Qual é a eficiência das engrenagens do cubo em comparação com os desviadores?

Qual é a eficiência das engrenagens do cubo em comparação com os desviadores? Eu sei que as engrenagens do cubo não são tão eficientes. Além de ser mais pesado, quanto vou perder em desempenho se eu usar engrenagens de hub?

Depende muito do piloto e o que você quer dizer com eficiência .

É fácil manter uma engrenagem de cubo funcionando bem por anos, mas um desviador não mantido se tornará ineficiente muito rapidamente. Uma engrenagem de cubo permite que a corrente seja totalmente fechada, para todos, exceto para o ciclista mais dedicado; uma cadeia fechada será mais eficiente, pois será mais limpa e melhor lubrificada.

Uma corrente de fechamento permite que você chegue ao trabalho, com panos limpos e sem necessidade de troca, isso pode economizar muito tempo. Não ter que gastar tempo ajustando um desviador ou limpando sua corrente também aumenta a eficiência de sua vida. No entanto, leva mais tempo para remover a roda se você tiver engrenagens de cubo e uma corrente fechada.

Pessoalmente penso em uma bicicleta de estrada:

• As engrenagens do cubo são mais eficientes se você quiser usar uma bicicleta para fazer muitas viagens curtas como parte do seu dia a dia .
• Mas os desviadores são mais eficientes se você considerar ir rápido em uma bicicleta para ser muito importante e estão dispostos a colocar o trabalho na moto necessária para mantê-lo em um estado de manutenção muito bom.

(Eu também gosto de freios de cubo pelo mesmo motivo)

Em 2001, Kyle e Berto publicaram uma comparação da eficiência mecânica de várias configurações de desviadores e centros de engrenagens internas em Human Power, que você pode encontrar Aqui . Entre os sistemas testados estavam um sistema de câmbio Shimano MTB, um cubo Sturmey-Archer de 3 velocidades, o cubo Shimano de 7 velocidades Nexus e o cubo Rohloff de 14 velocidades. Os sistemas de câmbio MTB são (agora) conhecidos por serem menos eficientes (mais com perdas) em termos de transmissão de potência do que os sistemas de desviadores de "bicicleta de estrada". Em particular, observe a fig. 12 no link citado, que compara a eficiência média em três diferentes níveis de potência para o sistema de câmbio internamente orientado e MTB. Spicer (2000) mediu a eficiência de transmissão de energia de um sistema acionado por corrente ideal em cerca de 98%, então é isso que você espera que a eficiência máxima seja.

Depende do modelo que você obtém, mas a eficiência é geralmente comparável. Desviadores que estão em boas condições e devidamente lubrificados serão mais eficientes, mas marginalmente, e muitas vezes serão menos eficientes devido às condições do mundo real.

Pelo menos é o que o wiki diz:

http://en.wikipedia.org/wiki/Hub_gear

Eu tenho uma bicicleta de estrada com um desviador de 3x9, uma bicicleta menor com um nexo de 7 velocidades, e um brompton que realmente tem um hub e um desviador para uma marcha baixa / alta. As outras considerações (tamanho do pneu, pressão, etc) provavelmente importam muito mais do que a engrenagem. Para fácil mudança e manutenção, hubs, sem dúvida.

Hubs mais recentes são geralmente considerados mais eficientes (Shimano Alfine vs Nexus, esse tipo de coisa). Além disso, Shimano tem uma velocidade de 11 saindo que tem um tipo diferente de lubrificante do que o habitual, e é suposto ter melhor eficiência, mas eu não acho que nós vamos saber muito até o seu out.

Então há o Rohloff. Muito caro para comprar, mas mostra o que um bom hub pode produzir:

http://hubstripping.wordpress.com/speedhub-rohloff/

Em geral, depende do hub e do ciclista. Meu instinto e minha experiência com as duas motos com cubo de 3 velocidades que eu possuo (SRAM e hubs Nexus) sugerem que não muito do modo de energia de pedalar é sacrificado.

