¿Por qué la gente usa casetes más grandes para engranajes más bajos cuando en su lugar podrían usar platos más pequeños?

Quiero un engranaje más bajo (sub 1: 1) en mi próxima transmisión, pero también un rango decente, un espacio razonable entre los engranajes y aún así ser razonablemente ligero.

Mientras miraba diferentes combinaciones de componentes, noté que:

  • Las opciones 1x no eran tan livianas como esperaba, principalmente debido a los enormes casetes necesarios para un rango decente.
  • En 2x, los cassettes grandes mataban mi peso en comparación con las configuraciones de carretera "estándar" (50/34 compacto doble con cassette 11-28).
  • Las configuraciones Shimano GRX ganan peso en todos los componentes, anulando parcialmente sus beneficios de cambio.

En este punto, para divertirme, incorporé algunas bielas tipo randonneur y los soportes inferiores viejos y pesados ​​que las acompañan, y noté que los números no eran mucho peores que los de las transmisiones modernas.

Además, descubrí que algunos juegos de bielas rando se pueden fabricar con platos muy pequeños. Un fabricante que observé bajó a 42/26 (!), y emparejarlo con un Ultegra 11-28 cumplió con mis criterios y fue la combinación de menor peso. ¡Me encantaría comprar una Ultegra 42/26! ¡Imagínense lo que pesaría!

Entonces, ¿por qué más personas no usan platos más pequeños? O la otra cara de esta pregunta: ¿por qué los fabricantes de transmisiones no las ofrecen?

¿Es esta solo la razón estándar por la que "la industria de las bicicletas está impulsada por los corredores"? ¿O me estoy perdiendo algo físico obvio que hace que los platos más pequeños sean inferiores? ¿Debería rendirme y convertirme en un retrogruñón?

Esta respuesta parece afirmar que los engranajes más pequeños tienen más fricción, pero no parece que sea mucho más, considerando que tenemos engranajes "pequeños" en la mayoría de nuestros casetes.

