Является ли трансмиссия с одной звездочкой новым трендом для шоссейных велосипедов?
Если вы не готовитесь к профессиональным гонкам в сопровождении преданной своему делу команды механиков, то радостный подъем однозвездочного велосипеда Cervélo Йонаса Вингегаарда на Елисейских полях в 2023 году в честь его второй победы на Тур де Франс подойдет не всем.
Несколько команд и гонщиков использовали трансмиссии с одной звездочкой во время классических гонок этой весной, что вызвало новый виток дебатов о том, имеет ли такой подход место в шоссейном велоспорте.
Действительно, системы с одной звездой имеют преимущества в некоторых случаях, и последние разработки в технологии планетарных передач могут оказаться революционными. Честно говоря, полная революция с одной цепью в шоссейном велоспорте все еще кажется маловероятной.
Современные передние переключатели просто слишком фантастические, чтобы их потерять, на мой взгляд. Обычно преимущества от их сохранения перевешивают компромиссы в большинстве случаев.
Когда имеет смысл использовать трансмиссию с одной передней звездой для шоссейных велосипедов?
На шоссейных велосипедах трансмиссии с одной цепью имеют свои преимущества (и недостатки). Система с одной звездой может обеспечить все необходимые вам передаточные числа, при этом она проще в эксплуатации — нет проблем с передним переключателем — если вы едете по относительно ровной поверхности и вам не нужен большой диапазон передач.
Это также может улучшить аэродинамику. В зависимости от того, какой передний переключатель вы снимаете, AeroCoach в Великобритании утверждает, что использование их аэродинамической передней звезды ARC 1x может сэкономить от 1 до 4 Вт на скорости 30 миль в час (48 км в час). Хотя это улучшение кажется незначительным, все больше и больше велосипедов для гонок на время и трековых велосипедов принимают его.
Аэродинамические передние звезды 1x становятся все более популярными на велосипедах для гонок на время.
Конечно, добавление направляющей цепи для предотвращения падения цепи может повлиять на некоторые аэродинамические преимущества. Однако эта установка может обеспечить большую безопасность цепи по сравнению с системой 2x, что может быть решающим в сложных гонках, таких как Париж-Рубэ. Например, Ваут ван Арт использовал трансмиссию 1x SRAM Red eTap AXS в гонках Милан-Сан-Ремо и Париж-Рубэ 2023 года, вероятно, именно по этой причине.
В зависимости от настройки, трансмиссия с одной звездой также может уменьшить вес велосипеда. Например, велосипеды, предназначенные для скалолазания, почти всегда оснащены системой с одной звездой. Для гонщиков, которые гонятся за каждым граммом экономии веса, это существенный бонус.
Велосипеды для скалолазания часто оснащаются трансмиссией 1x, поскольку она легче и не требует двух передних звезд.
Недостатки трансмиссий с одной звездочкой на шоссейных велосипедах
Хотя в некоторых случаях трансмиссии с одной звездочкой имеют существенные преимущества, у них также есть некоторые явные недостатки.
Устранение переднего переключателя и одной передней звезды, очевидно, радикально снижает разнообразие передаточных чисел и количество передач на вашем велосипеде. Использование широкодиапазонной кассеты или тщательный выбор размера передней звезды в соответствии с вашей ездой помогут вам частично компенсировать это; но попытка соответствовать адаптивности системы 2x обычно требует уступок.
Более компактные кассеты, используемые с трансмиссиями 2x, обеспечивают большую гибкость при поиске оптимальной частоты вращения педалей.
Например, широкодиапазонные кассеты, предназначенные для копирования диапазона передач 2x, обычно весят больше, чем более компактные кассеты. Однако, что еще более критично, они иногда имеют большие зазоры между передачами, что приводит к неуклюжему переключению. На дороге, где изменения градиента обычно более сглажены, чем на бездорожье, это может быть очень раздражающим. Чем больше зазоров между передаточными числами, тем сложнее может быть найти идеальную частоту вращения педалей для определенных обстоятельств.
Широкодиапазонные кассеты, используемые с трансмиссиями 1x, например, Campagnolo Ekar 9-42t, предлагают впечатляющий диапазон передач, но также имеют свои компромиссы.
Меньшие шестерни приносят еще одну проблему. Такие системы, как SRAM AXS или Campagnolo Ekar, как правило, менее эффективны, поскольку они используют 10-зубчатые или даже 9-зубчатые звездочки в сочетании с меньшими передними звездочками. Это происходит потому, что цепь должна изгибаться более резко вокруг меньших звездочек, чем вокруг больших, что приводит к более высоким потерям энергии. Хотя SRAM утверждает, что это не «истинное перекрестное зацепление», система 1x действительно тянет цепь под более экстремальными углами на обоих концах кассеты по сравнению с системой 2x. При прочих равных условиях эти элементы увеличивают трение трансмиссии, поэтому на шины передается меньше мощности, чем в конфигурации 2x.
