Ventajas internas de la caja de cambios, inconvenientes y posibilidades futuras para bicicletas de montaña listas para apocalipsis: esta red web Mountain Bike News

Foto: Zerode Bikes

Dudo que sea el único que redactó planes para construir una bicicleta lista para el apocalipsis cuando se les ordenó permanecer en el interior y cubrir todos los orificios para respirar al comienzo de la pandemia de coronavirus. Tenía miedo a lo desconocido, y mi mente vagaba ansiosamente por cuestiones de disponibilidad y acceso a los recursos. La bicicleta ideal para pedalear en una mina terrestre desolada era completamente rígida o con resortes helicoidales, con llantas de cubierta pesadas para descensos, brocas robustas en todas partes y, por supuesto, engranajes internos.

Finalmente, negué con la cabeza lo suficiente como para recordar que nuestros antepasados ​​vivieron pandemias similares. Mi ansiedad disminuyó, pero la cuestión del engranaje interno persistía en voz alta, así que hice lo que hago. Yo investigue. ¿Estamos golpeando desviadores costosos contra las rocas y reemplazando los trenes de transmisión anualmente por mera terquedad, o hay algún mérito en nuestras vacilaciones de transmisión?

Con el fin de aclarar tanto el como el no de la discusión interna sobre engranajes, me comuniqué con los ingenieros y dueños de negocios detrás de Cavalerie Bikes, Cycle Monkey, Effigear, Gates, Nicolai Bicycles, Pinion, Rohloff, Zerode Bikes y algunas bicicletas personalizadas. constructores de marcos. Sus pensamientos sobre por qué no vemos más cajas de cambios en las bicicletas de montaña apuntan a varios factores culturales junto con una gran cantidad de factores mecánicos.

Foto: Nicolai Bicicletas

Pinion lidera actualmente el mercado de cajas de cambios, con más de 50 000 cajas de cambios en bicicletas desde que los cofundadores Christoph Lermen y Michael Schmitz se conocieron en la universidad en 2006. Su producto final se produjo en 2012, y Lermen dice que desde entonces han tenido muy pocos problemas con eso. diseño original. Nuestro mercado principal está en Alemania, el mercado holandés, Suiza y también el mercado norteamericano con Gates como nuestro socio de servicio en los EE. UU. La mayoría de las bicicletas son de trekking o de turismo. Actualmente también tenemos un 15-20% de clientes de mountain bike, pero ciertamente, el 80% es de trekking. Aquellas personas que buscan un producto realmente confiable en el que no tenga que hacer ningún mantenimiento en la transmisión.

Ventajas

Las ventajas de tener una transmisión interna en tu bicicleta de montaña son muchas. El beneficio más popular es la durabilidad del sistema y la longevidad necesaria. Los propietarios de transmisiones externas que viajan con frecuencia pueden reemplazar la cadena, los cables y la carcasa tres o cuatro veces al año, y el plato y el casete una vez al año. A medida que esos componentes se desgastan y sus ángulos precisos comienzan a desafilarse, el rendimiento se resiente. La cadena se tira lateralmente a través de los dientes dentados bajo cargas pesadas y, a medida que se introducen suciedad y escombros, el metal básicamente se lija.

Al igual que una sola velocidad robusta, todos esos problemas de desgaste disminuyen cuando los engranajes están envueltos en un baño de aceite sellado. Luego, los componentes externos se reemplazan con una correa o cadena más resistente que mantiene una línea de cadena perfectamente recta durante toda su vida, y todo el sistema dura mucho más. Simplemente cambie el aceite una vez al año y listo.

Esa durabilidad se incrementa en las bicicletas con caja de cambios, ya que el sistema tiene menos partes externas susceptibles de romperse en caso de impacto. No hay desviador que se estrelle contra las rocas, ni carcasa de cable ni ruedas de polea que se llenen de barro. Además, sin necesidad de cambiar y flexionar, la cadena y los dientes pueden ser más robustos, y cuando una palanca errante se lanza hacia el tren de transmisión, hay menos probabilidades de que la cadena o la correa se dañen. Los componentes más duraderos hacen que la bicicleta sea más sostenible y genera menos residuos, entonces, ¿por qué no todos tenemos una caja de cambios entre los pies? Bien llegar a eso.

Esperamos tener una bicicleta de Cavalerie/Effigear para probar durante el verano. Foto: Cavalerie Bikes

El siguiente punto encaja en la categoría de compromiso . Las cajas de cambios están ubicadas en el punto más bajo posible del cuadro, en el centro de la bicicleta. Esto permite que el marco tenga un mejor equilibrio y una sensación más plantada en el camino. Muchos jefes de caja de cambios dicen que se siente increíble en el aire, donde tanto la parte delantera como la trasera pesan aproximadamente lo mismo. Y también se dice que la rueda trasera más liviana gira más rápido con un peso mínimo para comenzar a rodar.

