Macht es bei der Gangwahl einen Unterschied, ob man sich für großes Ritzel/großes Ritzel oder kleines/kleines Ritzel entscheidet?
In der heutigen Zeit der 11-Gang-Gruppen ist es leicht anzunehmen, dass Sie die Wahl zwischen 22 verschiedenen Gängen haben, um Ihre Fahrt bergauf und bergab zu erleichtern. Tatsächlich sind bei einem Standard-Setup mit 53/39-Kettenblättern vorne und einer 11-25-Kassette hinten zwei der Verhältnisse identisch (53/19, 39/14, beide ergeben ein Verhältnis von 2,79:1) und 14 der Gänge überlappen sich, was bedeutet, dass es tatsächlich nur acht der 22 Gänge gibt, die keine nahezu doppelte Option haben, wenn Sie auf das andere Kettenblatt sch alten.
Also, für die Gänge, die sich überschneiden, wollten wir wissen, ob das Treten von großem Ring zu großem Ritzel (z. B. 53-19) genauso ist wie von klein zu klein (39-14) oder ist es, wenn man die Wahl hat, besser, sich in Richtung eines zu irren? Und würdest du es eigentlich vom Sattel aus bemerken? Radfahrer konsultierte die Experten.
Aufbauen
Stuart Burgess ist Professor für Engineering Design an der University of Bristol und einer der führenden britischen Experten für Kettenantriebe. „Ich habe Artikel veröffentlicht, die zeigen, dass ein höherer Wirkungsgrad bei größeren Kettenrädern von Vorteil sein kann, aber die Unterschiede im Wirkungsgrad sind so gering, dass ein Fahrer es nicht spüren kann“, sagt er. „Wenn ein Fahrer einen Unterschied [zwischen großen und kleinen Kettenrädern mit demselben Übersetzungsverhältnis] spürt, dann stimmt normalerweise etwas nicht, z. B. dass die Kette zu locker oder zu fest ist.“
Scott McLaughlin, Global Director of Drivetrain Development bei SRAM, sagt, dass auch die Kettenspannung relevant ist. „Das Fahren mit einem größeren Kettenblatt und Ritzel führt zu einer geringeren Kettenspannung als mit einem kleineren Kettenblatt und Ritzel mit identischer Übersetzung und identischer Pedallast“, sagt er. „Die geringere Kettenspannung könnte dazu führen, dass sich das Fahrrad steifer anfühlt und auf eine bestimmte Pedaleingabe reagiert, und es sollte auch eine äußerst kleine Verbesserung der Effizienz geben.
„Das Gefühl der zusätzlichen Reaktionsfähigkeit kommt von der geringeren Kettenspannung, die zu einer geringeren Biegung des Rahmens führt, da die Kette erheblich von der Mittellinie des Rahmens versetzt ist“, fügt er hinzu. „Auch dies vermittelt ein „Gefühl“oder ein Gefühl der Reaktionsfähigkeit auf Pedaleingaben, führt aber nicht wirklich zu einer Effizienzsteigerung (oder nur zu einer verschwindend geringen Effizienzsteigerung).“
Der Konsens scheint also zu sein, dass man den Unterschied zwischen groß-groß und klein-klein nicht wirklich spüren kann, aber dass es eine kleine Verbesserung der Effizienz gibt. Da wir Fahrradfahrer sind, wollten wir natürlich wissen, wie groß dieser Vorteil ist und warum er auftritt.
Professor Burgess zitiert eine Studie, die an einem Fahrradumwerfersystem unter Laborbedingungen durchgeführt wurde, bei dem eine Eingangswelle mit einem 52-Zahn-Kettenblatt mit einer Ausgangswelle mit Ritzel unterschiedlicher Größe von 12 bis 21 Zähnen verbunden war.
Die Ergebnisse der Studie sind aufschlussreich. Bei einer Kurbeldrehzahl von 60 U/min und einer Eingangsleistung von 100 W hatte eine 52/11-Ritzelkombination einen Wirkungsgrad von 91.1 %, eine 52/15 ergab 92,3 % und bei der 52/21-Kombination sogar 93,8 %, was deutlich macht, dass eine höhere Zähnezahl in der Praxis durchaus zu einer Effizienzsteigerung führt. (In separaten Experimenten wurden Werte von bis zu 98,6 % Effizienz aufgezeichnet, aber dies war zwischen zwei Ritzeln, ohne dass die Kette durch einen Sch altwerkmechanismus lief.)
Wenn also größere Ritzel etwas effizienter sind, bleibt die Frage: Warum?