Digamos que, na Holanda, onde a maioria das bicicletas é usada como meio de transporte pessoal, a grande maioria das engrenagens são engrenagens centrais. A principal razão é a manutenção muito baixa e, claro, o fato de você ter uma cobertura adequada da corrente. Para uso como meio de transporte

Eu só posso comparar o básico Shimano Acera e Deore (3x8) deraileurs ao hub Rohloff de 14 velocidades, mas estas são minhas observações relativas à eficiência. Há uma distinção aqui entre eficiência de pedalada e eficiência de mudança de marcha . Vou mencionar os dois como não sei qual deles você quis dizer.

No hub Rohloff

• Na maioria das marchas, não parece haver qualquer perda de potência de pedalada em comparação com uma bicicleta de engrenagem fixa de acionamento direto (subjetiva, eu sei). As marchas 7 e 12 produzem algum ruído e parecem um pouco menos eficientes.
• Mudar de marcha é sempre impossível se força significativa estiver na drivechain.
• É necessária uma pausa curta de pedalada para mudar de marcha.
• É possível mudar para / de qualquer marcha quando parados ou em movimento.
• As mudanças de marchas entre engrenagens são simples e previsíveis (aproximadamente a mesma porcentagem por clique).

Em um descarrilador

• Uma pequena quantidade de poder de pedalada parece estar perdida para a roda de jockey. Isso é significativo apenas se ficar sujo ou se um dos shifters estiver desalinhado. Várias engrenagens são barulhentas / ineficientes devido ao ângulo da corrente.
• Mudar de marcha é as vezes complicado se houver uma grande força na corrente de transmissão. Depende de qual mudança está sendo feita, algumas são realmente fáceis e suaves, outras precisam de algum cuidado.
• Nenhuma pausa para pedalar rápido e suave é necessária para mudar as marchas.
• Só é possível mudar de marcha ao pedalar.
• Dois shifters significam que mudar rapidamente para um equipamento de tamanho previsível é uma habilidade que requer um pouco de pensamento.

YMMV, mas acho que o Rohloff é eficiente e simples de usar. Nós o usamos em um conjunto, então pode ser que a pausa necessária ao mudar seja menos distrutiva em uma bicicleta solo.

No entanto, eu também espero que um piloto experiente seria capaz de mudar suas engrenagens de alta especificação com muito mais rapidez e eficiência do que qualquer engrenagem hub e que isso pode significar que os deraileurs são a única opção para corridas. Isso e o fato de que você não consegue conectá-los a brifters.

Eu não sei o quanto está perdido, mas definitivamente há alguns. Eu perco velocidade mais rapidamente com o meu hub (Nexus 7) do que com um design de roda livre. Isto é confirmado girando a manivela em um suporte de afinação e vendo quanto mais rapidamente a roda pára de girar do que com uma roda livre.

Da mesma forma, no suporte de afinação, se eu girar lentamente a manivela para trás, a roda começará a girar para trás, o que nunca acontece com uma roda livre (ou pelo menos muito menos).

Ambos me dizem que o cubo está criando um pouco mais de resistência interna do que os rolamentos e o mecanismo de catraca em uma roda livre.

O gráfico apresentado acima indicaria que os hubs internos talvez perdessem 2,5% de eficiência em comparação com um desviador.

Isso e o peso ligeiramente maior são provavelmente por que todos os pilotos usam desviadores.

Em minha experiência de um mês com o cubo internamente orientado Deore (11 velocidades?) Comparado com sistemas de desviadores bem conservados de qualidade e novidade comparáveis, o cubo com engrenagens internas tem uma quantidade perceptível de perda interna. Note que este teste foi realizado há cerca de um ano. Acabei devolvendo a moto.

Primeiro teste (perda de marcha lenta): gire a manivela algumas vezes e faça a roda girar, veja quanto tempo ela continua girando. Isso lhe dirá quanto de energia é perdida no hub. Na minha experiência, a perda é perceptível.

