Quando si tratta di selezionare le marce, fa la differenza se si sceglie anello grande/pignone grande o piccolo/piccolo?
In questi giorni di gruppi a 11 velocità, è facile presumere che tu abbia la possibilità di 22 marce diverse per facilitare il tuo viaggio in salita e in discesa. Infatti, se hai una configurazione standard di corone 53/39 all'anteriore e una cassetta 11-25 al posteriore, due dei rapporti sono identici (53/19, 39/14, entrambi con un rapporto di 2.79:1) e 14 degli ingranaggi si sovrappongono, il che significa che in re altà ci sono solo otto dei 22 ingranaggi che non hanno un'opzione quasi duplicata quando si passa all' altra corona.
Quindi, per le marce che si sovrappongono, volevamo sapere se pedalare da anello grande a pignone grande (diciamo 53-19) è uguale a da piccolo a piccolo (39-14) oppure, data la scelta, è meglio sbagliare? E saresti effettivamente in grado di notarlo dalla sella? Il ciclista ha consultato gli esperti.
Ingrandire
Stuart Burgess è professore di progettazione ingegneristica all'Università di Bristol ed è una delle principali autorità britanniche sulle trasmissioni a catena. "Ho pubblicato articoli che mostrano che può esserci un vantaggio in una maggiore efficienza con pignoni più grandi, ma le differenze di efficienza sono così piccole che un ciclista non può sentirlo", dice. 'Se un ciclista può sentire la differenza [tra pignoni grandi e piccoli con lo stesso rapporto] allora normalmente qualcosa non va, come la catena troppo allentata o troppo tesa.'
Scott McLaughlin, direttore globale dello sviluppo della trasmissione di SRAM, afferma che anche la tensione della catena è rilevante. "Guidare con una corona e un ingranaggio più grandi si traduce in una tensione della catena inferiore rispetto a una corona e un ingranaggio più piccoli con rapporto di trasmissione identico e carico del pedale identico", afferma. "La tensione della catena più bassa potrebbe rendere la bici più rigida e reattiva a un determinato input del pedale e dovrebbe esserci anche un miglioramento estremamente piccolo dell'efficienza.
'Il senso di reattività extra deriva dalla tensione della catena più bassa che si traduce in una minore flessibilità del telaio, poiché la catena è significativamente sfalsata dalla linea centrale del telaio', aggiunge. 'Di nuovo, questo dà un "senso" o una sensazione di reattività all'input del pedale, ma in re altà non fornisce alcun aumento dell'efficienza (o solo un aumento dell'efficienza che è irrimediabilmente piccolo).'
Il consenso, quindi, sembra essere che non puoi davvero sentire la differenza tra grande-grande e piccolo-piccolo, ma che c'è un piccolo miglioramento nell'efficienza. Essendo pedanti del ciclismo, ovviamente, volevamo conoscere l'entità di questo beneficio e perché si verifica.
Il professor Burgess cita uno studio condotto su un sistema di deragliatore per bicicletta in condizioni di laboratorio utilizzando un albero di ingresso con una corona da 52 denti collegato a un albero di uscita con pignoni di diverse dimensioni, da 12 a 21 denti.
I risultati dello studio sono eloquenti. Per una velocità della manovella di 60 giri/min e una potenza in ingresso di 100 W, una combinazione di pignoni 52/11 aveva un'efficienza di 91.1%, un 52/15 dava il 92,3% e quella cifra è salita al 93,8% per la combinazione 52/21, indicando chiaramente che un numero maggiore di denti porta effettivamente a una maggiore efficienza nella pratica. (Cifre fino al 98,6% di efficienza sono state registrate in esperimenti separati, ma questo era tra due pignoni senza che la catena scorresse attraverso un meccanismo del deragliatore posteriore.)
Quindi, se i pignoni più grandi sono leggermente più efficienti, la domanda rimane comunque: perché?
Poligono ma non dimenticato
Racine Su è il direttore della ricerca e sviluppo delle catene KMC. "Le catene funzionano in modo più fluido sui pignoni più grandi rispetto a quelli più piccoli grazie all'effetto poligono, il che significa meno vibrazioni della catena o movimenti verticali durante l'innesto di catena e pignone", afferma. 'Su pignoni più grandi questo riduce le perdite di trasmissione di potenza. In altre parole, offre una maggiore efficienza della catena.'
L '"effetto poligono" di cui sta parlando si riferisce al concetto che ogni pignone può essere visto come un poligono con lo stesso numero di lati dei suoi denti. Gli angoli (ovvero i vertici) del poligono si trovano al centro degli spazi tra i denti, dove si trova il centro dei perni di collegamento della catena. Quando ogni anello della catena si impegna con la ruota dentata girevole, si alza quando l'angolo del poligono raggiunge il punto più alto, quindi cade di nuovo mentre il poligono continua a girare. In effetti, ciò significa che il raggio della ruota dentata sta fluttuando, provocando l'alzarsi e abbassarsi dell'intera catena quando ciascuna maglia si impegna. Ciò si traduce in perdita di energia e inefficienza e, soprattutto, le perdite sono maggiori sui pignoni più piccoli perché gli angoli dei poligoni con meno lati sono più affilati.
L'articolazione della catena (quanto ogni anello si piega mentre si avvolge attorno al pignone) aggiunge anche perdite per attrito, e questo aumenta anche al diminuire delle dimensioni del pignone. Quindi in questa fase sembra abbastanza chiaro: data la possibilità di scegliere, correre su ruote dentate più grandi è leggermente più efficiente.
Ma non finisce qui. Forse controintuitivamente, i test di laboratorio hanno anche scoperto che l'efficienza nella trasmissione di potenza di una bicicletta aumentava proporzionalmente con l'aumento della tensione nella catena. In altre parole, più colpisci forte sui pedali, più efficiente è la trasmissione della potenza dalla ruota dentata anteriore a quella posteriore. Su dice: "Una maggiore tensione della catena indurrà maggiori perdite per attrito. Ma riduce la perdita di energia tra i collegamenti durante la trasmissione di potenza. In sintesi, maggiore tensione della catena migliora l'efficienza", afferma.
Dato che Scott McLaughlin di SRAM ci ha detto in precedenza che applicare lo stesso carico sui pedali utilizzando pignoni più piccoli aumenterà la tensione nella catena, la scelta tra pignoni grandi o piccoli diventa meno tagliata e secca.
Vai al sodo
Chiaramente è ora di pedalare rapidamente fuori dal laboratorio e avere una visuale dalla strada, dove conta davvero.
Michael Hutchinson, tre volte campione nazionale a cronometro e scrittore tecnico di ciclismo, dice: È un po' più efficiente guidare su ruote dentate più grandi, anche se non so che per la maggior parte delle persone la differenza è da batticuore. Se la differenza fosse così sorprendente, guideremmo tutti con corone da 95 denti sulla parte anteriore e 35 sulla parte posteriore.'
E McLaughlin concorda sul fatto che, in termini pratici, la dimensione dei pignoni non è sul percorso critico quando si tratta di efficienza. 'Molti altri fattori entrano in gioco qui. La concatenazione estrema, ad esempio, ridurrà l'efficienza e aumenterà l'usura.'
E questo sembra essere il messaggio. Il funzionamento su ruote dentate di grandi dimensioni aumenterà leggermente l'efficienza e ridurrà l'usura della catena perché i carichi sono distribuiti su una lunghezza maggiore della catena, ma eventuali piccoli guadagni saranno più che spazzati via dalle inefficienze e dall'aumento dell'usura causati da una catena mal tenuta o da una catena estrema righe.
Detto questo, a parità di condizioni, pensa in grande.