Polygon aber nicht vergessen
Racine Su ist F&E-Direktor von KMC-Ketten. „Ketten laufen auf größeren Kettenrädern aufgrund des Polygoneffekts glatter als auf kleineren, was weniger Kettenvibrationen oder vertikale Bewegungen beim Eingriff von Kette und Kettenrad bedeutet“, sagt er. „Bei größeren Kettenrädern reduziert dies die Kraftübertragungsverluste. Mit anderen Worten, es ergibt eine höhere Ketteneffizienz.’
Der „Polygon-Effekt“, von dem er spricht, bezieht sich auf das Konzept, dass jedes Kettenrad als Polygon mit der gleichen Anzahl von Seiten wie Zähnen betrachtet werden kann. Die Ecken (auch Scheitelpunkte genannt) des Polygons liegen in der Mitte der Lücken zwischen den Zähnen – dort, wo die Mitte der Gliederstifte der Kette sitzt. Wenn jedes Glied der Kette mit dem sich drehenden Kettenrad in Eingriff kommt, steigt es an, wenn die Ecke des Polygons ihren höchsten Punkt erreicht, und fällt dann wieder ab, wenn sich das Polygon weiter dreht. In der Tat bedeutet dies, dass der Radius des Kettenrads schwankt, was dazu führt, dass die gesamte Kette ansteigt und abfällt, wenn jedes Glied in Eingriff kommt. Dies führt zu Energieverlust und Ineffizienz, und entscheidend sind die Verluste bei kleineren Kettenrädern größer, weil die Ecken von Polygonen mit weniger Seiten schärfer sind.
Die Artikulation der Kette (wie stark sich jedes Glied biegt, wenn es sich um das Kettenrad wickelt) trägt ebenfalls zu Reibungsverlusten bei, und dies nimmt auch zu, wenn die Kettenradgröße abnimmt. In diesem Stadium sieht es also ziemlich klar aus – wenn man die Wahl hat, ist das Fahren auf größeren Ritzel geringfügig effizienter.
Aber das ist noch nicht alles. Vielleicht entgegen der Intuition haben die Labortests auch ergeben, dass die Effizienz in der Kraftübertragung eines Fahrrads proportional mit zunehmender Spannung in der Kette zunimmt. Mit anderen Worten, je stärker Sie in die Pedale treten, desto effizienter wird die Kraft von den vorderen auf die hinteren Ritzel übertragen. Su sagt: „Eine höhere Kettenspannung führt zu höheren Reibungsverlusten. Aber es reduziert den Energieverlust zwischen den Verbindungen während der Kraftübertragung. Insgesamt verbessert die höhere Kettenspannung die Effizienz “, sagt er.
Angesichts der Tatsache, dass Scott McLaughlin von SRAM uns zuvor gesagt hat, dass die Spannung in der Kette erhöht wird, wenn die gleiche Last durch die Pedale mit kleineren Ritzel geleitet wird, wird die Wahl zwischen großen oder kleinen Ritzel weniger geschnitten und trocken.
Auf den Punkt gebracht
Natürlich ist es an der Zeit, schnell aus dem Labor zu treten und von der Straße aus einen Blick darauf zu werfen, wo es wirklich darauf ankommt.
Michael Hutchinson, dreifacher nationaler Zeitfahrmeister und technischer Redakteur für Radsport, sagt: „Es ist ein bisschen effizienter, auf größeren Kettenrädern zu fahren, obwohl ich nicht weiß, dass dies für die meisten Menschen der Unterschied ist ist herzzerreißend. Wenn der Unterschied so auffällig wäre, würden wir alle mit 95er-Kettenblättern vorne und 35er-Kettenblättern hinten fahren.“
Und McLaughlin stimmt zu, dass die Größe der Ritzel praktisch gesehen nicht auf dem kritischen Pfad ist, wenn es um Effizienz geht. „Hier spielen noch viele weitere Faktoren eine Rolle. Extreme Kreuzverkettung verringert beispielsweise die Effizienz und erhöht den Verschleiß.’
Und das scheint die Botschaft zu sein. Das Fahren auf großen Kettenrädern erhöht die Effizienz leicht und verringert den Kettenverschleiß, da die Lasten auf eine größere Kettenlänge verteilt werden, aber alle kleinen Vorteile werden durch die Ineffizienzen und den erhöhten Verschleiß, der durch eine schlecht gewartete Kette oder eine extreme Kette verursacht wird, mehr als zunichte gemacht Zeilen.
Das heißt, wenn alle Dinge gleich sind, denke groß.
