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Cambio de bicicleta

Un engranaje de buje Rohloff Speedhub
Un cambio trasero Shimano XT en una bicicleta de montaña
Una caja de cambios de bicicleta con tensor de cadena.

El cambio de marchas es el aspecto de la transmisión de una bicicleta que determina la relación entre la cadencia , la velocidad a la que el ciclista pedalea y la velocidad a la que gira la rueda motriz .

En algunas bicicletas solo hay una marcha y, por tanto, la relación de transmisión es fija , pero la mayoría de las bicicletas modernas tienen varias marchas y, por tanto, múltiples relaciones de transmisión. Un mecanismo de cambio permite seleccionar la relación de transmisión adecuada para lograr eficiencia o comodidad según las circunstancias predominantes: por ejemplo, puede resultar cómodo usar una velocidad alta al andar en bicicleta cuesta abajo, una velocidad media al andar en bicicleta por una carretera plana y una marcha baja al andar en bicicleta por una carretera plana. montar en bicicleta cuesta arriba. Diferentes relaciones de transmisión y rangos de marchas son apropiados para diferentes personas y estilos de ciclismo.

Las piernas de un ciclista producen potencia de manera óptima dentro de un rango estrecho de velocidad o cadencia de pedaleo. El engranaje se puede optimizar para utilizar este rango estrecho de la manera más eficiente posible. Como en otro tipo de transmisiones , la relación de transmisión está estrechamente relacionada con la ventaja mecánica de la transmisión de la bicicleta. En bicicletas de una sola velocidad y bicicletas de varias velocidades que utilizan cambios de cambio , la relación de transmisión depende de la relación entre el número de dientes del juego de bielas y el número de dientes de la rueda dentada trasera ( piñón ). Para bicicletas equipadas con engranajes de buje , la relación de transmisión también depende de los engranajes planetarios internos dentro del buje. Para una bicicleta impulsada por eje, la relación de transmisión depende de los engranajes cónicos utilizados en cada extremo del eje.

Para que una bicicleta viaje a la misma velocidad, usar una marcha más baja (mayor ventaja mecánica) requiere que el ciclista pedalee a una cadencia más rápida, pero con menos fuerza. Por el contrario, una marcha más alta (menor ventaja mecánica) proporciona una velocidad más alta para una cadencia determinada, pero requiere que el ciclista ejerza una mayor fuerza o se pare mientras pedalea. Diferentes ciclistas pueden tener diferentes preferencias en cuanto a cadencia, posición de conducción y fuerza de pedaleo. El ejercicio prolongado de demasiada fuerza en una marcha demasiado alta y con una cadencia demasiado baja puede aumentar la posibilidad de dañar la rodilla; [1] la cadencia por encima de 100 rpm se vuelve menos efectiva después de ráfagas cortas, como durante un sprint. [1]

Medición de relaciones de transmisión

Métodos

Existen al menos cuatro métodos diferentes [2] para medir las relaciones de transmisión: pulgadas de transmisión , metros de desarrollo (roll-out), relación de ganancia y cotización del número de dientes en las ruedas dentadas delanteras y traseras, respectivamente. Los primeros tres métodos dan como resultado que cada relación de transmisión posible esté representada por un único número que permite comparar el engranaje de cualquier bicicleta independientemente del diámetro de la rueda motriz; los números producidos por diferentes métodos no son comparables, pero para cada método, cuanto mayor sea el número, mayor será el engranaje. El tercer método, el ratio de ganancia, también tiene en cuenta la longitud de la biela, que puede variar de una bicicleta a otra. El cuarto método utiliza dos números y sólo es útil para comparar bicicletas con el mismo diámetro de rueda motriz. En el caso de las bicicletas de carretera, suele rondar los 670 mm. Una rueda "estándar" de 700c tiene un diámetro de llanta de 622 mm. El diámetro final de la rueda depende del neumático específico, pero será de aproximadamente 622 mm más el doble del ancho del neumático.

La medición delantera/trasera sólo considera los tamaños de un plato y una corona trasera. Las pulgadas de marcha y los metros de desarrollo también tienen en cuenta el tamaño de la rueda trasera. La relación de ganancia va más allá y también tiene en cuenta la longitud de la biela del pedal.