Las cajas de cambios de piñón ofrecen una opción tentadora para un constructor de cuadros, ya que el producto en sí está realmente bien hecho y ofrece algunos beneficios notables en comparación con los engranajes tradicionales basados ​​​​en desviadores, como un muy buen centro de gravedad (¡casi como si estuviera montando una bicicleta eléctrica!) , operación silenciosa sin golpe de cadena, [la] capacidad de cambiar de marcha mientras se desliza y una apariencia muy limpia. Además, vale la pena señalar que no existen demasiados marcos potenciales fáciles de hacer, razón por la cual decidí tomar la ruta personalizada.

Otras consideraciones incluyen el uso de punteras deslizantes para poder ajustar la tensión de la cadena como en las bicicletas de una sola velocidad. Si uno está construyendo un marco de suspensión completa, lo más probable es que se necesite un tensor de cadena proporcionado por Pinion. La forma y el tamaño del puente también pueden limitar las opciones de geometría, ya que es muy difícil obtener suficiente espacio libre para los neumáticos para una longitud de vaina de comportamiento rápido, como 425 mm o menos. Lo más probable es que se logre inclinando el puente y toda la caja de cambios, pero es bueno tenerlo en cuenta.

Constructor de cuadros personalizados, Jukka Mennen

Desde una perspectiva industrial, las cajas de cambios internas permiten a los diseñadores de cuadros crear una cinemática de suspensión en la que la transmisión no se ve afectada en absoluto por la transmisión. Con una línea de cadena y un juego de piñones consistentes, los ingenieros pueden desconectarse mejor de muchos de los problemas de crecimiento de la cadena, retroceso del pedal y frenado que plantean compromisos inevitables para los sistemas de cambio basados ​​en desviadores.

Aunque hay otras ventajas del engranaje interno, la última y evidente es que los ciclistas pueden cambiar sin pedalear. Si pasa por la barandilla en una curva y ve una subida empinada que gruñe en la salida, no hay necesidad de parar la bicicleta y golpear el casete. Puede mantener una posición agresiva en las curvas y cambiar de marcha sin mover las piernas. Tan pronto como sea el momento de pisar el acelerador en la próxima subida, estarás en la marcha deseada.

Transmisión interna Effigear en pantalla completa. Foto: Effigear.com

Desafíos

Por otro lado, las cajas de cambios añaden entre 1,5 y 2 kilos al peso total de una bicicleta, dependiendo de la transmisión externa con la que se comparen. El peso es su principal desventaja técnica, y es la razón por la que solo las encontrará especificadas en bicicletas de aventura y de gravedad más resistentes. Ningún corredor de campo traviesa o carretera está dispuesto a agregar un kilo a su máquina de carrera de nueve kilos en nombre de la durabilidad. Los retrasaría y no se beneficiarían inmediatamente de las ventajas. Sin embargo, cuando la gravedad manda, un poco de peso extra puede ser una compensación que vale la pena por una transmisión indestructible, ya que es en viajes épicos de campo donde la confiabilidad tiene prioridad sobre todo lo demás.

Entonces, digamos que puede cargar el kilo extra en nombre de la sostenibilidad. Una segunda desventaja percibida de las cajas de cambios es que el sistema en sí crea una pequeña cantidad de resistencia al pedalear. No es perceptible para la mayoría de los ciclistas, pero en la cima de una subida de dos horas, el ciclista en una bicicleta con caja de cambios habrá ejercido un poco más de energía que uno con una transmisión externa limpia y bien ajustada. Según David Roumeas de Effigear, la resistencia adicional es de alrededor del 2-4%. La advertencia aquí es que los sistemas de desviadores externos solo tienen esa ventaja de baja fricción en condiciones secas, y solo si están correctamente ajustados. A medida que la cadena se llena de polvo y las poleas, el casete y el plato acumulan escombros, esa ventana de ventaja se estrecha. Mientras tanto, la caja de cambios de la moto en esas mismas condiciones sigue funcionando como al principio de la marcha.

El campo de juego se iguala en eventos de múltiples etapas, dice Stewart Stabik, gerente de ventas de Rohloff AG. Cosas como Trans Alp y Trans Germany, Cape Epic, etc.

