¿Cuál es la eficiencia de los engranajes de cubo en comparación con los desviadores?

¿Cuál es la eficiencia de los engranajes de cubo en comparación con los desviadores? Sé que los engranajes del cubo no son tan eficientes. Además de ser más pesado, ¿cuánto perderé en rendimiento si uso engranajes de cubo?

Mucho depende del piloto y de lo que quiere decir con eficiencia .

Es fácil mantener un engranaje de eje funcionando bien durante años, pero un cambio sin mantenimiento se volverá ineficiente muy rápidamente. Un engranaje de cubo permite que la cadena esté completamente cerrada, para todos los ciclistas menos los más dedicados; Una cadena cerrada será más eficiente ya que será más limpia y mejor engrasada.

Una cadena de cierre le permite llegar al trabajo, con paños limpios y sin necesidad de cambiarse, esto puede ahorrarle mucho tiempo. No tener que perder tiempo ajustando un cambio o limpiando su cadena también aumenta la eficiencia de su vida. Sin embargo, lleva más tiempo quitar la rueda si tiene engranajes de cubo y una cadena cerrada.

Eficiencia de cambio de marcha. Esto es más importante en ciudades con muchos semáforos para detenerse. Con un cambio, debe cambiar antes de detenerse, o comenzará a acelerar. Con un IGH, puede olvidarse de cambiar mientras está frenando, y simplemente seleccione la marcha correcta para la próxima aceleración un segundo antes de comenzar a pedalear. Es una gran diferencia para un viajero, irrelevante para un corredor.

Personalmente pienso en una bicicleta de carretera:

• Los engranajes del cubo son más eficientes si desea usar una bicicleta para hacer muchos viajes cortos como parte de su vida cotidiana .
• Pero los desviadores son más eficientes si considera que ir en bicicleta rápidamente es muy importante y está dispuesto a poner el trabajo en la bicicleta que se necesita para mantenerlo en un muy buen estado de mantenimiento.

(También me gustan los frenos de cubo por la misma razón)

En 2001, Kyle y Berto publicaron una comparación de la eficiencia mecánica de varias configuraciones de cambio y bujes con engranajes internos en Human Power, que puede encontrar aquí . Entre los sistemas probados se encuentran un sistema de cambio Shimano MTB, un buje Sturmey-Archer de 3 velocidades, el buje Shimano Nexus de 7 velocidades y el buje Rohloff de 14 velocidades. Los sistemas de cambio MTB (ahora) son conocidos por ser menos eficientes (con más pérdidas) en términos de transmisión de potencia que los sistemas de cambio de "bicicleta de carretera". En particular, tenga en cuenta la fig. 12 en el enlace citado, que compara la eficiencia promedio en tres niveles diferentes de potencia para el sistema de cambio interno y MTB. Spicer (2000) ha medido la eficiencia de transmisión de potencia de un sistema impulsado por cadena ideal en aproximadamente el 98%, por lo que es lo que esperaría que fuera la máxima eficiencia.

Depende del modelo que obtenga, pero la eficiencia es generalmente comparable. Los desviadores que están en muy buenas condiciones y correctamente lubricados serán más eficientes, pero marginalmente, y a menudo serán menos eficientes debido a las condiciones del mundo real.

Al menos eso es lo que dice la wiki:

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

Tengo una bicicleta de carretera con un cambio de 3x9, una bicicleta más pequeña con un nexo de 7 velocidades y un brompton que en realidad tiene un cubo Y un cambio para una marcha baja / alta. Las otras consideraciones (tamaño del neumático, presión, etc.) probablemente importan mucho más que la marcha. Para facilitar el cambio y el mantenimiento, los cubos, sin duda.

Los centros más nuevos generalmente se consideran más eficientes (Shimano Alfine vs Nexus, ese tipo de cosas). Además, Shimano tiene una velocidad de 11 velocidades que tiene un tipo de lubricante diferente al habitual, y se supone que tiene una eficiencia mejorada, pero no creo que sepamos mucho hasta que salga.

Luego está el Rohloff. Demasiado caro para comprar, pero muestra lo que un buen centro puede lograr:

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

Digamos que en los Países Bajos, donde la mayoría de las bicicletas se utilizan como medio de transporte personal, la gran mayoría de las ruedas dentadas son ruedas dentadas. La razón principal es su muy bajo mantenimiento y, por supuesto, el hecho de que obtiene una cubierta de cadena adecuada. Para uso como medio de transporte

En general, depende del centro y del ciclista. Mi instinto y mi experiencia con las dos bicicletas con engranaje de cubo de 3 velocidades que tengo (bujes SRAM y Nexus) me sugieren que no se sacrifica mucha energía en el pedaleo.