Las pulgadas de engranaje y los metros de desarrollo están estrechamente relacionados: para convertir de pulgadas de engranaje a metros de desarrollo, se multiplica por 0,08 (más precisamente: 0,0798, o exactamente: 0,0254 · π).

Los métodos de cálculo que siguen suponen que cualquier engranaje del cubo está en transmisión directa. Es necesaria la multiplicación por un factor adicional para permitir cualquier otra relación de engranajes del cubo seleccionada [3] (muchas calculadoras de engranajes en línea tienen estos factores incorporados para varios engranajes del cubo populares).

Tanto los medidores de desarrollo como los índices de ganancia normalmente se redondean a un decimal.
Las pulgadas de engranaje corresponden al diámetro (en pulgadas) de la rueda principal de una bicicleta antigua con engranajes equivalentes. Los metros de desarrollo corresponden a la distancia (en metros) recorrida por la bicicleta en una vuelta de los pedales. La relación de ganancia es la relación entre la distancia recorrida por la bicicleta y la distancia recorrida por un pedal, y es un número puro, independiente de cualquier unidad de medida.

Ejemplos

La siguiente tabla proporciona una comparación de los distintos métodos para medir las marchas (los números particulares son para bicicletas con bielas de 170 mm, ruedas de 700C y neumáticos de 25 mm). También se dan velocidades para varias cadencias en revoluciones por minuto. En cada fila, los valores relativos de pulgadas de engranaje, metros de desarrollo, relación de ganancia y velocidad son más o menos correctos, mientras que los valores delantero/trasero son la aproximación más cercana que se puede hacer usando tamaños típicos de platos y piñones. Tenga en cuenta que las bicicletas destinadas a carreras pueden tener una marcha más baja de alrededor de 45 pulgadas (3,6 metros) o 35 pulgadas (2,8 metros) si están equipadas con un juego de bielas compacto.

bicicletas de una sola velocidad

bicicleta de montaña de una sola velocidad

Una bicicleta de una sola velocidad es un tipo de bicicleta con una única relación de transmisión. Estas bicicletas no tienen cambios de cambio, cambios de buje ni otros métodos para variar la relación de transmisión de la bicicleta. Las bicicletas para adultos de una sola velocidad suelen tener una relación de transmisión de entre 55 y 75 pulgadas, según el ciclista y el uso previsto.

Hay muchos tipos de bicicletas modernas de una sola velocidad; Bicicletas BMX , algunas bicicletas diseñadas para niños (más pequeños), bicicletas tipo cruiser , bicicletas clásicas de cercanías , monociclos , bicicletas diseñadas para carreras en pista , bicicletas de carretera con piñón fijo y bicicletas de montaña con piñón fijo .

La bicicleta de piñón fijo y una sola velocidad es el tipo de bicicleta más básico. Una bicicleta de piñón fijo no tiene un mecanismo de rueda libre que permita el desplazamiento por inercia. [ dudosodiscutir ]

Consideraciones Generales

El cambio suministrado por el fabricante en una bicicleta nueva se selecciona para que sea útil para la mayoría de las personas. Algunos ciclistas optan por ajustar el engranaje para que se adapte mejor a su fuerza, nivel de condición física y uso esperado. Al comprar en tiendas especializadas en bicicletas, puede resultar menos costoso modificar los engranajes antes de la entrega que en una fecha posterior. Los platos y bielas modernos se pueden cambiar, al igual que los piñones .

Si bien las colinas largas y empinadas y/o cargas pesadas pueden indicar la necesidad de una marcha más baja, esto puede resultar en una velocidad muy baja. Equilibrar una bicicleta se vuelve más difícil a velocidades más bajas. Por ejemplo, una marcha inferior de alrededor de 16 pulgadas da una velocidad efectiva de quizás 3 millas/hora (5 km/hora) o menos, punto en el que podría ser más rápido caminar (si las zapatillas de bicicleta lo permiten).