Después de una etapa, Stabik insiste en que hay que hacer menos mantenimiento en una transmisión interna para que los ciclistas puedan guardar su bicicleta, comer y recibir un masaje.

Incluso si está comprometido con cambios precisos sin importar las condiciones, y vale la pena comer menos pizza para equilibrar ese kilo de peso adicional de la caja de cambios, otro contratiempo a considerar es que, dependiendo de la caja de cambios que elija, es posible que no pueda cambie de marcha mientras pedalea con fuerza. Las cajas de cambios de piñón no cambiarán de marcha bajo carga, y las transmisiones Effigear cambiarán a una marcha más dura bajo la presión máxima de pedaleo, pero para una marcha más fácil, deberá hacer una pausa de unos pocos milisegundos. Es común cambiar a una marcha más fácil mientras se sube un terreno empinado y en senderos técnicos perder la potencia significa dejar caer un pie.

Foto: Ciclos desviados

Con un sistema Pinion, se puede producir un cambio después de que los músculos de las piernas alivian cierta cantidad de presión. Puede hacer el cambio cuando lo desee, pero las marchas no cambiarán hasta que suelte un poco el acelerador. No hay forma de abarrotar los engranajes y destruirlos con turnos mal sincronizados. Muchos usuarios de cajas de cambios dicen que esto es fácil de ajustar, y simplemente cambian en el punto muerto natural en su golpe de pedal. Los veteranos dedicados a los desviadores a menudo se topan con su principal problema de caja de cambios con esta característica específica. Desafortunadamente, los hábitos que se abren paso en nuestra memoria muscular pueden ser resistentes incluso a los cambios más pequeños.

Neil, de Cyclemonkey, con sede en EE. UU., posee varias bicicletas con caja de cambios y ofreció una comparación exhaustiva de cómo cambian dos de los diferentes sistemas mientras se pedalea.

La caja de cambios Pinion será cada vez más difícil de cambiar en cualquier dirección a medida que aumenta el par que entra en la caja de cambios. Esto se presenta con mayor frecuencia cuando se trata de cambiar a una marcha más fácil durante una subida en la que la cadencia está cayendo y el ciclista comienza a presionar los pedales con más fuerza para mantener el avance, aumentando así el par. Es raro encontrarse con esta situación al cambiar a una marcha más dura, aunque el principio es el mismo. En muchos casos, puede forzar la palanca de cambios para que se lleve a cabo el cambio (aunque esto no es intuitivo para un nuevo usuario que ha sido entrenado para no cambiar su transmisión). Puede simular la variación en el esfuerzo de cambio requerido cuando está parado al lado de la bicicleta y ejerce presión variable sobre un pedal. Cuando intente girar la palanca de cambios, notará la diferencia en el esfuerzo requerido para poder girarla.

Effigear cambiará a una marcha más dura a plena carga, pero no cambiará a una marcha más fácil a menos que se elimine completamente el par del sistema. Esto se debe a que sus trinquetes pueden funcionar de forma independiente. Cada juego de trinquetes tiene un resorte que empuja el trinquete hacia arriba para que se enganche con el engranaje en el que se encuentran cuando la leva de cambio está debajo del juego de trinquetes, pero no hay un mecanismo para tirar del trinquete hacia abajo para desengancharlo del engranaje. El engranaje debe girar sobre el trinquete para empujarlo nuevamente a la posición retraída. Si la leva aún está en su lugar, el engranaje engranado aún está seleccionado, los resortes debajo de los trinquetes se comprimen contra la leva cuando se desliza, luego empujan el trinquete hacia atrás contra los dientes del engranaje al igual que el trinquete en un cubo trasero. Si la leva ha movido un engranaje diferente seleccionado, los trinquetes permanecerán retraídos una vez que el engranaje gire sobre ellos y los empuje hacia abajo.

Al cambiar de marcha mientras pedalea (sin deslizarse por inercia durante el cambio), termina con dos marchas engranadas simultáneamente, la que ha estado usando y la que desea usar a continuación. El engranaje que hace que la caja de cambios gire más rápido determina la relación de transmisión real, que es el engranaje más duro. Por lo tanto, al cambiar a una marcha más fácil, la marcha anterior (más dura) sigue siendo dominante y no se soltará hasta que haya un evento de inercia, lo que en la práctica significa una incómoda interrupción momentánea del pedaleo cuando se intenta cambiar mientras se sube. Al cambiar a una marcha más dura, aún tiene dos marchas engranadas simultáneamente, pero en este caso, quiere la marcha dominante más dura, por lo que cambia de marcha de inmediato. Este [Effigear] es el sistema de cambio más rápido que he usado en la dirección de una marcha más dura.