No sé cuánto se pierde, pero definitivamente hay algo. Pierdo velocidad más rápido con mi buje (Nexus 7) que con un diseño de rueda libre. Esto se confirma girando la manivela en un soporte de sintonización y viendo qué tan rápido deja de girar la rueda que con una rueda libre.

Del mismo modo, en el soporte de sintonización, si giro lentamente la manivela hacia atrás, la rueda comenzará a girar hacia atrás, lo que nunca ocurre con una rueda libre (o al menos en una medida mucho menor).

Ambos me dicen que el cubo está creando un poco más de resistencia interna que los rodamientos y el mecanismo de trinquete en una rueda libre.

El cuadro publicado anteriormente indicaría que los centros internos pueden perder un 2.5% de eficiencia en comparación con un cambio.

Eso y el peso ligeramente más alto son probablemente la razón por la cual todos los corredores usan desviadores.

Hubo un estudio reciente sobre esto realizado por la revista FahrradZukunft, que se resume muy bien en este excelente artículo. Los resultados se resumen en el siguiente gráfico:

La línea rosa oscura representa una transmisión de velocidad única que tiene una eficiencia de alrededor del 97% (una cifra típica citada para un sistema de cambio es ligeramente inferior al 95%).

Como puede ver, la eficiencia de los engranajes del cubo depende del engranaje en el que se encuentre, ya que se puede conectar un número diferente de piezas móviles para cada uno. En general, el Speedhub de Rohloff es el claro ganador, con el centro Nuvinci CVT en último lugar. Como dice el artículo, con una potencia de salida de 200W esto equivale a una diferencia de 22 vatios, lo cual es bastante significativo.

Personalmente, he descubierto que la resistencia de los engranajes del eje es notable, si no enorme, pero un precio que vale la pena pagar en una bicicleta de viaje durante todo el año, por ejemplo.

Solo puedo comparar los desviadores básicos Shimano Acera y Deore (3x8) con el eje Rohloff de 14 velocidades, pero estas son mis observaciones relacionadas con la eficiencia. Aquí hay una distinción entre eficiencia de pedaleo y eficiencia de cambio de marchas . Voy a mencionar ambos, ya que no sé a qué te refieres.

En el centro de Rohloff

• En la mayoría de las marchas no parece que haya pérdida de potencia de pedaleo en comparación con una bicicleta de marcha fija de transmisión directa (subjetiva, lo sé). Los engranajes 7 y 12 hacen algo de ruido y parecen un poco menos eficientes.
• Cambiar de marcha siempre es imposible si hay una fuerza significativa en la cadena de transmisión.
• Se requiere una breve pausa de pedaleo para cambiar de marcha.
• Es posible cambiar a / desde cualquier marcha cuando está parado o en reposo.
• El cambio de pulgadas de engranaje entre engranajes es simple y predecible (aproximadamente el mismo porcentaje por clic).

En un descarrilador

• Una pequeña cantidad de poder de pedaleo parece perderse en la rueda de jockey. Esto es significativo solo si se ensucia o si una de las palancas está desalineada. Varios engranajes son ruidosos / ineficientes debido al ángulo de la cadena.
• Cambiar de marcha a veces es complicado si hay una gran fuerza en la cadena de transmisión. Depende de qué cambio se esté haciendo, algunos son realmente fáciles y suaves, otros necesitan algo de cuidado.
• No hay pausa para pedalear rápido y suave para cambiar de marcha.
• Solo es posible cambiar de marcha al pedalear.
• Dos cambios significa que cambiar rápidamente a un equipo de longitud predecible es una habilidad que requiere un poco de reflexión.

YMMV, pero considero que el Rohloff es eficiente y fácil de usar. Lo usamos en tándem, por lo que puede ser que la pausa necesaria cuando el cambio sea menos distributivo en una bicicleta en solitario.

Sin embargo, también espero que un piloto experimentado pueda cambiar sus marchas de alta especificación mucho más rápida y eficientemente que cualquier otra marcha central y que esto podría significar que los desviadores son la única opción para competir. Eso y el hecho de que parece que no puedes conectarlos con brifters.

En mi experiencia de ~ 1 mes con el buje de engranaje interno Deore (¿11 velocidades?) En comparación con los sistemas de cambio bien mantenidos de calidad y novedad comparables, el buje con engranaje interno tiene una notable cantidad de pérdida interna. Tenga en cuenta que esta prueba se realizó hace aproximadamente un año. Terminé devolviendo la bicicleta.