Engranaje relativo

En lo que respecta a las piernas de un ciclista, al cambiar de marcha, la diferencia relativa entre dos marchas es más importante que la diferencia absoluta entre marchas. [4] Este cambio relativo, de una marcha inferior a una marcha superior, normalmente se expresa como porcentaje, y es independiente del sistema que se utilice para medir las marchas. El ciclismo tiende a resultar más cómodo si casi todos los cambios de marcha tienen más o menos la misma diferencia porcentual. [5] Por ejemplo, un cambio de una rueda dentada de 13 dientes a una de 15 dientes (15,4%) se siente muy similar a un cambio de una rueda dentada de 20 dientes a una de 23 dientes (15%), aunque el Este último tiene una diferencia absoluta mayor.

Para lograr diferencias relativas tan consistentes, las relaciones de transmisión absolutas deben estar en progresión logarítmica ; la mayoría de los engranajes disponibles en el mercado hacen esto con pequeñas diferencias absolutas entre las ruedas dentadas más pequeñas y diferencias absolutas cada vez mayores a medida que las ruedas dentadas se hacen más grandes. Debido a que las ruedas dentadas deben tener un número entero (relativamente pequeño) de dientes, es imposible lograr una progresión perfecta; por ejemplo, los siete piñones del cambio 14-16-18-21-24-28-32 tienen un tamaño de paso promedio de alrededor del 15%, pero con pasos reales que varían entre el 12,5% y el 16,7%. Los engranajes epicicloidales utilizados en los engranajes de cubo tienen más posibilidades de variar el número de dientes que las ruedas dentadas de los desviadores, por lo que puede ser posible acercarse mucho más al ideal de diferencias relativas consistentes; por ejemplo, el Rohloff Speedhub ofrece 14 velocidades con una diferencia relativa promedio. del 13,6% y variaciones individuales en torno al 0,1%.

Los ciclistas de carreras suelen tener marchas con una pequeña diferencia relativa de alrededor del 7% al 10%; esto permite un ajuste preciso de las relaciones de transmisión para adaptarse a las condiciones y mantener una velocidad de pedaleo constante. Las bicicletas de montaña y las híbridas suelen tener marchas con una diferencia relativa moderada de alrededor del 15%; esto permite una gama de marchas mucho mayor y al mismo tiempo tiene un paso aceptable entre marchas. Los engranajes de cubo de 3 velocidades pueden tener una diferencia relativa de alrededor del 33% al 37%; [5] Pasos tan grandes requieren un cambio muy sustancial en la velocidad de pedaleo y, a menudo, se sienten excesivos. [6] Un paso del 7% corresponde a un cambio de 1 diente de un piñón de 14 dientes a un piñón de 15 dientes, mientras que un paso del 15% corresponde a un cambio de 2 dientes de un piñón de 13 dientes a uno de 15. -piñón dentado.

Por el contrario, los motores de los automóviles entregan potencia en un rango de velocidades mucho mayor que las piernas de los ciclistas, por lo que diferencias relativas del 30% o más son comunes en las cajas de cambios de los automóviles.

Engranajes utilizables

En una bicicleta con un solo mecanismo de cambio de marchas (por ejemplo, solo buje trasero o solo desviador trasero), el número de relaciones de transmisión posibles es el mismo que el número de relaciones de transmisión utilizables , que también es el mismo que el número de relaciones de transmisión distintas .

En una bicicleta con más de un mecanismo de cambio de marcha (por ejemplo, desviador delantero y trasero), estos tres números pueden ser bastante diferentes, dependiendo de los pasos de cambio relativos de los distintos mecanismos. El número de marchas de una bicicleta equipada con un desviador de este tipo a menudo se indica de manera simplista, especialmente en la publicidad, y esto puede resultar engañoso.

Considere una bicicleta equipada con desviador con 3 platos y un engranaje de 8 ruedas dentadas:

el número de relaciones de transmisión posibles es 24 (=3×8, este es el número que suele citarse en los anuncios);
el número de relaciones de transmisión utilizables es 22;
el número de relaciones de transmisión distintas suele ser de 16 a 18.