Rohloff y Pinion usan un árbol de levas para cambiar de marcha que está diseñado de tal manera que los trinquetes siempre se mueven al unísono (no se pueden engranar dos marchas simultáneamente), por lo que para levantar un trinquete y engranar una nueva marcha, el trinquete de la marcha anterior debe retraiga para permitir que el árbol de levas gire. Los trinquetes tienen una forma tal que el árbol de levas puede empujarlos para retraerlos directamente, razón por la cual terminas luchando contra el cambio cargado.

Junto con esos matices de cambio, las transmisiones Pinion y Rohloff solo se pueden cambiar con un giro o un cambio de agarre, donde el sistema Effigear usa una palanca de cambio de gatillo más tradicional para cambiar de marcha. Si tuvo una palanca de cambios en el pasado, es posible que conozca algunos de los desafíos que plantearon. El problema principal para las aplicaciones de senderos era que podía cambiar accidentalmente en secciones irregulares del sendero donde estaba agarrando las barras con fuerza. Según el veterano piloto de cajas de cambios Neil de Cycle Monkey, los nítidos clics de un sistema Pinion o Effigear han solucionado este problema. Hay un clic definido cada vez que se mueve el árbol de levas, lo que brinda una respuesta audible para cada cambio, así como una sensación táctil en la palanca de cambios. Cada una de las empresas con las que hablé está trabajando en un mecanismo de palanca mejor y probablemente eléctrico.

Foto: Ciclos Portus

Quiero que la tecnología de cajas de cambios sea la ola del futuro tanto como el próximo nerd de las bicicletas centrado en la sostenibilidad, pero hay un problema adicional. Por el momento, no todas las cajas de cambios son compatibles. Una transmisión Effigear no se atornillará a un marco construido para un sistema Pinion, y viceversa. Para los diseñadores de cuadros, eso significa enganchar su carro a una marca de transmisión y cualquier problema que pueda surgir con ese sistema. Si hay un error de producción o un problema para conseguir piezas para construir sus bicicletas, la empresa del cuadro está a merced de la empresa de la caja de cambios, mientras que con piezas más universales, como los desviadores, simplemente pueden cambiar a otra marca o modelo. Este es un problema que se resolverá por sí solo a medida que más empresas se unan al juego y los fabricantes de cajas de engranajes determinen los estándares de la industria a seguir. Effigear se encuentra actualmente en el proceso de rediseñar su caja de cambios para que se ajuste al mismo espacio y patrón de pernos que usa Pinion, y esperan tener los nuevos modelos disponibles en breve.

Dados los estándares actuales y la popularidad de las cajas de cambios, si algo se rompe durante una aventura en lo profundo de las montañas, será bastante difícil encontrar repuestos. Aunque todas las marcas que actualmente fabrican bujes y cajas de cambios con engranajes internos ofrecen con confianza más del doble de garantía para sus componentes en comparación con cualquier sistema de cambio, la disponibilidad sigue siendo un problema. Algunos de los componentes pequeños se pueden reemplazar en un taller casero, pero una buena parte de las reparaciones de cualquier sistema de caja de cambios requiere la ayuda de un mecánico capacitado, o que el propietario envíe su caja de cambios a la empresa. Como se mencionó anteriormente, este problema se desvanecerá a medida que las cajas de cambios ganen popularidad y más tiendas comiencen a vender piezas de repuesto.

Después de todos esos altibajos, ¿hacia dónde se dirigen los trenes de transmisión de la caja de cambios? Le preguntamos a la gente de Pinion, Rohloff y Gates dónde se encuentra su principal base de clientes y, en este momento, en gran medida no está en la tierra. Los viajeros que quieren una bicicleta que nunca tengan que mantener, así como una variedad de soluciones de bicicletas de carga, son un enfoque central para las marcas. Estos fabricantes de engranajes internos y transmisión por correa están viendo algo de negocio en la multitud de ciclistas de turismo y aventura, ya que ambos requieren sistemas de cambio robustos en los que los ciclistas puedan confiar. Otra área de crecimiento potencial para las transmisiones internas es con las bicicletas eléctricas, donde el peso lo lleva el motor y la batería que ya son corpulentos. Una porción final, aunque más pequeña, de su pastel de ganancias es con los constructores de cuadros personalizados que pueden diseñar sus bicicletas alrededor de las cajas de cambios para ofrecer a los clientes otra opción para la bicicleta de sus sueños.