casetes grandes estaban matando mi peso ¿Eh?!?! ¿Está realmente preocupado por la diferencia de peso entre algo así como un casete 11-28 y uno 11-34? Además, a 80 RPM solo obtendrá 24 mph/38 kph con un plato de 42 dientes en un piñón de 11 dientes. Si realiza recorridos en grupo competitivos, se caerá en cualquier descenso largo y leve, digamos 2-4%, a menos que pueda sostener el pedaleo a 110 o 120 rpm más o menos.
Comparando Shimano 11-28 con 11-40 en grupos comparables (Ultegra vs XT) encuentro una diferencia de 130 g. (CS 6700 230 g, CS M 8000 400 g). Esa es una diferencia significativa, pero aún mucho menor que la palanca de cambios, el desviador delantero, la araña de doble manivela. También tenga en cuenta que 42:11 podría ser un poco ligero para paseos en grupo en áreas planas. Conozco aficionados en Dinamarca que promedian 40 km/h. Sin embargo, estas son excepciones, como lo son la mayoría de los ciclistas ahora. De ahí las muchas opciones de engranajes. Ignore las diferencias de peso y obtenga su óptimo personal.
@AndrewHenle ¿Trabajas para shimano? ;-) Más del 90 % de los ciclistas no realizan recorridos rápidos en grupo, y si alcanzan las 24 mph, están encantados y dejan de pedalear. Tal como está, el engranaje disponible está bien para la minoría con ftp>3.5W/Kg, pero demasiado grande para la mayoría de los ciclistas que tienen ftp<2.0W/Kg
@AndyP 24 mph en un descenso falso plano del 3% no es nada rápido, especialmente para cualquier tipo de viaje en grupo. ¿Por qué crees que elegí un RPM tan bajo, y sí, 80 es bastante bajo, para mi ejemplo de cuán limitante puede ser un plato de 42t? Imagínese lo limitante que es un plato de 42t para alguien que lucha por mantener las 60 rpm...
La respuesta a la que hizo referencia en el último párrafo es correcta. Platos más pequeños, piñones de casete e incluso ruedas de polea de cambio hacen que la cadena se articule en ángulos más agudos. Esto aumenta la fricción del tren motriz. Se ha demostrado que una transmisión 1x tiene una fricción de transmisión 3W más alta que una configuración 2x ​​a 250W porque la primera tiene curvas más grandes que la segunda: está en un piñón comparativamente más pequeño o en un plato comparativamente más pequeño. Tiene razón en que el aumento de la fricción tiene consecuencias prácticas limitadas: es posible que la mayoría de los ciclistas ni siquiera noten una diferencia de 3W.
Yo apoyaría la recomendación de no preocuparse demasiado por las pequeñas cantidades de peso. Si te gusta la conducción competitiva, entonces ya deberías saber que optimizar la aerodinámica es mucho más importante que ahorrar peso. Ahora, no estoy hablando de diferencias de peso de 5 kg/10 lb. Sin embargo, las diferencias de peso entre GRX y el grupo de carretera equivalente o entre 1x y 2x no tienen consecuencias para la mayoría de los ciclistas.
La tendencia va hacia anillos de cadena más pequeños desde hace casi dos décadas. Una biela de 110 mm de diámetro del círculo de pernos (BCD) (por ejemplo, Ultegra o GRX) permite montar platos con solo 33 dientes. GRX aumentó la diferencia máxima entre platos grandes y pequeños a 16. Uno puede enviar 42/26 con esas bielas. (Shimano por defecto 46/30). Ciertamente hemos superado los días del ubicuo 53/39.
@WeiwenNg no solo son los ángulos más nítidos; los platos más pequeños también requieren una mayor tensión de la cadena con el mismo par. ¡Entonces la pérdida por fricción en realidad aumenta cuadráticamente a medida que haces los platos más pequeños!
@WeiwenNg pensándolo bien: en realidad, probablemente no sea cuadrático. Creo que es solo la tensión más alta la que causa la fricción más alta. El ángulo más agudo no importa, porque se compensa con menos eslabones de cadena que se doblan cada segundo. IOW, la tasa de flexión del eslabón de la cadena que pasa al plato en un instante dado solo depende de la cadencia, no del tamaño del plato. Por lo tanto, es solo la tensión más alta la que aumenta la fricción.
De estos comentarios entiendo que tal vez no haya muchos ciclistas que se preocupen por el peso pero que tampoco estén interesados ​​en el "alto rendimiento". Eso podría explicar por qué este mercado está desatendido. Pero creo que está creciendo. "Gravel" parece estar atrapando a algunos de estos ciclistas y aumentando sus consideraciones en la industria.
Quería agregar que me inclino por una configuración en la que estoy haciendo 26-27 MPH a 90 rpm, lo que se siente bastante rápido para las distancias más largas que planeo recorrer en esta bicicleta. Siempre puedo girar a 120 por un rato para atrapar a alguien. Definitivamente apuesto a que las marchas de escalada más bajas y los pasos más pequeños para ajustarme a la cadencia me harán más feliz que las marchas de descenso.
@WeiwenNg Y si a uno le preocupa el peso, el lugar típico para comenzar a reducir es el cuerpo.
@AndyP, la discusión es sobre grupos de bicicletas de carretera para bicicletas de carrera. Si bien estoy de acuerdo en que probablemente la mayoría de los ciclistas de carretera no CORREN, muchos de ellos realizan recorridos rápidos en grupo. No tan rápido como para que un compacto 50 o incluso 48 sea terminal, es cierto que los ciclistas aficionados no necesitan engranajes profesionales. Pero hay un límite, y girar a 40 km/h sería un problema para muchos ciclistas aficionados. Mientras que las bicicletas que no son de carretera, como las híbridas y las bicicletas de montaña, ya tienen un engranaje delantero mucho más bajo de todos modos.

Respuestas (4)

En su mayoría, respondió a su propia pregunta: el mercado de las carreras impulsa la industria, a veces en detrimento de la disponibilidad de engranajes del mundo real.

Un factor agravante importante es que hay muchos aros por los que una persona tiene que pasar para obtener anillos más pequeños en su bicicleta de carretera, comenzando con la compra de bielas nuevas, raras, en su mayoría viejas o retro. Hacer que las cosas funcionen bien con anillos pequeños más palancas de cambio y desviadores delanteros a menudo no es sencillo. En particular, STI se empareja mal con los FD de montaña, y la mayoría de los FD de carretera existentes se emparejan mal con anillos exteriores más pequeños de lo normal. Usar un espacio extra ancho entre los dos anillos de un doble (para evitar desajustes con el perfil de algo así como un 42t con un FD de carretera) es un enfoque que puede funcionar y muchas bicicletas antiguas lo hicieron, pero haciéndolo lo suficientemente suave para los estándares modernos. El cambio indexado parece ser imposible o algo que los fabricantes no están dispuestos a seguir.