La combinación de 3 platos y un conjunto de piñones de 8 ruedas no da como resultado 24 relaciones de transmisión utilizables. En su lugar, proporciona 3 rangos superpuestos de 7, 8 y 7 relaciones de transmisión. Las gamas exteriores solo tienen 7 relaciones en lugar de 8 porque las combinaciones extremas (plato más grande con piñón trasero más grande, plato más pequeño con piñón trasero más pequeño) dan como resultado una alineación de cadena muy diagonal que es ineficiente y provoca un desgaste excesivo de la cadena. [7] Debido a la superposición, generalmente habrá algunos duplicados o casi duplicados, por lo que puede que solo haya 16 o 18 relaciones de transmisión distintas. De todos modos, puede que no sea factible utilizar estas distintas relaciones en estricta secuencia baja-alta debido a los complicados patrones de cambio involucrados (por ejemplo, doble o triple cambio simultáneo en el desviador trasero y un solo cambio en el desviador delantero). En el peor de los casos, podría haber sólo 10 relaciones de transmisión distintas, si el paso porcentual entre platos es el mismo que el paso porcentual entre piñones. Sin embargo, si se duplica la relación más popular, entonces puede ser factible extender la vida útil del juego de engranajes utilizando diferentes versiones de esta relación popular.

Rango de engranajes

El rango de marchas indica la diferencia entre la marcha inferior y la marcha superior, y proporciona una medida del rango de condiciones (alta velocidad frente a colinas empinadas) que las marchas pueden afrontar; la fuerza, la experiencia y el nivel de condición física del ciclista también son importantes. Un rango del 300% o 3:1 significa que para la misma velocidad de pedaleo un ciclista podría viajar 3 veces más rápido en la marcha superior que en la inferior (suponiendo que tenga suficiente fuerza, etc.). Por el contrario, con el mismo esfuerzo de pedaleo, un ciclista podría subir una colina mucho más pronunciada en la marcha baja que en la marcha alta.

Los rangos superpuestos con los cambios de cambio significan que los cambios de cambio de 24 o 27 velocidades solo pueden tener el mismo rango de cambios total que un cambio de buje Rohloff de 14 velocidades (mucho más caro). Las bicicletas con engranajes de buje interno suelen tener un rango de marchas más restringido que las bicicletas comparables equipadas con desviador y tienen menos relaciones dentro de ese rango.

Los rangos de marchas aproximados que aparecen a continuación son meramente indicativos de configuraciones de marchas típicas y variarán un poco de una bicicleta a otra.

Se pueden lograr rangos de marchas de casi el 700% en configuraciones de desviador, aunque esto puede resultar en algunos pasos bastante grandes entre marchas o algunos cambios de marcha incómodos. Sin embargo, mediante una cuidadosa elección de platos y piñones traseros, por ejemplo 3 platos 48-34-20 y un casete de 10 velocidades 11-32, se puede conseguir una gama extremadamente amplia de marchas que, al mismo tiempo, están bien espaciadas. Este tipo de configuración ha resultado útil en multitud de bicicletas, como bicicletas de carga, bicicletas de paseo y tándems. Se pueden lograr rangos de marchas aún mayores utilizando un cambio de buje de pedalier de 2 velocidades junto con desviadores adecuados.

Tipos de mecanismos de cambio de marcha.

Hay dos tipos principales de mecanismos de cambio de marcha, conocidos como desviadores y engranajes de buje. Ambos sistemas tienen ventajas y desventajas , y cuál es preferible depende de las circunstancias particulares. Hay algunos otros tipos relativamente poco comunes de mecanismos de cambio de marcha que se mencionan brevemente cerca del final de esta sección. Los mecanismos de cambio solo se pueden usar con transmisiones de cadena, por lo que las bicicletas con transmisiones por correa o por eje deben ser de una sola velocidad o usar engranajes de cubo.

