¿Por qué los engranajes mínimos de IGH se expresan como relaciones que no dependen del tamaño de la rueda?

Lo que te impulsa hacia adelante es la fuerza, no el torque. Una rueda pequeña requiere poco par para generar una fuerza determinada, mientras que una rueda grande requiere más par para generar una fuerza determinada.

Por lo tanto, en una rueda pequeña como una Brompton, usaría un plato grande y una pequeña rueda dentada en la parte trasera para crear un par bajo a alta velocidad. En una fatbike de 27,5", usaría un plato pequeño y una rueda dentada grande en la parte trasera para crear un par alto a baja velocidad. El más problemático para el buje de cambios es el plato pequeño y la rueda dentada grande en la bicicleta con ruedas grandes.

Lo que tú como ciclista ves es fuerza. Lo que ve el cubo es torque. El cubo solo puede soportar una cierta cantidad de par. Por ejemplo, para Rohloff asumen que el par en el cubo nunca supera los 130 Nm. Sin embargo, con una relación piñón/plato de 1:2, un ciclista de 110 kg que usa pedales automáticos (así tirando hacia arriba del pedal trasero a 25 kg) y tirando hacia arriba del manillar a 20 kg cuando corre, crearía fácilmente 300 Nm en las bielas de 170 mm y, por lo tanto, 150 Nm en el buje.

El momento más difícil que está teniendo un buje es en una bicicleta de ruedas grandes. Una bicicleta de rueda pequeña normalmente aplica un par más pequeño en el buje debido a la diferente relación entre el tamaño de la rueda dentada y el plato. Los tamaños de las ruedas de bicicleta van hasta aproximadamente 27.5 "fatbike, no verá ruedas más grandes en ningún otro lugar, excepto quizás penny farthings que no usan cubos dentados. 27.5" fatbike no es muy diferente de, por ejemplo, 28 "(asiento de talón de 622 mm) bicicleta de ciudad o bicicleta de carretera Sin embargo, las bicicletas para niños y las bicicletas plegables especiales usan ruedas muy pequeñas.

También tenga en cuenta que el par en el buje solo depende del peso del ciclista, la fuerza del ciclista, el estilo de conducción, la longitud de la manivela y la relación entre la rueda dentada y el plato. El tamaño de la rueda no importa. Entonces, por ejemplo, con la misma relación de piñón a plato de 1: 2, el velocista fuerte podría correr en un Brompton, por ejemplo. Entonces crearía demasiados 150 Nm en el centro si el velocista puede usar los manillares Brompton de manera tan eficiente como las barras de caída. El engranaje sería muy bajo, por lo que para proporcionar cualquier "resistencia" al pedaleo, los 150 Nm podrían lograrse de manera más razonable al correr en una cuesta empinada. En un terreno llano, es posible que no sea posible lograr los 150 Nm en el buje porque la bicicleta aceleraría tan fuerte por debajo del ciclista que el ciclista no podría mantener la fuerza máxima en los pedales.

Ah, y también después de leer la pregunta por segunda vez más detenidamente: sí, puede usar 8.5 pulgadas de engranaje en Brompton. Puedes usar cualquier cosa más grande que eso. No puede usar nada por debajo de 8.5 pulgadas de engranaje. Creo que es evidente que no lo ajustará a menos de 8,5 pulgadas de engranaje.

Cuanto más bajo es el engranaje, más par de torsión ve el cubo. Por lo tanto, no son las marchas altas lo que la regla intenta evitar que uses. Son marchas bajas.

La bicicleta se impulsa desde la transmisión, no desde la llanta.

Suponga el peor de los casos: la rueda está congelada en su lugar y el ciclista está presionando los pedales. La fuerza de tensión de la cadena aquí es independiente del tamaño de la rueda. El torque que ven las partes internas del cubo es una función solo de la fuerza de tensión de la cadena y el radio de la rueda dentada.

Si, en cambio, fuera la rueda la que aplicara torque al buje, entonces sí, el tamaño de la rueda sería importante; la misma fuerza en la llanta genera diferentes torques dependiendo del radio de la rueda.