Quando se trata de seleção de marcha, faz diferença se você escolher anel grande/roda dentada grande ou pequeno/pequeno?
Nestes dias de grupos de 11 velocidades, é fácil supor que você tem a opção de 22 marchas diferentes para facilitar sua jornada subindo colinas e vales. Na verdade, se você tiver uma configuração padrão de coroas 53/39 na frente e um cassete 11-25 na parte traseira, então duas das proporções são idênticas (53/19, 39/14, ambas dando uma proporção de 2.79:1) e 14 das marchas estão sobrepostas, o que significa que na verdade existem apenas oito das 22 marchas que não têm uma opção quase duplicada quando você passa para a outra coroa.
Então, para as marchas que se sobrepõem, queríamos saber se pedalar de anel grande para pinhão grande (digamos 53-19) é o mesmo que pedalar pequeno para pequeno (39-14) ou, dada a escolha, é melhor errar em direção a um? E você realmente seria capaz de notá-lo da sela? Ciclista consultou os especialistas.
Aumentando
Stuart Burgess é professor de design de engenharia na Universidade de Bristol e é uma das principais autoridades britânicas em acionamentos por corrente. “Publiquei artigos que mostram que pode haver uma vantagem de maior eficiência com rodas dentadas maiores, mas as diferenças de eficiência são tão pequenas que um piloto não consegue sentir”, diz ele. 'Se um motociclista pode sentir uma diferença [entre rodas dentadas grandes e pequenas com a mesma proporção], então normalmente algo está errado, como a corrente estar muito frouxa ou muito apertada.'
Scott McLaughlin, diretor global de desenvolvimento de transmissão da SRAM, diz que a tensão da corrente também é relevante. “Andar em uma coroa e engrenagem maiores resulta em menor tensão da corrente do que uma coroa e engrenagem menores com relação de transmissão idêntica e carga de pedal idêntica”, diz ele. “A menor tensão da corrente pode tornar a bicicleta mais rígida e responsiva a uma determinada entrada do pedal, e também deve haver uma melhoria extremamente pequena na eficiência.
‘A sensação de responsividade extra vem da menor tensão da corrente, resultando em menos flexão do quadro, já que a corrente é significativamente deslocada da linha central do quadro’, acrescenta. 'Mais uma vez, isso dá uma 'sensação' ou sensação de resposta à entrada do pedal, mas na verdade não fornece nenhum aumento na eficiência (ou apenas um aumento na eficiência que é extremamente pequeno).'
O consenso, então, parece ser que você não pode realmente sentir a diferença entre grande-grande e pequeno-pequeno, mas que há uma pequena melhoria na eficiência. Sendo pedantes do ciclismo, é claro, queríamos saber a escala desse benefício e por que ele ocorre.
Professor Burgess cita um estudo realizado em um sistema de câmbio de bicicleta em condições de laboratório usando um eixo de entrada com uma coroa de 52 dentes conectado a um eixo de saída com rodas dentadas de diferentes tamanhos, de 12 a 21 dentes.
Os resultados do estudo são reveladores. Para uma velocidade de manivela de 60 rpm e potência de entrada de 100 W, uma combinação de roda dentada 52/11 teve uma eficiência de 91.1%, um 52/15 deu 92,3% e esse número subiu para 93,8% para a combinação 52/21, indicando claramente que um número maior de dentes de fato leva a uma maior eficiência na prática. (Números tão altos quanto 98,6% de eficiência foram registrados em experimentos separados, mas isso foi entre duas rodas dentadas sem a corrente passando por um mecanismo de câmbio traseiro.)
Então, se as rodas dentadas maiores são um pouco mais eficientes, a pergunta ainda permanece: por quê?
Polígono mas não esquecido
Racine Su é diretor de P&D das redes KMC. “As correntes são mais suaves nas rodas dentadas maiores do que nas menores devido ao efeito do polígono, o que significa menos vibração da corrente ou movimentos verticais durante o engate da corrente e da roda dentada”, diz ele. ‘Em rodas dentadas maiores, isso reduz as perdas de transmissão de energia. Em outras palavras, proporciona maior eficiência da cadeia.'
O 'efeito polígono' que ele está falando se refere ao conceito de que cada roda dentada pode ser vista como um polígono com o mesmo número de lados que tem dentes. Os cantos (também conhecidos como vértices) do polígono ficam no centro das lacunas entre os dentes – onde fica o centro dos pinos de ligação da corrente. Quando cada elo da corrente se engaja com a roda dentada, ela sobe quando o canto do polígono atinge seu ponto mais alto, depois cai novamente à medida que o polígono continua a girar. Com efeito, isso significa que o raio da roda dentada está flutuando, fazendo com que toda a corrente suba e desça à medida que cada elo engata. Isso resulta em perda de energia e ineficiência e, crucialmente, as perdas são maiores em rodas dentadas menores porque os cantos dos polígonos com menos lados são mais nítidos.
A articulação da corrente (o quanto cada elo se dobra ao envolver a roda dentada) também aumenta as perdas por atrito, e isso também aumenta à medida que o tamanho da roda dentada diminui. Então, neste estágio, parece bem claro – dada a escolha, rodar com rodas dentadas maiores é um pouco mais eficiente.
Mas não termina aí. Talvez contra-intuitivamente, os testes de laboratório também descobriram que a eficiência na transmissão de energia de uma bicicleta aumentava proporcionalmente com o aumento da tensão na corrente. Em outras palavras, quanto mais forte você pisar nos pedais, mais eficientemente a potência será transmitida das rodas dentadas dianteiras para as traseiras. Su diz, ‘maior tensão da corrente induzirá maiores perdas por atrito. Mas reduz a perda de energia entre os links durante a transmissão de energia. Em suma, a maior tensão da corrente melhora a eficiência ', diz ele.
Dado que Scott McLaughlin da SRAM nos disse anteriormente que colocar a mesma carga nos pedais usando rodas dentadas menores aumentará a tensão na corrente, a escolha entre rodas dentadas grandes ou pequenas torna-se menos cortada e seca.
Indo direto ao ponto
Claramente é hora de pedalar rapidamente para fora do laboratório e ter uma visão da estrada, onde realmente importa.
Michael Hutchinson, três vezes campeão nacional de contrarrelógio e escritor técnico sobre ciclismo, diz: 'É um pouco mais eficiente andar em rodas dentadas maiores, embora eu não saiba que para a maioria das pessoas a diferença é de parar o coração. Se a diferença fosse tão impressionante, todos estaríamos andando com coroas de 95 dentes na frente e 35 na parte de trás.'
E McLaughlin concorda que, em termos práticos, o tamanho das rodas dentadas não está no caminho crítico quando se trata de eficiência. “Muitos outros fatores entram em jogo aqui. O encadeamento cruzado extremo, por exemplo, reduzirá a eficiência e aumentará o desgaste.'
E essa parece ser a mensagem. Correr em rodas dentadas grandes aumentará um pouco a eficiência e reduzirá o desgaste da corrente porque as cargas são distribuídas por um comprimento maior da corrente, mas quaisquer pequenos ganhos serão mais do que eliminados pelas ineficiências e aumento do desgaste causado por uma corrente mal mantida ou corrente extrema linhas.
Dito isso, todas as coisas sendo iguais, pense grande.
