ chuyển số trước Dura-Ace Di2 RD-R9250 của Shimano có thể được coi là tốt nhất trong hạng mục của nó, và hầu hết các bộ phận xe đạp đường bộ hiện đại đều cung cấp khả năng chuyển số trước tuyệt vời.

Bất kể những ưu và nhược điểm cụ thể được đề cập ở trên, lý do chính khiến tôi sẽ không chuyển sang hệ thống 1X trên xe đạp đường bộ của mình trong thời gian gần là vì bộ chuyển số trước hiện tại đơn giản quá tốt.

Gần như tất cả các mức độ của bộ phận xe đạp đường bộ hiện đại đều cung cấp hiệu suất chuyển số trước tuyệt vời. Không có gì nghi ngờ rằng các bộ phận điện tử hiện nay là tiêu chuẩn vàng cho việc chuyển số trước. Nhiều người (bao gồm cả tôi) tin rằng Shimano là nhà lãnh đạo thị trường trong lĩnh vực này, nhưng SRAM và Campagnolo không hề kém cạnh.

Tuy nhiên, ngay cả các bộ phận cơ học ngày nay cũng cung cấp hiệu suất chuyển số trước tuyệt hảo.

Bộ phận cao cấp 105 R7000 của Shimano cung cấp chuyển số trước hoàn hảo với giá cả phải chăng.

Tất nhiên, việc chuyển số không đúng cách hoặc thiết lập kém vẫn có thể gây ra vấn đề, nhưng chuyển số trước thường không cảm thấy như một vấn đề cần được giải quyết.

Classified Powershift Hub có phải là một sự thay đổi lớn không?

Bộ hub Powershift của Classified là một công nghệ thú vị, dường như hoạt động rất tốt, nhưng nó không phải là rẻ vào thời điểm hiện tại.

Hệ thống số hub Powershift của Classified là một hệ thống truyền động 2 tốc độ được điều khiển không dây và tích hợp vào hub phía sau. Nó thường được ca ngợi là “kẻ giết chết cơ cấu chuyển số trước,” nhưng tôi tin rằng điều này khó có thể xảy ra trong thời gian gần.

Thực tế, nó cung cấp giải pháp cho nhiều nhược điểm của các hệ thống đơn đĩa được đề cập ở trên—có lẽ cuối cùng chúng ta có thể tận hưởng những ưu điểm tốt nhất từ cả hai thế giới.

Tuy nhiên, đối với phần lớn mọi người, vấn đề là nó quá đắt. Ví dụ, bộ vành R50 và G30 Powershift của Classified có giá £2,300 (khoảng 20,000 NDT), chỉ rẻ hơn £25 so với chiếc xe đạp hoàn chỉnh Trek Émonda ALR 5 được nhắc đến trước đó.

Bạn thực sự nhận được gì với số tiền đó so với việc tiếp tục sử dụng hệ thống 2X? Một chút cải thiện về hiệu quả khí động học... và chỉ có vậy thôi sao?

Tất nhiên, nếu công nghệ hub của Classified trở nên phổ biến và được chấp nhận trong tương lai, chi phí có thể sẽ giảm theo thời gian.

Đĩa kép vẫn là lựa chọn tốt nhất

Đối với một chiếc xe đạp đường bộ đa năng, rất khó để vượt qua sự linh hoạt mà hệ thống truyền động 2x cung cấp.

Tất cả các xe đạp núi của tôi đều sử dụng cấu hình đĩa đơn, nhưng cá nhân tôi nghĩ việc chuyển cấu hình này sang xe đạp đường bộ không thực sự hợp lý. Đối với phần lớn mọi người, hệ thống 2X vẫn là lựa chọn tốt nhất.

Cho dù hiệu suất và sự linh hoạt mà các cơ cấu đổi số trước hiện đại cung cấp, những cải tiến tiềm năng nhỏ mà hệ thống 1X mang lại dường như không đáng kể.