Por que a maioria das engrenagens de bicicleta é projetada para ter tanta sobreposição

Para bicicletas com desviador dianteiro, notei que as relações de engrenagem da maioria das bicicletas não são lineares e há uma "sobreposição" estranha entre essas relações de potência à medida que você alterna de uma engrenagem dianteira para outra.

OK, é difícil de explicar, mas este gráfico mostra o que quero dizer:

Este é apenas um exemplo e as taxas reais podem variar, mas isso ilustra alguns problemas extremamente comuns:

• As proporções não são espaçadas consistentemente
• Para passar por todas as marchas do mais alto para o mais baixo, você se encontrará trocando as marchas dianteiras várias vezes para frente e para trás enquanto muda simultaneamente a traseira.
• Muitas dessas engrenagens são tão próximas que são redundantes.

Então, eu só estou curioso: por que as engrenagens são configuradas dessa maneira?

A sobreposição entre as faixas de proporção disponíveis em cada coroa significa que você não precisa usar tanto o câmbio dianteiro. Com base na sua compreensão e expectativas do terreno e das condições à frente, você escolhe uma coroa que lhe dá acesso a um conjunto útil de relações mais difíceis e fáceis.

As proporções do cassete são espaçadas para alcançar uma diferença%-vagamente consistente entre as engrenagens adjacentes, com os limites de que você não pode ter frações de dente e para uma mudança suave da polia superior do desviador, a uma distância mínima e máxima dos dentes, de modo que A geometria do desviador precisa mover essa polia através de um arco que ecoa o arco da cassete.

Ter relações mais próximas significa que, ao acelerar, você não precisa "girar" uma marcha para evitar ficar "atolado" na próxima marcha mais difícil e, ao subir, você não perde força com uma súbita perda de resistência a cada mudança. para baixo uma engrenagem.

Alternativa 1: engrenagens do cubo interno

por exemplo, Rohloff 14 velocidades, Shimano Alfine e Nexave 11,8 ou 7 velocidades. Baixa manutenção, mas pesada e dificulta a remoção e a montagem da roda traseira.

Alternativa 2: Configuração de MTB de corrente única com um cassete de taxa ampla

Os sistemas de 10 e 11 velocidades estão disponíveis com a coroa dentada menor 9,10 ou 11 e a coroa dentada maior entre 40 e 50 dentes, para uma diferença de proporção geral da proporção mais difícil para a mais fácil de 4: 1 - 5: 1. O desviador precisa ser projetado para o ângulo mais alto do cassete; você pode usar um extensor de gancho (por exemplo, o GoatLink) para movê-lo para baixo, de modo a liberar a maior roda dentada, mas nas engrenagens mais difíceis, a polia superior pode estar muito longe dos dentes mudar bem.

As proporções não são espaçadas consistentemente

Na verdade, se você olhar para o seu diagrama e excluir a menor e maior engrenagem da cassete, as engrenagens são mais ou menos espaçadas de maneira uniforme. Que desigualdade existe é um artefato da exigência de proporções de número inteiro. Claro, substituir o dente de 15t por um dente de 14,5t daria um melhor espaçamento entre os dentes de 17 e 13t, mas não existe um dente de 14,5t.

Normalmente, você não usaria a menor engrenagem, exceto com o anel de corrente grande, ou a maior roda dentada, exceto com o anel de corrente pequena. Isso é conhecido como encadeamento cruzado e coloca a corrente em um ângulo estranho, onde tende a esfregar contra o desviador dianteiro e geralmente é ineficiente, e seria melhor usar um anel de corrente diferente.

Para passar por todas as marchas do mais alto para o mais baixo, você se encontrará trocando as marchas dianteiras várias vezes para frente e para trás enquanto muda simultaneamente a traseira.

Não é assim que você usa engrenagens de desviador. Em vez de pensar em termos de uma sequência de 21 marchas, você deve pensar em três sequências de sete. Sempre que ficar sem engrenagens em um conjunto, você passa para o próximo anel da corrente e ajusta a engrenagem traseira em alguns segundos para compensar. Portanto, na prática, mudar de marcha seria algo como (leia da esquerda para a direita, de cima para baixo, como sempre)

28:28 28:24 28:20 28:17 28:15
                  38:17 38:15 38:13
                        48:15 48:13 48:12.