Externo (desviador)

Rueda trasera de bicicleta que muestra los desviadores delantero y trasero y el engranaje trasero

El engranaje externo se llama así porque todas las ruedas dentadas involucradas son fácilmente visibles. Puede haber hasta 4 platos [10] unidos al juego de bielas y a los pedales y, normalmente, entre 5 y 12 ruedas dentadas que componen el juego de ruedas unido a la rueda trasera. Los desviadores delanteros y traseros modernos suelen consistir en una guía de cadena móvil que se opera de forma remota mediante un cable Bowden conectado a una palanca de cambios montada en el tubo diagonal, la potencia del manillar o el manillar. Una palanca de cambios puede ser una sola palanca, un par de palancas o una empuñadura giratoria ; Algunas palancas de cambio pueden incorporarse con palancas de freno en una sola unidad. Cuando un ciclista acciona la palanca de cambios mientras pedalea , el cambio en la tensión del cable mueve la guía de la cadena de un lado a otro, "descarrilando" la cadena hacia diferentes piñones. El desviador trasero también tiene ruedas jockey montadas con resortes que eliminan la holgura de la cadena.

La mayoría de las bicicletas híbridas, de turismo, de montaña y de carreras están equipadas con desviadores delanteros y traseros. Hay algunas relaciones de transmisión que tienen una trayectoria de cadena recta, pero en la mayoría de las relaciones de transmisión la cadena gira en ángulo. El uso de dos desviadores generalmente da como resultado algunas relaciones de transmisión duplicadas o casi duplicadas, de modo que la cantidad de relaciones de transmisión distintas suele ser alrededor de dos tercios de la cantidad de relaciones de transmisión anunciadas. Las configuraciones más comunes tienen nombres específicos [11] que generalmente están relacionados con los tamaños de paso relativos entre los platos delanteros y el engranaje trasero.

Engranaje cruzado

Agarre giratorio

Este estilo se encuentra comúnmente en bicicletas de montaña, híbridas y de turismo con tres platos. El paso relativo en los platos (por ejemplo, del 25% al ​​35%) suele ser alrededor del doble del paso relativo en el engranaje (por ejemplo, 15%), por ejemplo, platos 28-38-48 y engranajes 12-14-16-18-21-24. -28.

Las ventajas de este arreglo incluyen:

Una desventaja es que los rangos de transmisión superpuestos dan como resultado una gran duplicación o casi duplicación de las relaciones de transmisión.

Engranajes de rango múltiple

Este estilo se encuentra comúnmente en bicicletas de carreras con dos platos. El paso relativo en los platos (por ejemplo, 35 %) suele ser aproximadamente tres o cuatro veces el paso relativo en los piñones (por ejemplo, 8 % o 10 %), por ejemplo, platos 39-53 y piñones de rango cercano 12-13-14-15. -16-17-19-21 o 12-13-15-17-19-21-23-25. Esta disposición proporciona mucho más margen para ajustar la relación de transmisión para mantener una velocidad de pedaleo constante , pero cualquier cambio de plato debe ir acompañado de un cambio simultáneo de 3 o 4 piñones en el piñón si el objetivo es pasar al siguiente superior o inferior. relación de transmisión.

engranaje alpino

Este término no tiene un significado generalmente aceptado. Originalmente se refería a una disposición de marchas que tenía una marcha especialmente baja (para escalar pasos alpinos); esta marcha baja a menudo tenía un salto mayor que el promedio a la siguiente marcha más baja. En la década de 1960, los vendedores utilizaban el término para referirse a las bicicletas de 10 velocidades actuales (2 platos, 5 piñones), sin tener en cuenta su significado original. El equivalente actual más cercano al significado original se puede encontrar en los engranajes Shimano Megarange, donde la mayoría de las ruedas dentadas tienen aproximadamente una diferencia relativa del 15%, excepto la rueda dentada más grande que tiene aproximadamente una diferencia del 30%; esto proporciona una marcha mucho más baja de lo normal a costa de un gran salto de marcha.

Engranaje de medio paso

Hay dos platos cuya diferencia relativa (digamos 10%) es aproximadamente la mitad del paso relativo en el engranaje (digamos 20%). Esto se utilizó a mediados del siglo XX, cuando los desviadores delanteros solo podían soportar un pequeño paso entre los platos y cuando los piñones traseros solo tenían una pequeña cantidad de piñones, por ejemplo, platos 44-48 y piñones 14-17-20-24-28. El efecto es proporcionar dos gamas de engranajes entrelazadas sin ninguna duplicación. Sin embargo, para pasar secuencialmente a través de las relaciones de transmisión se requiere un cambio delantero y trasero simultáneo cada dos cambios de marcha.