Трансмиссия 3x оригинальной 1T Strada может быть более аэродинамична, но она также может быть менее эффективна.
Как же тогда теряется эффективность? VeloNews и CeramicSpeed провели эксперименты в мае 2019 года, сравнивая характеристики трения трансмиссий 1x и 2x. Их результаты были захватывающими; далее мы подробно рассмотрим их процедуры испытаний и данные, а затем проведем некоторые расчеты, чтобы выяснить, как эти потери на трение могут повлиять на вашу скорость езды.
Тест
VeloNews/CeramicSpeed протестировали две различные конфигурации трансмиссии:
1X трансмиссия: Используется задний переключатель SRAM Force 1, одинарная передняя звезда на 48 зубьев, цепь PC-1170 и кассета 10-42 зуб.
2X трансмиссия: Используется задний переключатель Shimano Ultegra, передняя звезда 53/39 зуб., цепь HG701 и кассета 11-34 зуб.
Эти трансмиссии были выбраны, поскольку их диапазон передач позволяет сравнивать потери на трение при одинаковых передаточных числах. Установка обеих трансмиссий на испытательной установке, способной вычислять потери на трение для каждой комбинации передач. Машина выдавала мощность 250 Вт, имитируя вращение педалей велосипедиста со скоростью 95 об/мин.
Выравнивание линии цепи:
В то время как трансмиссия 2X соединяла звездочку 53 зуба с 5-й наименьшей звездочкой, а звездочку 39 зубьев — с 8-й наименьшей звездочкой, трансмиссия 1X была организована так, чтобы иметь прямую линию на 5-й наименьшей звездочке.
Ceramic Speed также удалил заводскую смазку и заново смазал тем же минеральным маслом. Тестовый запуск обеих цепей длился одинаково долго.
Внимание: CeramicSpeed уже обнаружила, что использование 1X передней звезды вместо 2X передней звезды с одинаковыми зубьями не приводит к увеличению трения. Они также обнаружили, что на трение не влияют шкивы заднего переключателя.
Результаты
Некоторые выводы из результатов:
- Потери на трение обычно увеличиваются с ростом передаточного числа.
- Трансмиссия 2X более эффективна на каждой передаче (при условии переключения на большую звезду после 39x21t).
- Разница в потерях на трение колеблется от 1 Вт (48x21t / 53x23t) до 6 Вт (48x10 / 53x11).
- Трансмиссия 1X имеет большие потери на трение на идеальной линии цепи (48x18 зубьев) по сравнению с трансмиссией 2X (53x19 зубьев).
- Эффективность трансмиссии 1X составляет от 96.0% до 92.4%, а средняя эффективность составляет 95.1%.
- Эффективность трансмиссии 2X составляет от 96.8% до 94.8%, а средняя эффективность составляет 96.2%.
CeramicSpeed обнаружил, что 1X-трансмиссия имеет среднюю потерю на трение 12.24 Вт. Суммирование потерь мощности трансмиссии для каждых 11 передач и последующее деление на 11 помогло выяснить это. Для 2X-трансмиссии 15 лучших передач были суммированы и разделены на 15. При 9.45 Вт средняя разница между двумя трансмиссиями составляет менее 3 Вт.
Почему 1X менее эффективен, чем 2X?
Цепь создает четыре основные формы трения. Наиболее очевидным является угол изгиба цепи, который увеличивает трение пластин цепи о зубья. Решающее значение имеют также натяжение цепи, сочленение цепи и скорость цепи.
Напряжение цепи: особенно в случае небольших звездочек и зубцов, большее натяжение приводит к большему давлению между цепью и звездочкой или кассетой.
Сочленение цепи: Это относится к степени изгиба штифтов цепи. Более высокое трение возникает, когда цепь наматывается на меньшие зубцы.
Скорость цепи: это количество взаимодействий шестерен в минуту, которое увеличивается с уменьшением размера цепи.
Трансмиссия 1X не может в конечном итоге поддерживать точно прямую линию цепи во всем диапазоне передач. Ее меньшая передняя звезда генерирует более высокую скорость цепи, требует от цепи большего изгиба на нижних зубьях и увеличивает натяжение цепи.
Эти дополнительные элементы помогают объяснить, почему трансмиссия 1X по-прежнему потребляет на 2 Вт больше мощности, чем трансмиссия 2X даже на прямолинейных передачах. Это также объясняет, почему передача 48x21t показывает наименьшее трение, хотя ее линия цепи не совсем прямая: замедленная скорость цепи и уменьшенное сочленение цепи экономят больше трения, чем прямая линия цепи.