46/30 está ganando tracción en las bicicletas convencionales y es realmente una muy buena línea de base.

Las bielas Herse y White son muy buenas. Si ese tipo de engranaje es lo que cree que funcionará para usted, hágalo.

Esto se lee más como un artículo de opinión que como una respuesta real. No se puede culpar a las carreras por todo. Los tamaños de los platos, piñones y ruedas se determinaron bastante hace más de un siglo cuando las bicicletas pasaron de ser de penny-farthing a bicicletas de seguridad. Cientos de millones de bicicletas urbanas y utilitarias utilizan casi los mismos tamaños de ruedas, platos y piñones, y ese mercado domina en volumen por mucho.
@RChung parece que su respuesta es "inercia de la industria". Suena plausible para mí.
@R.Chung esto está completamente fuera de lugar, las proporciones que tenemos hoy en día son bastante diferentes y relativamente recientes. Una rueda libre de 5 velocidades como era común hasta la década de 1980, generalmente comenzaba en 14T. Había un límite físico a lo pequeños que podían funcionar los engranajes. 11T realmente solo apareció con casetes en la década de 1980, e incluso hasta 9 e incluso 10sp en los 00s 12T era un pequeño engranaje muy común. Solo en 11sp en la década de 2010, 11T se volvió omnipresente como el engranaje pequeño predeterminado (y ahora tiene 10, con SRAM XD, etc.). 14T a 11T es una diferencia del 27%, eso es enorme. Lo mismo que pasar de 40 a 52 en la parte delantera.
@IvanMcA La pregunta era realmente sobre marchas bajas y por qué los platos no tienen 26 dientes en lugar de 52, o 21 en lugar de 42. Que se hayan introducido piñones más pequeños en los últimos 30 años no responde a la pregunta original.

Rango de relación de transmisión.

Si reduce los tamaños de plato, reduce las relaciones más altas disponibles. No es posible hacer que el espacio entre los platos sea mucho más grande y obtener un cambio delantero decente, de modo que el plato grande tenga que encogerse con el pequeño.

Es más fácil para los fabricantes hacer un casete de relación ancha que retiene una rueda dentada de 11 dientes y cambia bien.