Juego de bielas Half-Step Plus Granny con platos de 28, 45 y 50 dientes en una bicicleta de turismo Trek 620

Medio paso más engranaje de abuela

Hay tres platos con diferencias de medio paso entre los dos más grandes y diferencias de rango múltiple entre los dos más pequeños, por ejemplo, platos 24-42-46 y piñones 12-14-16-18-21-24-28-32-36. [12] Esta disposición general es adecuada para viajes en los que la mayoría de los cambios de marcha se realizan utilizando el desviador trasero y ajustes finos ocasionales utilizando los dos platos grandes. [11] El plato pequeño (granny gear) es un rescate para manejar colinas más empinadas, pero requiere cierta anticipación para usarlo de manera efectiva.

Interno (centro)

El engranaje interno se llama así porque todos los engranajes involucrados están ocultos dentro del cubo de la rueda. Los engranajes del cubo funcionan mediante un engranaje planetario interno o epicíclico que altera la velocidad de la carcasa del cubo y la rueda en relación con la velocidad de la rueda dentada motriz. Tienen un solo plato y un solo piñón trasero, casi siempre con un recorrido de cadena recto entre los dos. Los cambios de buje están disponibles con entre 2 y 14 velocidades; El peso y el precio tienden a aumentar con el número de marchas. Todas las velocidades anunciadas están disponibles como relaciones de transmisión distintas controladas por una sola palanca de cambios (excepto algunos de los primeros modelos de 5 velocidades que usaban dos palancas de cambio). El cambio de buje se utiliza a menudo en bicicletas destinadas a la ciudad y a los desplazamientos diarios.

Interno (eje de pedalier)

Los sistemas actuales tienen engranajes incorporados en el juego de bielas o pedalier . Las patentes para estos sistemas aparecieron ya en 1890. [13] Los Schlumpf Mountain Drive y Speed ​​Drive están disponibles desde 2001. [14] Algunos sistemas ofrecen accionamiento directo más una de tres variantes (reducción 1:2,5, aumento 1,65:1, y aumentar 2,5:1). El cambio de marcha se logra usando el pie para tocar un botón que sobresale a cada lado del eje del pedalier . El efecto es el de tener una bicicleta con platos gemelos con una enorme diferencia de tamaños. Pinion GmbH introdujo en 2010 un modelo de caja de cambios de 18 velocidades, que ofrece una gama uniforme del 636%. Esta caja de cambios se acciona mediante una palanca de cambios giratoria tradicional y utiliza dos cables para cambiar de marcha. El sistema Pinion es muy adecuado para bicicletas de montaña debido a su amplio rango y su bajo centro de gravedad, adecuado para bicicletas con suspensión total, pero sigue siendo algo más pesado que la transmisión basada en desviador. [15]

Cambio combinado SRAM Dual Drive y cambio de buje

Combinación interna y externa

A veces es posible combinar un engranaje de buje con engranajes de cambio. Hay varias posibilidades disponibles comercialmente:

Otros

Ha habido, y todavía hay, algunos métodos bastante diferentes para seleccionar una relación de transmisión diferente:

Antes de 1937, ésta era la única forma de cambio de marcha permitida en el Tour de Francia. [16] Los competidores podían tener 2 piñones a cada lado de la rueda trasera, pero aún tenían que detenerse para mover manualmente la cadena de un piñón al otro y ajustar la posición de la rueda trasera para mantener la tensión correcta de la cadena.

Eficiencia

Los números de esta sección se aplican a la eficiencia del tren motriz, incluidos los medios de transmisión y cualquier sistema de engranajes. En este contexto, la eficiencia se refiere a cuánta potencia se entrega a la rueda en comparación con cuánta potencia se pone en los pedales. Para un sistema de transmisión bien mantenido, la eficiencia generalmente está entre 86% y 99%, como se detalla a continuación.