Primera prueba (pérdida de ralentí): gire la manivela varias veces y haga girar la rueda, vea cuánto tiempo continúa girando. Esto le dirá cuánta energía se pierde en el centro. En mi experiencia, la pérdida es notable.

Segunda prueba (pérdida bajo potencia): usando una relación de transmisión similar, gire la manivela a una velocidad fija durante aproximadamente un minuto, obtendrá una idea de cuánta energía se necesita para mantener las ruedas girando a un ritmo rápido y constante. Compara las dos entradas de energía.

Configuré la misma bicicleta eléctrica usando una unidad intermedia Bafang 1kw y un acelerador manual. Ejecuté 3 configuraciones de engranajes diferentes con las mismas relaciones de transmisión final. La primera configuración fue con un Shimano Nexus 8, la velocidad máxima fue de 43 mph. Lento. El segundo fue con un Sturmey Archer. Velocidad máxima 45 mph Lo corrí con un desviador y obtuve 49.5 mph. Las rpm máximas en el moyor fueron las mismas para los 3 con una batería llena. Esto en realidad es un gran cambio porcentual. Si bien solo se detiene como un aumento de 4.5 mph, la energía requerida para ir a esas mph adicionales es bastante significativa. Recuerde duplicar su velocidad neefs 8 veces la potencia ... por lo que una velocidad adicional de 4.5 mph es probablemente más del 10% más de potencia en la rueda en lugar de ser absorbida por el sistema de engranajes. Estoy de acuerdo en que son agradables y ordenados, pero ahora construyo todas mis bicicletas eléctricas con el distribuidor. Obviamente obtengo más millas por batería ... ¡aproximadamente un 10% más coincidentemente!

Hay varios estudios de esto. Algunos los han citado. La respuesta objetiva es que los engranajes del cubo son generalmente menos eficientes que los desviadores.

Mi bicicleta el año pasado fue una Ridgeback World Journey, una pesada gira de acero con un buje Alfine 8 y barras de caída.

Este verano hice una gira con un Ridgeback Panorama Deluxe. Sigue siendo un pesado tourer de acero. No presté mucha atención al peso del componente.

Ambas bicicletas son muy similares, pero el Panorama es un cambio 3x9, el World Journey es Alfine 8. Así que efectivamente la misma bicicleta con diferentes transmisiones.

Aquí hay una respuesta innumerable, pero aún objetiva. Con la bicicleta en un soporte, puedo girar la rueda trasera y dejarla ir. La rueda del cambio continuará girando durante mucho tiempo, el engranaje del cubo se ralentizará rápidamente.

Respuesta subjetiva: la bicicleta de cambio conduce mucho mejor. Al explorar una isla escocesa este verano, pude pedalear un poco y luego navegar por un largo tiempo, incluso en el piso. Nunca podría hacer eso en la bicicleta de engranaje central. Creo que podía sentir el arrastre.

La diferencia general en el peso de los dos sistemas de transmisión no es tan grande, aparentemente. Pero con el engranaje central todo el peso está en la parte trasera. Cambié los neumáticos entre las dos bicicletas, por lo que en un momento tuve las dos ruedas traseras apagadas. De nuevo innumerables, pero hubo una gran diferencia de peso. Creo que este pesado back end hace que la bicicleta se sienta lenta.

Siempre he tenido bicicletas de engranaje central en el pasado. Parece una gran idea, y cambiar de marcha mientras la papelería es útil. Combinado con frenos de rodillo, podría ser el mejor viajero (tengo un Carrera Subway 8, que tiene exactamente esa configuración).

Pero tienen muchos inconvenientes:

1. El rango de marcha será más estrecho que un conjunto de cambio. Puede que no importe dónde estés, pero el cambio no es lo suficientemente bajo para mi Alfine.

2. Para mí, se sienten "lentos".

3. La parte trasera es pesada, y si tiene maletas traseras, MUY pesada, por lo que aumenta las posibilidades de pellizcar los pisos y necesitar una mayor presión de los neumáticos.

4. Cambiar la rueda trasera por pisos es difícil. No puede tener un QR, y necesita llevar algo para desenganchar el cable (al menos con Shimano). Por lo tanto, tiene más herramientas para transportar, específicamente una llave de 15 mm y una llave Allen de 2 mm. En el soporte de la bicicleta es un poco incómodo. En la oscuridad / lluvia sería un trabajo horrible. Es un trabajo horrible, lo he hecho.

5. Tiene opciones muy limitadas de cambiadores si desea utilizar barras de caída.