No había pensado en la dificultad de hacer el cambio "correcto". Ese es un gran punto. Tuve un buen rendimiento en un juego de bielas rando Velo Orange 46/30, pero solo tenía 8 velocidades. Me imagino que esto se vuelve más difícil para sentirse perfecto a una velocidad de 10/11. ¡Gracias!
@RyanWitt Otro problema es el salto entre proporciones en los anillos grandes y pequeños. Si el salto es muy grande, los ciclistas también tendrán que cambiar varias marchas en la parte trasera cada vez que cambien de marcha en la parte delantera.
@RyanWitt También tenga en cuenta que esto era diferente cuando los anillos triples eran estándar si quería una transmisión de amplio rango. Los anillos triples se combinaron con cassettes de relación estrecha (para mantener razonable la capacidad total requerida del desviador trasero), pero el rango del tren motriz provino de la diferencia entre los anillos más pequeños y más grandes, no del rango del cassette.
He notado esto, y es un poco una compensación, ¿verdad? Es bueno tener que cambiar la parte trasera solo 1 o 2 en mi 50/34 11-30 cuando hago cambios al frente, pero la superposición de marchas es tan grande que realmente solo tengo 13 velocidades. Creo que probaré este gran salto FC y veré cuál es la desventaja.
@RyanWitt Algunas personas intentan un salto más grande en los anillos delanteros 52-34 es común. Sin embargo, tenga cuidado con la capacidad total de su desviador trasero.
@RyanWitt 46/30 = caída de 16T. Eso es exactamente lo mismo que una manivela compacta estándar 50/34, e ilustra perfectamente su punto de que tienes que encoger ambos. Hay una biela GRX en 48/31, que es una diferencia de 17T, esa es la brecha más grande que Shimano hace oficialmente. Conozco gente que usa 52/34, agregando un 34 a un semicompacto, y dice que funciona bien. Estoy seguro de que sí, pero "OK" es algo subjetivo y seguro que el cambio delantero empeora cuanto mayor es la brecha, el compacto se ha vuelto bastante bueno, pero un 53/39 estándar aún cambia mejor y con una diferencia de cadencia menos discordante. Tengo un triple 24-39-50 que cambia "OK".
@ArgentiApparatus en estos días, las configuraciones de gira pueden tener un rango bastante amplio en la parte posterior y un triple. Tengo 30/39/50 y 11-32; Podría cambiar eso a 11-34. No es una solución para el OP, sino con 16 kg de acero en terreno montañoso
@IvanMcA, si no le importa que pregunte, ¿qué es ese triple de amplio rango? No me gustaría ir tan bajo, pero no muy lejos, y estoy intrigado.
@ChrisH: es un triple de carretera Shimano 105 FC-5703 estándar con el anillo de abuela 30T reemplazado por 24T. Curiosamente, si desea ejecutar una diferencia realmente grande en la llave delantera, no es el desviador delantero sino el desviador TRASERO, ya que es la parte trasera la que toma la holgura de la cadena. He usado 12-28 y 12-30 en la parte trasera. Esto solía ser realmente terrible con un RD de carretera, pero desde que lo reemplacé con un MTB Deore M591 ha funcionado bastante bien. Pero no está ni cerca de mis bicicletas de carretera dobles en cuanto a calidad de cambio. Estoy ejecutando 10sp- 9sp Shimano MTB RD es 100% compatible con brifters de carretera de 10sp.
Esto está en mi bicicleta de turismo y ha evolucionado a partir de lo que tenía originalmente, tratando de obtener marchas más bajas. Comenzando desde cero hoy, no lo haría de esta manera, iría por 11v con un doble subcompacto en la parte delantera (quizás 30/46) y un casete de rango ligeramente más amplio. 11-34 o 11-36 con un 30 me llevaría al mismo lugar. Realmente no necesito un 50 en mi tourer, pero no podría ir más pequeño o el FD llegaría al 39 en el medio. O miraría lo que funciona en términos de bielas de grava o MTB con brifters de carretera, creo que con SRAM puedes mezclar carretera/MTB que no puedes en Shimano desde 11sp.
@IvanMcA Shimano MTB RD de 9 velocidades es 100 % compatible con bicicletas de carretera de 10 velocidades. "Funciona", pero en mi experiencia, la calidad de los cambios es bastante pobre en comparación con una configuración reciente de Ultegra o incluso 105. FWIW, la mejor OMI de cambio de 10 velocidades es de los viejos Dura Ace RD7800.
@AndrewHenle en mi experiencia, cambiar con el 9sp Deore RD fue sustancialmente mejor que con Ultegra 6600 o 105 5600 10sp RD y el 24T en la parte delantera. Con los RD de carretera, la cadena se caía y necesitaba un receptor. Creo que la clave aquí es que si está ejecutando un MTB RD con brifters, está haciendo algo fuera de las especificaciones para un grupo de carretera en ese punto, es un truco. Ciertamente no se puede comparar con un doble de carretera moderno de 11 velocidades, o con un doble de carretera de 10 velocidades, o incluso con un triple de carretera estándar de 10 velocidades, todos funcionan según las especificaciones... por supuesto, los cambios son peores. Pero la MTB RD es mejor con esa capacidad.
@Ivan, gracias, estoy comenzando con Sora de 9 velocidades en todas partes con una caja larga RD (no muy diferente de la MTB RD de 9 velocidades en mi rígida, que puse en el tourer por un tiempo). Eso suena como cuando reemplazo los platos de todos modos, podría considerar un 28.
@ChrisH si se trata de una manivela Sora FC-3403 o FC-3503, es una abuela de 74 mm y puede llegar hasta 24T. Entonces se reduce a la capacidad. RD-3400-GS = 37, RD-3500-GS = 41. La capacidad de RD-M591-SGS es 45, por lo que le da un poco más de espacio. Capacidad en la mía, 50-24=26 + 30-12=18 = 44. Así que necesito la MTB RD. 50-28=22, por lo que con la 3500GS le quedarían 19 para el casete, por lo que un 11-30 funcionaría bien con la 3500-GS. Si quisiera más que eso, ya sea en la parte delantera o trasera, sería mejor con una MTB (SGS) RD.