Los factores además del engranaje que afectan el rendimiento incluyen la resistencia a la rodadura y la resistencia del aire:

Los factores humanos también pueden ser importantes. Rohloff sostiene [19] que la eficiencia general se puede mejorar en algunos casos utilizando una relación de transmisión ligeramente menos eficiente cuando esto conduce a una mayor eficiencia humana (en la conversión de alimentos en potencia de pedaleo) porque se utiliza una velocidad de pedaleo más efectiva.

Descripción general

Se puede encontrar una descripción enciclopédica en el Capítulo 9 de "Bicycling Science" [20] que cubre tanto la teoría como los resultados experimentales. En la siguiente subsección se proporcionan algunos detalles extraídos de estos y otros experimentos, con referencias a los informes originales.

Los factores que se ha demostrado que afectan la eficiencia del tren de transmisión incluyen el tipo de sistema de transmisión (cadena, eje, correa), el tipo de sistema de engranajes (fijo, desviador, buje, infinitamente variable), el tamaño de las ruedas dentadas utilizadas, el magnitud de la potencia de entrada, la velocidad de pedaleo y qué tan oxidada está la cadena. Para un sistema de engranajes particular, diferentes relaciones de transmisión generalmente tienen diferentes eficiencias.

Algunos experimentos han utilizado un motor eléctrico para impulsar el eje al que están unidos los pedales, mientras que otros han utilizado promedios de varios ciclistas reales. No está claro cómo se compara la potencia constante entregada por un motor con la potencia cíclica proporcionada por los pedales. Rohloff sostiene [19] que la potencia constante del motor debería coincidir con la potencia máxima del pedal en lugar del promedio (que es la mitad del pico).

Hay poca información independiente disponible sobre la eficiencia de las transmisiones por correa y los sistemas de engranajes infinitamente variables; Incluso los fabricantes/proveedores parecen reacios a proporcionar cifras.

Detalles

Los mecanismos de tipo desviador de un producto típico de gama media (del tipo utilizado por los aficionados serios) alcanzan entre un 88% y un 99% de eficiencia mecánica a 100 W. En los mecanismos de desviador, la mayor eficiencia se logra con las ruedas dentadas más grandes. La eficiencia generalmente disminuye con tamaños de piñón y plato más pequeños. [21] La eficiencia del desviador también se ve comprometida con el encadenamiento cruzado , o con el paso de anillo grande a piñón grande o de anillo pequeño a piñón pequeño. Este encadenamiento cruzado también produce un mayor desgaste debido a la desviación lateral de la cadena.

Chester Kyle y Frank Berto informaron en "Human Power" 52 (verano de 2001) [22] que las pruebas en tres sistemas de cambio (de 4 a 27 marchas) y ocho transmisiones de cubo de engranajes (de 3 a 14 marchas), realizadas con 80 W, Las entradas de 150 W y 200 W dieron los siguientes resultados:

Las pruebas de eficiencia de los sistemas de engranajes de bicicletas se complican por una serie de factores; en particular, todos los sistemas tienden a ser mejores a velocidades de potencia más altas. Con 200 W se puede conducir una bicicleta típica a 20 millas por hora (32 km/h), mientras que los atletas pueden alcanzar 400 W, momento en el que se afirma que la eficiencia "se acerca al 98%". [23]

A una potencia más típica de 150 W, los cambios de buje tienden a ser alrededor de un 2 % menos eficientes que un sistema de cambio, suponiendo que ambos sistemas estén bien mantenidos. [24]

