Las pulgadas de engranaje son una medida imperial que corresponde al diámetro en pulgadas de la rueda motriz de una bicicleta de dos ruedas con transmisión equivalente ( transmisión directa ). Una alternativa métrica de uso común se conoce como metros de desarrollo o distancia de desplazamiento , que especifica cuántos metros recorre una bicicleta por revolución de la manivela.
A diferencia de la relación de transmisión, que es una medida relativa del engranaje de la bicicleta que da una indicación de la ventaja mecánica de los diferentes engranajes, que combinada con el diámetro de la rueda determina cuánto avanza la bicicleta por cada revolución del pedal o de la manivela .
Las relaciones de transmisión típicas en las bicicletas varían desde una relación de transmisión muy baja o ligera de alrededor de 20 pulgadas de marcha (1,6 metros por revolución), pasando por una relación de transmisión media de alrededor de 70 pulgadas de marcha (5,6 m), hasta una relación de transmisión muy alta o pesada de alrededor de 125 pulgadas de marcha (10 m). Al igual que en un automóvil, la relación de transmisión baja es para subir cuestas y la relación de transmisión alta es para ir rápido.
Cuando la bicicleta de ruedas altas o de dos ruedas era la forma "ordinaria" de la bicicleta, el diámetro comparativo en pulgadas de la rueda motriz era una indicación de la velocidad y el esfuerzo relativos. Una rueda de 60 pulgadas impulsaba una bicicleta más rápido que una rueda de 50 pulgadas cuando ambas se hacían girar a la misma cadencia . La tecnología de la bicicleta de ruedas altas impuso un límite natural: una rueda de 60 pulgadas era aproximadamente el tamaño máximo que podían montar las piernas de tamaño normal. Cuando las "seguridades" reemplazaron a las "ordinarias", las cadenas y los piñones permitieron que las ruedas pequeñas giraran más rápido que las bielas de los pedales. Como resultado, se podía hacer que una rueda de 28 pulgadas moviera una bicicleta a la misma velocidad que una rueda de 60 pulgadas. Entonces se decía que una bicicleta de este tipo tenía engranajes de 60 pulgadas y se pedaleaba de manera similar a una ordinaria con una rueda de 60 pulgadas. Por lo tanto, en una bicicleta con engranajes de 72 pulgadas, una revolución de los pedales hace avanzar la bicicleta la distancia que una rueda de 72 pulgadas haría en una revolución.
Las pulgadas de engranaje expresan relaciones de engranaje en términos del diámetro de una rueda accionada directamente equivalente y se calculan de la siguiente manera:
Esta fórmula supone que cualquier engranaje central tiene transmisión directa. Se necesita un factor adicional para otros engranajes (muchas calculadoras de engranajes en línea tienen estos factores incorporados para engranajes centrales comunes).
Para simplificar, las "pulgadas de engranaje" normalmente se redondean al número entero más cercano.
Por ejemplo, supongamos que la rueda motriz tiene en realidad 26 pulgadas de diámetro. Si el plato delantero y el piñón trasero tienen el mismo número de dientes, una vuelta de los pedales produce exactamente una vuelta de la rueda motriz, tal como si los pedales impulsaran directamente la rueda motriz. Esa combinación de engranajes y rueda se dice que es "26 pulgadas de engranaje". Si el plato delantero tiene 48 dientes y el piñón trasero tiene 24 dientes, entonces cada vuelta de los pedales produce dos vueltas de la rueda trasera. Esto es equivalente a duplicar el tamaño de la rueda motriz; es decir, es como una bicicleta con transmisión directa con una rueda de 52 pulgadas. Ese engranaje se dice que es "52 pulgadas de engranaje".
Una bicicleta con una rueda de 26 pulgadas, un plato de 48 dientes y un cassette con engranajes que van de 11 a 34 dientes tiene un engranaje más bajo de 26 × 48 / 34 = 37 pulgadas de engranaje y un engranaje más alto de 26 × 48 / 11 = 113 pulgadas de engranaje.
