Когато става въпрос за избор на зъбно колело, има ли разлика дали избирате голям пръстен/голямо зъбно колело или малко/малко?
В тези дни на 11-скоростни групи е лесно да се предположи, че имате опцията за 22 различни предавки, за да улесните пътуването си нагоре по хълмове и надолу по долини. Всъщност, ако имате стандартна настройка от 53/39 верижни колела отпред и 11-25 касета отзад, тогава две от съотношенията са идентични (53/19, 39/14, като и двете дават съотношение от 2,79:1) и 14 от предавки се припокриват, което означава, че всъщност има само осем от 22-те предавки, които нямат почти дублираща се опция, когато плъзнете към другото верижно колело.
И така, за предавки, които се припокриват, искахме да знаем дали въртенето на педалите от голям пръстен до голямо зъбно колело (да речем 53-19) е същото като от малко към малко (39-14) или, като се има предвид възможността за избор, е по-добре да сгрешим към един? И всъщност бихте ли могли да го забележите от седлото? Колоездачът се консултира с експертите.
Увеличаване
Стюарт Бърджис е професор по инженерен дизайн в университета в Бристол и е един от водещите британски специалисти по верижни задвижвания. „Публикувах документи, които показват, че може да има предимство от по-висока ефективност с по-големи зъбни колела, но разликите в ефективността са толкова малки, че мотоциклетистът не може да ги усети“, казва той. „Ако мотоциклетист може да усети разлика [между големи и малки зъбни колела с еднакво съотношение], тогава обикновено нещо не е наред, като например веригата да е твърде разхлабена или твърде стегната.“
Scott McLaughlin, глобален директор на SRAM за развитие на задвижването, казва, че напрежението на веригата също е от значение. „Карането с по-голямо верижно колело и зъбно колело води до по-ниско напрежение на веригата в сравнение с по-малко верижно колело и зъбно колело с идентично предавателно отношение и идентично натоварване на педала“, казва той. „По-ниското опъване на веригата може да накара велосипеда да се чувства по-твърд и да реагира на даден натиск на педала, а също така трябва да има изключително малко подобрение в ефективността.
„Усещането за допълнителна отзивчивост идва от по-ниското напрежение на веригата, което води до по-малко огъване на рамката, тъй като веригата е значително изместена от централната линия на рамката“, добавя той. „Отново, това дава „усещане“или усещане за отзивчивост към входа на педала, но всъщност не осигурява никакво увеличение на ефективността (или само увеличение на ефективността, което е изчезващо малко).“
Консенсусът тогава изглежда е, че не можете наистина да усетите разликата между големи-големи и малки-малки, но че има малко подобрение в ефективността. Тъй като сме педанти в колоезденето, разбира се, искахме да знаем мащаба на тази полза и защо се получава.
Професор Бърджис цитира проучване, проведено върху система за дерайльор на велосипед в лабораторни условия, използвайки входящ вал с верижно колело с 52 зъба, свързан към изходящ вал с различни по размер зъбни колела, от 12 до 21 зъба.йени
Резултатите от изследването са красноречиви. За скорост на въртене от 60rpm и входна мощност от 100W, комбинация от зъбни колела 52/11 имаше ефективност от 91.1%, 52/15 дава 92,3% и тази цифра нараства до 93,8% за комбинацията 52/21, което ясно показва, че по-големият брой зъби наистина води до повишена ефективност на практика. (Цифри до 98,6% ефективност са записани в отделни експерименти, но това е между две зъбни колела без веригата да преминава през заден дерайльор.)
Така че, ако по-големите зъбни колела са малко по-ефективни, все още остава въпросът: защо?
Многоъгълник, но не е забравен
Racine Su е директор за научноизследователска и развойна дейност на вериги KMC. „Веригите работят по-гладко при по-големи зъбни колела, отколкото при по-малки поради ефекта на полигона, което означава по-малко вибрации на веригата или вертикални движения по време на зацепването на веригата и зъбното колело“, казва той. „При по-големите зъбни колела това намалява загубите при предаване на мощност. С други думи, дава по-висока ефективност на веригата.“
„Ефектът на многоъгълник“, за който той говори, се отнася до концепцията, че всяко зъбно колело може да се разглежда като многоъгълник със същия брой страни, колкото има зъби. Ъглите (известни още като върхове) на многоъгълника лежат в центъра на пролуките между зъбите – там, където се намира центърът на щифтовете на връзката на веригата. Когато всяко звено на веригата се зацепи с въртящото се зъбно колело, то се издига нагоре, когато ъгълът на многоъгълника достигне най-високата си точка, след което отново пада, докато многоъгълникът продължава да се върти. На практика това означава, че радиусът на зъбното колело се колебае, което кара цялата верига да се повдига и спуска, когато всяко звено се зацепи. Това води до загуба на енергия и неефективност и най-важното е, че загубите са по-големи при по-малките зъбни колела, тъй като ъглите на многоъгълниците с по-малко страни са по-остри.
Артикулацията на веригата (колко всяка връзка се огъва, докато се увива около зъбното колело) също допринася за загубите от триене и това също се увеличава с намаляването на размера на зъбното колело. Така че на този етап изглежда доста ясно – като се има предвид възможността за избор, работата с по-големи зъбни колела е малко по-ефективна.
Но това не свършва дотук. Може би неинтуитивно, лабораторните тестове също установиха, че ефективността на предаването на мощността на велосипеда се увеличава пропорционално с увеличаване на напрежението във веригата. С други думи, колкото по-силно натискате педалите, толкова по-ефективно се предава мощността от предните към задните зъбни колела. Су казва: „По-високото напрежение на веригата ще предизвика по-големи загуби от триене. Но намалява загубата на енергия между връзките по време на предаване на енергия. Накратко, по-високото напрежение на веригата подобрява ефективността,’ казва той.
Като се има предвид, че Скот Маклафлин от SRAM ни каза по-рано, че поставянето на същото натоварване върху педалите с помощта на по-малки зъбни колела ще увеличи напрежението във веригата, изборът между големи или малки зъбни колела става по-малко нарязан и изсушен.
Начало на преследването
Очевидно е време да накарате педала бързо да излезете от лабораторията и да получите изглед отвън на пътя, където това наистина има значение.
Майкъл Хътчинсън, трикратен национален шампион по часовник и технически писател за колоездене, казва: „Малко по-ефективно е да караш на по-големи зъбни колела, макар че не знам дали за повечето хора разликата е спира сърцето. Ако разликата беше толкова поразителна, всички щяхме да караме с верижни зъбни колела с 95 зъба отпред и с 35 зъба отзад.“
И Маклафлин се съгласява, че на практика размерът на зъбните колела не е на критичния път, когато става въпрос за ефективност. „Много повече фактори играят роля тук. Екстремното кръстосано свързване на вериги, например, ще намали ефективността и ще увеличи износването.’
И изглежда това е посланието. Работата с големи зъбни колела ще повиши леко ефективността и ще намали износването на веригата, тъй като натоварванията се разпределят върху по-голяма дължина на веригата, но всички малки печалби ще бъдат повече от заличени от неефективността и увеличеното износване, причинено от лошо поддържана верига или екстремна верига линии.
Това каза, при равни условия, мислете мащабно.