Ver también

Referencias

  1. ^ ab Ed Pavelka (1999). Técnicas de entrenamiento para ciclistas de la revista Bicycling: mayor potencia, más rápido. Rodale, Inc. págs. 4-5. ISBN 9781579541682. Hay muchos ciclistas que han sufrido un trauma debilitante por empujar una marcha demasiado grande... Los beneficios del spinning comienzan a desaparecer por encima de las 100 rpm.
  2. ^ "Gain Ratios; una nueva forma de pensar en los cambios de bicicleta" (PDF) . Consultado el 28 de marzo de 2014 .
  3. ^ "Ciclistas Touring Club: relaciones de cambio internas". Archivado desde el original el 2 de julio de 2011 . Consultado el 29 de junio de 2011 .
  4. ^ "Cadencia de ciclismo y cambio de marchas de bicicleta". Archivado desde el original el 4 de febrero de 2012 . Consultado el 18 de julio de 2011 .
  5. ^ ab "Revisión del cubo de engranajes interno". Archivado desde el original el 18 de julio de 2011 . Consultado el 20 de julio de 2011 .
  6. ^ "¿Qué tipo de conducción necesita el ciclista?". Archivado desde el original el 3 de julio de 2011 . Consultado el 20 de julio de 2011 .
  7. «Cambios de cambio: Una guía práctica para su uso y funcionamiento» . Consultado el 27 de junio de 2011 .
  8. ^ Dirk Feeken. "calculadora de marchas".
  9. ^ Mike Levy (30 de agosto de 2011). "Caja de cambios de piñón 18 velocidades - Eurobike 2011". PinkBike.com . Consultado el 12 de septiembre de 2011 .
  10. ^ Michel Gagnon (15 de agosto de 2010). «Instalar 4 platos para escalar casi cualquier cosa sin dificultad» . Consultado el 15 de marzo de 2018 .
  11. ^ ab "Teoría de las marchas para ciclistas". Archivado desde el original el 10 de junio de 2011 . Consultado el 20 de junio de 2011 .
  12. ^ Corporación de bicicletas Trek (1983). "Caminata 620". Vintage-Trek . Consultado el 8 de agosto de 2012 . Juego de bielas: Sugino Aero Mighty Tour Forged Alloy Triple 28-45-50. Rueda libre: Atom Helicomatic 6 velocidades 13-28 (13/14/17/20/24/28)
  13. ^ Berto, Frank (2010). La cadena danzante (Tercera ed.). Publicaciones Van der Plas. págs. 39–47. ISBN 978-1-892495-59-4.
  14. ^ Peter Eland (12 de agosto de 2002). "Schlumpf anuncia un nuevo sistema de alta velocidad". Velo Visión. Archivado desde el original el 24 de julio de 2011 . Consultado el 17 de mayo de 2011 .
  15. ^ "Piñón P1.18". Piñón GmbH.
  16. ^ "Tour de Francia de 1937" . Consultado el 23 de junio de 2011 .
  17. ^ "Resistencia a la rodadura de los neumáticos de bicicleta". Archivado desde el original el 17 de julio de 2011 . Consultado el 20 de julio de 2011 .
  18. ^ "Eficiencia y potencia de las bicicletas, o por qué las bicicletas tienen marchas" . Consultado el 20 de julio de 2011 .
  19. ^ ab "Medición de la eficiencia de la transmisión de bicicletas". Archivado desde el original el 29 de septiembre de 2011 . Consultado el 22 de julio de 2011 .
  20. ^ Wilson, David G.; J Papadopuolos (2004). Ciencia del ciclismo (Tercera ed.). Instituto de Tecnología de Massachusetts. págs. 311–352. ISBN 0-262-73154-1.
  21. ^ Whitt, Frank R.; David G. Wilson (1982). Ciencia del ciclismo (Segunda ed.). Instituto de Tecnología de Massachusetts. págs. 277–300. ISBN 0-262-23111-5.
  22. ^ "La eficiencia mecánica de las transmisiones de cambio de bicicleta y de cubo" (PDF) . Archivado (PDF) desde el original el 25 de julio de 2011 . Consultado el 18 de julio de 2011 .
  23. ^ "Medidas de eficiencia de las transmisiones de bicicletas" (archivado el 14 de noviembre de 2012 en Wayback Machine ) Bernhard Rohloff y Peter Greb (traducido por Thomas Siemann) 2004. Las pruebas de Rohloff "a 400 vatios, duplicaron lo que hicimos y encontraron eficiencias cercanas al 98%".
  24. ^ "Medidas de eficiencia de las transmisiones de bicicletas" (archivado el 14 de noviembre de 2012 en Wayback Machine ) Bernhard Rohloff y Peter Greb (traducido por Thomas Siemann) 2004. "Por lo tanto, en nuestro artículo llegamos a la conclusión de que los engranajes de buje son aproximadamente un 2% menos eficientes que las transmisiones de cambio en condiciones típicas de campo. No vemos ninguna razón para cambiar esa conclusión".