Ali je pri izbiri prestav pomembno, ali izberete velik obroč/velik zobnik ali majhen/majhen?
V teh dneh 11-stopenjskih skupin je enostavno domnevati, da imate možnost 22 različnih prestav za olajšanje potovanja po hribih in navzdol. Pravzaprav, če imate standardno nastavitev verižnikov 53/39 spredaj in kaseto 11-25 zadaj, sta dve razmerji enaki (53/19, 39/14, oba dajeta razmerje 2,79:1) in 14 prestav se prekriva, kar pomeni, da je dejansko samo osem od 22 prestav, ki nimajo skoraj podvojene možnosti, ko premaknete na drugi verižnik.
Torej, za prestave, ki se prekrivajo, smo želeli vedeti, ali je pedaliranje od velikega obroča do velikega zobnika (recimo 53-19) enako kot od majhnega do majhnega (39-14) ali pa se je glede na izbiro bolje odločiti za enega? In ali bi ga dejansko lahko opazili s sedla? Kolesar se je posvetoval s strokovnjaki.
Povečujemo se
Stuart Burgess je profesor inženirskega oblikovanja na Univerzi v Bristolu in je eden vodilnih britanskih avtoritet na področju verižnih pogonov. "Objavil sem članke, ki kažejo, da je lahko večja učinkovitost z večjimi zobniki prednost, vendar so razlike v učinkovitosti tako majhne, da jih kolesar ne čuti," pravi. "Če kolesar čuti razliko [med velikimi in malimi zobniki z enakim razmerjem], je običajno nekaj narobe, na primer, da je veriga preohlapna ali pretesna."
Scott McLaughlin, SRAM-ov globalni direktor razvoja pogonskih sklopov, pravi, da je tudi napetost verige pomembna. "Vožnja z večjim verižnikom in zobnikom povzroči manjšo napetost verige kot vožnja z manjšim verižnikom in zobnikom z enakim prestavnim razmerjem in enako obremenitvijo pedala," pravi. Zaradi manjše napetosti verige bi lahko kolo postalo bolj togo in odzivno na dani pritisk pedala, poleg tega pa bi moralo biti tudi izjemno majhno izboljšanje učinkovitosti.
'Občutek dodatne odzivnosti izhaja iz manjše napetosti verige, kar ima za posledico manj upogibanja okvirja, saj je veriga znatno zamaknjena od središčne črte okvirja,' dodaja. "Spet to daje "občutek" ali občutek odzivnosti na vnos pedala, vendar dejansko ne zagotavlja nobenega povečanja učinkovitosti (ali samo povečanja učinkovitosti, ki je izginotno majhno)."
Zdi se torej, da se zdi, da ne morete zares občutiti razlike med velikimi-velikimi in majhnimi-majhnimi, vendar pa je prišlo do majhnega izboljšanja učinkovitosti. Ker smo kolesarski pedanti, smo seveda želeli vedeti obseg te koristi in zakaj do nje pride.
Profesor Burgess navaja študijo, opravljeno na sistemu menjalnika koles v laboratorijskih pogojih z uporabo vhodne gredi z verižnikom z 52 zobmi, povezane z izhodno gredjo z zobniki različnih velikosti, od 12 do 21 zob.
Rezultati študije so zgovorni. Pri hitrosti gonilke 60 vrt/min in vhodni moči 100 W je imela kombinacija zobnikov 52/11 učinkovitost 91.1 %, 52/15 je dalo 92,3 % in ta številka se je povečala na 93,8 % za kombinacijo 52/21, kar jasno kaže, da večje število zob v praksi dejansko vodi do povečane učinkovitosti. (Številke do 98,6-odstotne učinkovitosti so bile zabeležene v ločenih poskusih, vendar je bilo to med dvema zobnikoma, ne da bi veriga tekla skozi mehanizem zadnjega menjalnika.)