Hay un límite a la cantidad de tensión a la que se debe someter una cadena determinada. Los platos más pequeños aumentan esa fuerza: el brazo del pedal y el plato forman una palanca, y cuanto más pequeño sea el plato (y más largo el brazo del pedal), más fuerza se aplicará a la cadena dada una fuerza fija en el pedal. Lo que podría estar ganando en términos de tamaño y peso del plato y del casete sería una compensación en el desgaste de la cadena y la disminución de la confiabilidad.

Por ejemplo, la mayoría de las cadenas de bicicletas parecen soportar 1000 kg de carga estática antes de romperse. Esto es nuevo, y no en el ángulo de hasta 5 grados que la cadena puede tener entre el casete y los platos, por lo que debe aplicar menos fuerza que esta, pero da un límite superior.

Si tomas un ciclista de 150 libras, cuyas piernas pueden empujar hacia abajo y tirar hacia arriba con una fuerza de más de 200 libras cada una (hacia abajo será mayor que hacia arriba, pero muchas personas pueden hacer press de banca con más de 400 libras, así que sospecho que no es una estimación irrazonable), y pon ellos en pedales automáticos (para que puedan tirar hacia arriba) en una manivela de 170 mm, con un plato de 26 dientes, luego no se mueven sino que simplemente se mantienen quietos, aplicando la fuerza, pueden poner más de 1,000 libras de fuerza en la cadena.

Eso es poco menos de la mitad del límite de 1000 kg de la cadena. Ahora bien, si coloca a ese ciclista en un camino lleno de baches, de pie, corriendo, entonces puede estar acercándose o excediéndolo con fuerzas dinámicas.

Si tienen un engranaje que coloca la cadena en un ángulo extremo y la cadena está desgastada, tarde o temprano fallará, ya que continúa desgastándose bajo las tensiones extremas. Si intenta cambiar de marcha mientras está bajo tanta presión, puede romper incluso una cadena nueva.

No creo que sea una consideración importante, pero el ciclista hipotético anterior no es un atleta de élite: la mayoría de los ciclistas regulares que usan pedales automáticos podrían producir una tensión excepcional en la cadena con un plato demasiado pequeño si realmente lo intentan.

Pero más allá de eso, no es tanto una cuestión de fracaso sino de desgaste. Cuanto mayor sea la fuerza que ejerza sobre la cadena, más rápidamente se estira y distorsiona, y más rápidamente se desgastan los platos y los piñones.

También es una gran razón para preferir una cadencia alta a un pedal fuerte.

Si elige seguir esta ruta, simplemente tenga en cuenta el mantenimiento adicional que causa el estrés adicional y la disminución de la confiabilidad bajo tensión que podría conducir a una falla.