Con las bicicletas eléctricas, todo el mundo quiere motores más potentes. Es casi como una cultura de hot rod. Cuanto más grande sea el motor, mejor. Los sistemas de cambio tradicionales simplemente no pueden manejar ese par. Las bicicletas eléctricas están diseñadas para brindar potencia y soporte adicionales cuando las bielas están verticales porque puede obtener la menor cantidad de energía humana en el sistema, por lo que compensan eso a través de su software. Por lo tanto, nunca hay un punto en el que la fuerza realmente disminuya naturalmente para facilitar un cambio. Eso se vuelve muy problemático para ciertos sistemas de engranajes. Se desgastan extremadamente rápido. El Rohloff tiene un componente interno muy robusto. Por lo tanto, sin realizar ningún cambio interno en Speedhub desde su presentación hace unos 20 años, el producto se adapta a las bicicletas eléctricas modernas.

Stewart Stabik, Rohloff AG

Los constructores de cuadros pequeños son otra parte del mercado de cajas de cambios. Este es un primer prototipo construido por el periodista finlandés de MTB Jukka Mennen. Foto: Jukka Mennen

Además de todos los beneficios y desventajas descritos anteriormente, un factor importante en la resistencia de los ciclistas a la eterna caja de cambios está relacionado con nuestra identidad cultural y la resistencia al cambio en general. Cada uno de los ingenieros y dueños de negocios con los que conversé expresaron su propia versión del siguiente sentimiento: la industria de las bicicletas de montaña está impulsada por las tendencias. Varios de ellos dijeron esas palabras palabra por palabra. La solución de tren motriz que ya tenemos funciona muy bien, hay opciones asequibles y partes brillantes, y las quejas sobre la durabilidad a menudo se pasan por alto en nombre de la capacidad de reemplazo. ¿Hay verdad en la teoría impulsada por la tendencia? A un buen número de ciclistas les gusta ser dueños de lo que es genial, lo que ya entendemos y lo que los amigos pensarán que se ve mal cuando aparezcamos en el comienzo del sendero. ¿Será eso alguna vez una caja de cambios?

El punto final está incrustado en la frase lo que ya entendemos. Cuando las empresas de cuadros de caja de cambios como Zerode organizan fiestas de demostración, sus amigos que son nuevos en el ciclismo de montaña regresan inmediatamente entusiasmados con las bicicletas. Los ciclistas veteranos que cambian los desviadores a menudo se sienten perturbados por los matices del sistema de cambios, y puede tomar algunos paseos para sentirse como en casa con la caja de cambios. Con solo una prueba, muchas de esas trituradoras de toda la vida no tienen la oportunidad de averiguar si pueden adaptarse.

Karl Nicolai, propietario de las bicicletas Nicolai, está trabajando actualmente en un sistema de cambio interno que funcionará de manera idéntica a una transmisión basada en desviador, debería ser casi tan liviano y brindará la mayoría de los mismos beneficios que un sistema de caja de cambios. Lo mejor de todo es que las agallas estarán compuestas por piezas que puede encontrar en cualquier lugar en lugar de componentes de transmisión patentados. Cuando se le preguntó acerca de sistemas similares, Nicolai mencionó que el único sistema similar disponible en el pasado era el Honda. Hay muchas patentes, pero no tantos productos. Tengo mucha curiosidad por lo que nos espera en los próximos años. Greg Minnaar corrió la Copa del Mundo cuesta abajo para el equipo Team G Cross Honda de 2004 a 2007. Si no viste el sistema Honda en sus bicicletas DH hace años, consistía en un cassette y un desviador dentro de una caja de cambios sellada, que ofrecía el 90 % de los mismos beneficios de los sistemas de caja de cambios actuales, con menos inconvenientes. Te mantendremos informado sobre el progreso de Nicolais con esta nueva y atractiva caja, en la que ha estado trabajando durante más de dos años.

Foto: Zerode Bikes

en resumen

Dado que los ciclistas de montaña no nos estamos subiendo al carro de las cajas de cambios en masa, redeterminando lo que es genial y financiándolo, estas compañías se están enfocando en diferentes géneros de la industria del ciclismo. También están trabajando para hacer que sus sistemas sean más livianos y universalmente compatibles mientras desarrollan elementos geniales como el cambio eléctrico y la compatibilidad con el gatillo y la palanca de cambios. Con suerte, una de estas innovaciones traerá a la palestra sistemas de cambio más sostenibles.

Mi objetivo es montar y revisar algunas bicicletas geabox diferentes durante el verano para descubrir cuán complicado es realmente cambiar entre los sistemas de transmisión. ¿Hay alguna bicicleta específica que le gustaría ver revisada en el sitio?

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