Torej, če so večji zobniki nekoliko bolj učinkoviti, še vedno ostaja vprašanje: zakaj?
Velikokotnik, a ni pozabljen
Racine Su je direktor raziskav in razvoja verig KMC. "Verige tečejo bolj gladko na večjih zobnikih kot na manjših zaradi učinka poligona, kar pomeni manj tresljajev verige ali navpičnih premikov med vpetjem verige in zobnika," pravi. „Pri večjih zobnikih to zmanjša izgube pri prenosu moči. Z drugimi besedami, daje večjo učinkovitost verige.’
Učinek poligona, o katerem govori, se nanaša na koncept, da lahko vsak zobnik gledamo kot mnogokotnik z enakim številom stranic, kot ima zob. Vogali (ali oglišča) mnogokotnika ležijo v središču vrzeli med zobmi – tam, kjer se nahajajo središča členkov verige. Ko se vsak člen verige ujame z vrtljivim zobnikom, se dvigne, ko vogal poligona doseže najvišjo točko, nato pa spet pade, ko se poligon še naprej vrti. Dejansko to pomeni, da polmer verižnika niha, zaradi česar se celotna veriga dviga in spušča, ko se vsak člen vključi. Posledica tega je izguba energije in neučinkovitost, kar je bistveno, izgube so večje pri manjših zobnikih, ker so vogali mnogokotnikov z manj stranicami ostrejši.
Zgib verige (koliko se posamezen člen upogne, ko se ovije okoli zobnika) prav tako prispeva k izgubam zaradi trenja in tudi to se povečuje, ko se velikost zobnika zmanjšuje. Na tej stopnji je torej vse videti precej jasno – če imamo možnost izbire, je tek z večjimi zobniki nekoliko bolj učinkovit.
Ampak to se ne konča tam. Morda nasprotno intuitivno so laboratorijski testi tudi ugotovili, da se učinkovitost prenosa moči kolesa povečuje sorazmerno s povečano napetostjo v verigi. Z drugimi besedami, močneje kot pritisnete na pedala, učinkoviteje se moč prenaša s sprednjih na zadnje zobnike. Su pravi: »Večja napetost verige bo povzročila večje izgube zaradi trenja. Zmanjša pa izgubo energije med povezavami med prenosom energije. Skratka, večja napetost verige izboljša učinkovitost, «pravi.
Glede na to, da nam je Scott McLaughlin iz SRAM-a prej povedal, da bo enaka obremenitev pedal z uporabo manjših zobnikov povečala napetost v verigi, postane izbira med velikimi ali majhnimi zobniki manj narezana in suha.
Presekamo bistvo
Očitno je čas, da hitro poženete pedala iz laboratorija in si zagotovite pogled s ceste, kjer je to res pomembno.
Michael Hutchinson, trikratni državni prvak v kronometru in tehnični pisec o kolesarstvu, pravi: 'Malo bolj učinkovito je voziti z večjimi zobniki, čeprav ne vem, da je za večino ljudi razlika se srce ustavi. Če bi bila razlika tako osupljiva, bi vsi vozili z verižniki s 95 zobmi spredaj in s 35 zobmi zadaj.'
In McLaughlin se strinja, da v praktičnem smislu velikost zobnikov ni na kritični poti, ko gre za učinkovitost. Tukaj igra vlogo veliko več dejavnikov. Ekstremno navzkrižno veriženje bo na primer zmanjšalo učinkovitost in povečalo obrabo.’
In zdi se, da je to sporočilo. Delovanje na velikih zobnikih bo nekoliko povečalo učinkovitost in zmanjšalo obrabo verige, ker so obremenitve razporejene po večji dolžini verige, vendar bodo vsi majhni dobički več kot izničeni zaradi neučinkovitosti in povečane obrabe, ki jo povzroči slabo vzdrževana veriga ali ekstremna veriga črte.
Seveda, če so vse enake, razmišljaj veliko.