Para las bicicletas con ruedas de 700c, algunos ciclistas indican las pulgadas de los cambios en función de un diámetro nominal de rueda de 27 pulgadas, lo que corresponde al antiguo tamaño de neumático británico de 27 x 1+1 ⁄ 4 " (ETRTO 630). Estrictamente hablando, el diámetro de rodadura de una rueda de 700c puede ser significativamente mayor o menor que 27", dependiendo del tamaño del neumático, por ejemplo, casi 27,5" para un neumático de 700x38, o un poco más de 26" para un neumático de 700x20. Esto puede ser fuente de cierta confusión al comparar marchas, a menos que esté claro si las pulgadas de las marchas se han calculado utilizando el tamaño real de la rueda o un 27" convencional.
Una forma de calcular el diámetro de una rueda es sumar el doble de la sección transversal nominal del neumático al diámetro de la llanta. Por ejemplo, considere una llanta de 700c × 23 mm , que tiene una sección transversal nominal de 23 mm. Las ruedas de 700c tienen un diámetro de llanta de 622 mm. Por lo tanto, el diámetro de la rueda es (2 × 23 mm) + 622 mm = 668 mm , que es igual a 26,3 pulgadas (redondeado a 1 decimal). Las ruedas de bicicleta de montaña de 26 pulgadas tienen un diámetro de llanta de 559 mm. Esto ignora los factores que contribuyen al radio de rodadura real del neumático y la llanta juntos: la deflexión vertical del neumático por encima de la superficie de contacto y la diferencia entre el tamaño indicado por el fabricante y el radio real del neumático cuando está montado e inflado.
Las pulgadas de marcha, junto con la cadencia, se pueden convertir a velocidad de la siguiente manera:
La distancia de rodaje , también conocida como metros de desarrollo , es una medida que especifica cuántos metros recorre una bicicleta por cada revolución de la biela. Se puede calcular mediante la fórmula:
o equivalentemente:
Por lo tanto, las pulgadas de engranaje y el desarrollo difieren en un factor de π multiplicado por la conversión de unidades imperiales a métricas. Para convertir de pulgadas de engranaje a metros de desarrollo, multiplique por 0,08 (más precisamente: 0,0254π).
La siguiente tabla teórica indica los metros recorridos por vuelta de pedal para una combinación típica de llanta de 622 mm (700C) con neumático de 23 mm. En la práctica, el resultado variará en función del perfil del neumático y otros factores.
Hasta 2023, la UCI limitaba la distancia de salida de los ciclistas júnior a 7,93 metros (~99 pulgadas de cambio). [1] [2]
Algunas federaciones nacionales de ciclismo limitan las distancias de lanzamiento para los ciclistas más jóvenes. [3] [4]
Por ejemplo, un engranaje júnior común hasta 2023 era de 52 dientes en el anillo más grande en la manivela y 14 como el engranaje más pesado disponible en la rueda trasera. [5] Junto con una rueda de 700c (622 mm de diámetro) y un tamaño de neumático de 23 mm (que aproximadamente agrega 2×23 mm al diámetro de la rueda), esto da un diámetro aproximado de 0,645 metros (dependiendo de varios factores como la presión de aire, el neumático y la llanta), lo que resulta en una distancia de lanzamiento estimada de: π ⋅ 0,668 m ⋅ 52 ⁄ 14 ~ 7,53 m
Tanto las "pulgadas de engranaje" como los "metros de desarrollo" se refieren a la distancia recorrida por cada vuelta de pedal, y son, en última instancia, formas de indicar la ventaja mecánica de la transmisión, pero ninguno de ellos tiene en cuenta la longitud del brazo de la biela, que puede variar de una bicicleta a otra. El brazo de la biela es un brazo de palanca. Si dos bicicletas tienen longitudes de biela diferentes pero son idénticas en todo lo demás, un brazo de palanca más largo proporciona una mayor ventaja mecánica. Para tener esto en cuenta, Sheldon Brown propuso un sistema de medición de engranajes llamado ratio de ganancia , que se calcula dividiendo la distancia recorrida por la bicicleta por la distancia de revolución del eje del pedal durante una vuelta de la biela. Argumentó que también tiene la ventaja de ser adimensional .