Observe que, a menos que você mude de frente e de trás simultaneamente, passar de 28:15 para 38:15 envolverá um momento em 38:15 ou 28:17. Eu fazia os dois turnos enquanto girava os pedais sem colocar força por eles, para que não fizesse muita diferença em que ordem os turnos acontecem.

Mudar de volta novamente provavelmente seria algo como

48:12 48:13 48:15 48:17 48:20
                  38:17 38:20 38:24
                        28:20 28:24 28:28.

Observe que apenas metade das combinações possíveis são usadas em cada padrão de turno. A propósito, você não se sentaria e aprenderia essas seqüências: elas são exatamente o que acontece quando você muda na parte de trás, sempre que possível, e muda na frente apenas quando necessário.

Na prática, se eu estivesse acelerando de uma parada, seria muito mais provável que eu apenas mudasse um desviador de cada vez e fizesse algo como

38:20 38:17 38:15             (accelerating fairly hard)
            43:15 48:13 48:12 (taking it easier; the first of
                               these is a big jump in ratio)

Muitas dessas engrenagens são tão próximas que são redundantes.

Este é o mesmo mal-entendido que acima.

Antigamente, nos dias de dez velocidades, as contagens dos dentes eram cuidadosamente escolhidas para que se pudesse trocar uma "meia marcha", digamos, deslocando as duas rodas dentadas traseiras para a direita e deslocando a roda dianteira para a esquerda. Esse projeto permitiu o ajuste fino da relação de transmissão, enquanto ainda permitia que as engrenagens ultrapassassem uma ampla faixa.

No entanto, quando as partes traseiras foram para 6, 7, 8, 9 e 10, e as frentes foram para três, esse design não foi apenas incrivelmente difícil, mas também confuso e desnecessário - simplesmente mudar a parte traseira para cima / para baixo de uma roda dentada era ótimo. um controle como a maioria dos ciclistas precisava.

A sobreposição nas relações de marchas disponíveis em cada coroa é principalmente uma conseqüência dos aspectos práticos da construção de um sistema de marchas. Ou seja, quantas rodas dentadas e quais tamanhos podem caber no cubo traseiro e na manivela, mas também tem consequências úteis.

Usando o exemplo que você deu acima, o cassete possui apenas 7 rodas dentadas e uma faixa estreita de tamanhos: 12-28. Escolhendo um tamanho de coroa que ofereça relações úteis para a maioria das condições de pilotagem - 38 dentes, ficamos com relações insuficientemente baixas e altas, por isso temos que adicionar coroas menores e maiores para fornecê-las, o que resulta em muita sobreposição de relações. Duas rodas poderiam ter sido usadas, mas isso exigiria que o ciclista alternasse constantemente entre as rodas ao usar as relações de engrenagem "intermediárias" mais usadas.

À medida que a tecnologia do desviador foi aprimorada, mais rodas dentadas podem ser adicionadas ao cassete traseiro, com uma variedade maior de tamanhos. Isso permite ter duas rodas dentadas, pois ambas oferecem cobertura sobre as relações de transmissão "intermediárias" mais usadas.

A extensão lógica dessa progressão é, obviamente, as configurações '1x' que apareceram nos últimos anos.

Pequenas lacunas permitem pedalar a um ritmo adequado para as pernas e a velocidade que você está fazendo.

Depois de quebrar um cabo de engrenagem traseiro, fiz mais de 70 km em uma ampla relação de 3 velocidades recentemente. Foi bastante difícil (mas fiquei muito feliz por ter três coroas). Continuei querendo um equipamento um pouco mais alto ou um pouco mais baixo, mas só tinha muito mais alto / mais baixo.

Você também não quer ter que mudar um pouco ao descer uma coroa e subir todas as rodas dentadas, se estiver subindo uma colina.