Segundo teste (perda sob potência): usando uma relação de marcha similar, gire a manivela a uma velocidade fixa por cerca de um minuto, você terá uma idéia da quantidade de energia necessária para manter as rodas girando em um ritmo rápido e estável. Compare as duas entradas de energia.

Houve um estudo recente feito sobre isso pela revista FahrradZukunft, que está bem resumida em isto excelente artigo. Os resultados estão resumidos no gráfico a seguir:

A linha rosa escuro representa uma transmissão de velocidade única que é cerca de 97% eficiente (um valor típico citado para um sistema de câmbio é ligeiramente inferior a 95%).

Como você pode ver, a eficiência das engrenagens do cubo depende de qual engrenagem você está, já que um número diferente de partes móveis podem ser acionadas para cada uma. No geral, o speedhub Rohloff é o vencedor, com o hub Nuvinci CVT chegando por último. Como diz o artigo, em uma potência de 200W isso equivale a uma diferença de 22 watts, o que é bastante significativo.

Pessoalmente, eu encontrei o arrasto de engrenagens do cubo para ser perceptível, se não enorme, mas um preço que vale a pena pagar em uma bicicleta pendulares durante todo o ano, por exemplo.

Existem vários estudos sobre isso. Alguns os citaram. A resposta objetiva é que as engrenagens de cubo geralmente são menos eficientes que os desviadores.

Minha moto no ano passado foi uma Ridgeback World Journey, uma pesada tourer de aço com um hub Alfine 8 e drop bars.

Neste verão eu inventei um tourer usando um Ridgeback Panorama Deluxe. Ainda um tourer de aço pesado. Eu não prestei muita atenção ao peso do componente.

Ambas as motos são muito parecidas, mas o Panorama é um desviador 3x9, o World Journey é o Alfine 8. Então, efetivamente a mesma moto com transmissões diferentes.

Aqui está uma inumerável, mas ainda objetiva resposta. Com a bicicleta em um suporte, posso girar a roda de trás e soltá-la. A roda de desviador continuará girando por um longo tempo, a engrenagem do cubo irá desacelerar rapidamente.

Resposta subjetiva - a moto desviadora anda muito melhor. Explorando uma ilha escocesa neste verão, pude pedalar um pouco e depois seguir por um longo tempo, mesmo no apartamento. Eu nunca poderia fazer isso na moto de engrenagem central. Eu acho que eu poderia sentir o arrasto.

A diferença geral no peso dos dois sistemas de transmissão não é tão grande, aparentemente. Mas com a engrenagem do cubo todo o peso está no final. Eu troquei os pneus entre as duas motos, então em um ponto as duas rodas estavam para trás. Novamente inumerável, mas houve uma enorme diferença de peso. Este back-end pesado faz a moto 'sentir' lenta, eu acho.

Eu sempre tive motos no passado. Parece uma ótima idéia, e mudar de marcha enquanto o papel de carta é útil. Combinado com freios de rolo poderia ser o viajante final (eu tenho um Carrera Subway 8, que tem exatamente essa configuração).

Mas eles têm muitas desvantagens:

1. A gama de velocidades será mais estreita que um conjunto de mudanças. Não importa onde você esteja, mas a engrenagem de baixo não é realmente baixa o suficiente no meu Alfine.

2. Eles sentem, para mim, "lentos".

3. O back-end é pesado, e se você tiver alforges traseiros, MUITO pesado, aumentando as chances de apertar os flats e precisando de uma pressão mais alta nos pneus.

4. Mudar a roda traseira para apartamentos é difícil. Você não pode ter um QR, e você precisa carregar algo para soltar o cabo (pelo menos com Shimano). Então você tem mais ferramentas para transportar, especificamente uma chave de 15mm e uma chave allen de 2mm. No suporte de bicicleta é um pouco estranho. No escuro / chuva seria um trabalho horrível. É um trabalho horrível, eu fiz isso.

5. Você tem uma escolha muito limitada de trocadores se quiser usar barras de queda.