Når det kommer til valg av gir, spiller det noen rolle om du velger stor ring/stort tannhjul eller lite/lite?
I disse dager med 11-trinns gruppesett er det lett å anta at du har muligheten til 22 forskjellige gir for å lette reisen opp bakker og ned daler. Faktisk, hvis du har et standardoppsett med 53/39 kjedeklinger foran og en 11-25 kassett bak, så er to av forholdene identiske (53/19, 39/14, begge gir et forhold på 2.79:1) og 14 av girene overlapper, noe som betyr at det faktisk bare er åtte av de 22 girene som ikke har et nesten duplikat alternativ når du drar til det andre krankdrevet.
Så, for girene som overlapper hverandre, ønsket vi å vite om å tråkke stor-ring-til-stort tannhjul (f.eks. 53-19) er akkurat det samme som liten-til-liten (39-14) eller, gitt valget, er det bedre å feile mot en? Og ville du faktisk kunne legge merke til det fra salen? Syklisten konsulterte ekspertene.
Bigging it up
Stuart Burgess er professor i ingeniørdesign ved University of Bristol og er en av Storbritannias ledende myndigheter på kjededrift. "Jeg har publisert artikler som viser at det kan være en fordel med høyere effektivitet med større tannhjul, men forskjellene i effektivitet er så små at en rytter ikke kan føle det," sier han. «Hvis en rytter kan føle en forskjell [mellom store og små kjedehjul med samme forhold], er det norm alt noe g alt, som at kjedet er for løst eller for stramt.»
Scott McLaughlin, SRAMs globale direktør for utvikling av drivverk, sier at kjedespenning også er relevant. «Å sykle i et større krankdrev og tannhjul resulterer i lavere kjedespenning enn et mindre krankdrev og tannhjul med identisk utveksling og identisk pedalbelastning», sier han. 'Den lavere kjedespenningen kan få sykkelen til å føles mer stiv og responsiv til en gitt pedalinngang, og det bør også være en ekstremt liten forbedring i effektiviteten.
‘Følelsen av ekstra respons kommer fra den lavere kjedespenningen som resulterer i mindre rammefleksi, siden kjedet er betydelig forskjøvet fra rammens senterlinje, legger han til. "Igjen, dette gir en "følelse" eller følelse av respons til pedalinndata, men gir faktisk ingen økning i effektivitet (eller bare en økning i effektivitet som er forsvinnende liten).'
Konsensus ser altså ut til å være at du egentlig ikke kan føle forskjellen mellom stor-stor og liten-liten, men at det er en liten forbedring i effektiviteten. Som sykkelpedanter ønsket vi selvfølgelig å vite omfanget av denne fordelen, og hvorfor den oppstår.
Professor Burgess siterer en studie utført på et sykkelgirsystem under laboratorieforhold ved bruk av en inngangsaksel med en 52-tanns kjedekrans koblet til en utgående aksel med kjedehjul av forskjellige størrelser, fra 12 til 21-tann.
Resultatene av studien er talende. For en veivhastighet på 60rpm og inngangseffekt på 100W hadde en 52/11 tannhjulskombinasjon en effektivitet på 91.1 %, en 52/15 ga 92,3 % og dette tallet steg til 93,8 % for 52/21 kombinasjonen, noe som tydelig indikerer at et høyere antall tenner faktisk fører til økt effektivitet i praksis. (Tall så høye som 98,6 % effektivitet er registrert i separate eksperimenter, men dette var mellom to tannhjul uten at kjedet gikk gjennom en bakgirmekanisme.)
Så hvis større tannhjul er litt mer effektive, gjenstår spørsmålet: hvorfor?
Polygon men ikke glemt
Racine Su er FoU-direktør i KMC-kjeder. "Kjeder går jevnere på større kjedehjul enn de gjør på mindre på grunn av polygoneffekten, som betyr mindre kjedevibrasjoner eller vertikale bevegelser under inngrep av kjede og kjedehjul," sier han. "På større tannhjul reduserer dette kraftoverføringstapene. Det gir med andre ord høyere kjedeeffektivitet.’
‘polygoneffekten’ han snakker om refererer til konseptet om at hvert tannhjul kan sees på som en polygon med samme antall sider som den har tenner. Hjørnene (aka toppunktene) av polygonen ligger i midten av hullene mellom tennene - der midten av lenkene på kjedet sitter. Når hvert ledd i kjedet griper inn i det svingende tannhjulet, stiger det opp når hjørnet av polygonet når sitt høyeste punkt, og faller deretter igjen når polygonet fortsetter å snu. Dette betyr faktisk at radiusen til kjedehjulet svinger, noe som får hele kjedet til å stige og falle når hvert ledd kobles inn. Dette resulterer i energitap og ineffektivitet, og avgjørende er tapene større på mindre tannhjul fordi hjørnene på polygoner med færre sider er skarpere.
Ledden til kjedet (hvor mye hvert ledd bøyer seg når det vikler seg rundt kjedehjulet) bidrar også til friksjonstap, og dette øker også når kjedehjulsstørrelsen reduseres. Så på dette stadiet ser det ganske klart ut – gitt valget er det margin alt mer effektivt å kjøre på større tannhjul.
Men det slutter ikke der. Kanskje kontraintuitivt fant laboratorietestene også at effektiviteten i en sykkels kraftoverføring økte proporsjon alt med økt spenning i kjeden. Med andre ord, jo hardere du trykker på pedalene, jo mer effektivt overføres kraften fra fremre til bakre tannhjul. Su sier: 'Høyere kjedespenning vil indusere høyere friksjonstap. Men det reduserer energitapet mellom ledd under kraftoverføring. I sum øker jo høyere kjedespenning effektiviteten, sier han.
Gitt at SRAMs Scott McLaughlin fort alte oss tidligere at å legge samme belastning gjennom pedalene ved å bruke mindre kjedehjul vil øke spenningen i kjedet, blir valget mellom store eller små kjedehjul mindre kuttet og tørket.
Kutt til jakten
Det er klart det er på tide å tråkke raskt ut av laboratoriet og få utsikt fra veien, der det virkelig betyr noe.
Michael Hutchinson, tre ganger nasjonal tidsrittmester og en teknisk skribent om sykling, sier: Det er litt mer effektivt å sykle på større tannhjul, selv om jeg ikke vet at forskjellen for folk flest er er hjertestansende. Hvis forskjellen var så slående, ville vi alle syklet med 95-tanns kjedeblader foran og 35s bak.’
Og McLaughlin er enig i at i praksis er ikke størrelsen på tannhjulene på den kritiske banen når det gjelder effektivitet. «Mange flere faktorer spiller inn her. Ekstrem krysskjeding vil for eksempel redusere effektiviteten og øke slitasjen.’
Og det ser ut til å være budskapet. Å kjøre på store kjedehjul vil øke effektiviteten litt, og redusere kjedeslitasjen fordi belastningene er spredt over en lengre kjedelengde, men små gevinster vil bli mer enn utslettet av ineffektiviteten og økt slitasje forårsaket av en dårlig vedlikeholdt kjede eller ekstrem kjede. linjer.
Når det er sagt, alt likt, tenk stort.