¡Eso tiene mucho sentido! No había pensado en el plato como una palanca de esa manera. Esta es una buena consideración.
Si bien es cierto que los platos más pequeños significan más tensión en la cadena, las cadenas pueden soportar mucha más tensión de la que puedes aplicarles mientras conduces. No se puede romper una cadena usando un plato pequeño. Sin embargo, la tensión añadida y el tamaño reducido del plato/piñón aumentan significativamente el desgaste de los platos/piñones.
Si esto fuera un problema, entonces los platos y bielas mtb (como 36/22) o los triples de carretera nunca habrían existido.
@cmaster 'No puedes romper una cadena usando un plato pequeño' bueno, no uno nuevo. Las relaciones de transmisión más bajas y la mayor fuerza en la cadena deben aumentar la probabilidad de que la cadena se rompa a medida que se desgasta.
¿No sería correcto decir que para poner una cierta cantidad de par en la rueda trasera tienes que poner esa cantidad de presión en la cadena? Para mantenerlo de manera diferente, en una relación de transmisión determinada, aplicará la misma tensión en el cambio para una cantidad determinada de fuerza, independientemente del tamaño de la rueda dentada delantera y trasera.
@BillK No. Definitivamente no. El par es la longitud del brazo de la palanca de tiempo de fuerza. Para entregar el mismo par a la rueda trasera con la mitad del tamaño de la rueda dentada (= longitud de la palanca), debe aplicar el doble de fuerza en la palanca. Entregas esa fuerza con la cadena.
@BillK O, dicho de otra manera: el poder es fuerza por velocidad. Si tiene la misma relación de transmisión, pero la mitad del tamaño de la rueda dentada/plato, la cadena se mueve a la mitad de la velocidad. Para entregar la misma potencia a la rueda trasera, se necesita el doble de fuerza en la cadena. No importa de qué manera lo mires físicamente, siempre llegas a la conclusión de que la tensión de la cadena es inversamente proporcional al tamaño de la rueda dentada/plato.
¡Fuerza x velocidad tiene mucho sentido! Gracias, quedo corregido.
@cmaster Con platos regulares, es poco probable que un ciclista promedio provoque una falla, pero esta pregunta se refiere a platos inusualmente pequeños, que producen una fuerza exponencialmente mayor que los platos promedio. Además, se trata menos de fallas que de desgaste y confiabilidad. He agregado un ejemplo y una explicación adicional a la respuesta, espero que aclare mi afirmación.
@AdamDavis Nitpick: Es inversamente proporcional, no exponencial. El par es un simple valor multiplicativo de la longitud de la palanca y la fuerza aplicada. --- Con respecto a tu ejemplo, eso es un poco extremo, en mi humilde opinión. Si tratas de sostener fuerzas tan extremas, estás jugando con tus rodillas, duro. Siempre usaría el peso del ciclista como un límite superior sensato: es lo que cualquier ciclista puede alcanzar fácilmente cuando comienza desde una parada, y las personas que usan pedales automáticos generalmente saben que prefieren una cadencia alrededor de 90 rpm para limitar la fuerza que necesitan para usar.
@cmaster Sí, no debería haber usado exponencial. En cuanto a si el ejemplo es extremo, sí, lo es. Solo tiene la intención de proporcionar un ejemplo o una forma de pensar sobre platos más pequeños para demostrar el posible problema. Una vez más... poner tanta fuerza en él no es el punto, ni es el fracaso inmediato. El hecho es que ejercerá más fuerza sobre la cadena que la diseñada y es una de las muchas razones por las que los platos más pequeños no son comunes. Aumentan el desgaste y disminuyen la confiabilidad. Si haces esto, tenlo en cuenta en tu plan de mantenimiento.

Para las bicicletas de carretera, las bielas subcompactas tienen un círculo de pernos de 110 mm de diámetro. El plato más pequeño que cabe es el de 34 dientes. Hay bielas con círculos de pernos más pequeños y anillos de cadena pequeños disponibles, pero la selección es limitada. Su 42/26 propuesto está disponible en bielas de bicicleta de montaña, pero combinarlo con cassettes de carretera es un desafío. Las líneas de la cadena y las proporciones de tracción difieren entre las bicicletas de carretera y de montaña. Muchas personas sienten que 42-11 no es lo suficientemente alto para la proporción más alta. No necesito 50-11, aunque los fabricantes parecen pensar que todo el mundo lo necesita, pero no me gustaría que mi marcha superior estuviera por debajo de 46-11 o 50-12. Hay muchos corredores más rápidos que yo que quieren 50-11.

Sí, creo que las bielas Rene Herse son de 70 mm bcd frente a los 110 mm estándar o los 74 mm de montaña, lo que te permite bajar a 24T. Creo que podrías considerar estas bielas como "carretera" debido al bajo factor q. Velo Orange tiene un juego de bielas bcd de 50.4 mm, pero no creo que vendan platos pequeños para acompañarlo, solo reemplazo 30T.
Tienes razón en que un plato de 34t (redondo) es el más pequeño que cabe en algo con un 110 BCD. Sin embargo, creo que este BCD se llama un juego de bielas compacto, no un subcompacto. Creo que los juegos de bielas subcompactos tienen un BCD más pequeño, por ejemplo, el Shimano GRX tiene un BCD interno de 80 mm, o a veces los fabricantes pueden modificar el plato o la araña para acomodar un plato más pequeño en un BCD de 110 mm (juegos de bielas Praxis y, en cierto sentido, platos ovalados también encajarían en esta descripción).
¿Por qué la gente usa casetes más grandes para engranajes más bajos cuando en su lugar podrían usar platos más pequeños?
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