Какова разница в скорости между трансмиссиями?
А теперь самое интересное!
. BikeCalc, мы можем определить скорость велосипеда на каждом передаточном отношении для колес 700x44C с частотой вращения педалей 95 об/мин. Затем, введя выходную мощность (231–242 Вт, в зависимости от передачи) и вес велосипедиста + велосипеда (85 кг) в Велосипедный калькулятор, мы можем рассчитать разницу в скорости и времени на расстоянии 100 км.
-
Минимальная разница в эффективности:
При 48x21t (1X) и 53x23t (2X) вы будете ездить на 29.12 км/ч при 95 об/мин. Разница в 1 Вт приводит к Преимущество в скорости 0.06 км/ч для трансмиссии 2X. Более 100 км, трансмиссии 1X потребуется на 25 секунд дольше (на 0.2% медленнее). -
Самая большая передача:
При 48x10t (1X) и 53x11t (2X) вы будете ездить на 61.28 км/ч при 95 об/мин. Разница в 6 Вт приводит к Преимущество в скорости 0.14 км/ч для трансмиссии 2X. Более 100 км, трансмиссии 1X потребуется на 14 секунд дольше (на 0.3% медленнее). -
Самая маленькая передача:
При 48x42t (1X) и 39x34t (2X) вы будете ездить на 14.49 км/ч при 95 об/мин. Разница в 2.5 Вт приводит к Преимущество в скорости 0.15 км/ч для трансмиссии 2X. Более 100 км, трансмиссии 1X потребуется на 3 минуты и 50 секунд дольше (на 0.9% медленнее).
Передние переключатели уже потрясающие
Одна из главных причин, по которой я не собираюсь в ближайшее время переходить на 1X на своем шоссейном велосипеде, проста: передние переключатели сейчас слишком хороши! Как плюсы, так и минусы 1X!
Современные шоссейные велосипедные групсеты имеют просто потрясающее действие переднего переключения. Особенно с электронными групсетами, которые сейчас являются "золотым стандартом" переднего переключения. Хотя многие люди, включая меня, считают Shimano лидером в этой отрасли, SRAM и Campagnolo не сильно отстают.
Даже механические групсеты сегодня обеспечивают выдающееся переднее переключение. Конечно, неправильное переключение или плохая настройка все еще могут привести к проблемам; тем не менее, переднее переключение достигло такого уровня, что оно больше не ощущается как проблема, требующая внимания.
Флагманская трансмиссия Shimano 105 R7000 обеспечивает безупречное переднее переключение передач по доступной цене.
Является ли Classified Powershift Hub революционным решением?
Ступица Classified Powershift — это интересная технология, которая, судя по всему, хорошо себя зарекомендовала, но в настоящее время она довольно дорогая.
Ступица Classified Powershift — это интригующее технологическое решение, которое, судя по всему, работает хорошо, но стоит недешево.
Эта система планетарной передачи с беспроводным управлением оснащена 2-скоростной планетарной передачей, интегрированной в заднюю втулку. Часто называемая «убийцей передних переключателей», я не думаю, что она скоро получит эту корону. Тем не менее, она устраняет многие недостатки, связанные с трансмиссиями с одной звездой, — возможно, давая нам лучшее из обоих миров в будущем.
Однако для большинства райдеров проблема заключается в цене. Например, комплекты колес Classified R50 и G30 Powershift продаются по цене 2,300 фунтов стерлингов — всего на 25 фунтов стерлингов меньше, чем полный велосипед Trek Émonda ALR 5, упомянутый ранее.
Итак, что вы действительно выигрываете, потратив все эти деньги вместо того, чтобы продолжать использовать трансмиссию 2X? Незначительное улучшение аэродинамической эффективности... и это все.
Конечно, если технология концентратора Classified приобретет популярность и широкое распространение, ее стоимость со временем может снизиться.
Для универсального шоссейного велосипеда трудно превзойти универсальность, которую предлагает трансмиссия 2X.
2X по-прежнему остается лучшим выбором
Для универсального шоссейного велосипеда трудно превзойти универсальность трансмиссии 2X.
Хотя все мои горные велосипеды используют однозвездочные установки, перенос этой системы на шоссейный велосипед не имеет для меня особого смысла. Для большинства гонщиков 2X остается лучшим выбором.
Учитывая эффективность и универсальность современных передних переключателей передач, незначительные потенциальные преимущества трансмиссии 1X просто не стоят того.
Рекомендуемая литература