¿Cuál es la eficiencia de los engranajes de buje en comparación con los desviadores?

Mucho depende del piloto y de lo que se entienda por eficiencia .

Es fácil mantener un engranaje de buje funcionando bien durante años, pero un desviador sin mantenimiento se volverá ineficiente muy rápidamente. Un engranaje de buje permite que la cadena esté completamente encerrada, para todos, excepto para los ciclistas más dedicados; una cadena cerrada será más eficiente ya que estará más limpia y mejor engrasada.

Una cadena cerrada le permite llegar al trabajo con paños limpios y sin necesidad de cambiarse, lo que puede ahorrar mucho tiempo. No tener que perder tiempo ajustando un desviador o limpiando su cadena también aumenta la eficiencia de su vida. Sin embargo, lleva más tiempo quitar la rueda si tiene engranajes de buje y una cadena cerrada.

Eficiencia del cambio de marchas. Esto es más importante en ciudades con muchos semáforos en los que detenerse. Con un desviador, debe cambiar antes de detenerse, o empezará con una marcha alta. Con un IGH, puede olvidarse de cambiar de marcha mientras frena y simplemente seleccionar la marcha adecuada para la siguiente aceleración un segundo antes de empezar a pedalear. Es una gran diferencia para un viajero, irrelevante para un corredor.

Personalmente pienso en una bicicleta de carretera:

• Los engranajes de buje son más eficientes si desea usar una bicicleta para hacer muchos viajes cortos como parte de su vida diaria .
• Pero los desviadores son más eficientes si consideras que ir rápido en una bicicleta es muy importante y estás dispuesto a poner el trabajo necesario en la bicicleta para mantenerla en muy buen estado de mantenimiento.

(También me gustan los frenos de buje por la misma razón)

En 2001, Kyle y Berto publicaron una comparación de la eficiencia mecánica de varias configuraciones de desviador y bujes con cambio interno en Human Power, que puedes encontrar aquí . Entre los sistemas probados se encontraban un sistema de cambio Shimano MTB, un buje Sturmey-Archer de 3 velocidades, el buje Shimano Nexus de 7 velocidades y el buje Rohloff de 14 velocidades. Se sabe (ahora) que los sistemas de cambio de MTB son menos eficientes (más pérdidas) en términos de transmisión de potencia que los sistemas de cambio de "bicicleta de carretera". En particular, observe la fig. 12 en el enlace citado, que compara la eficiencia promedio en tres niveles diferentes de potencia para el sistema de cambio interno y MTB. Spicer (2000)ha medido la eficiencia de transmisión de potencia de un sistema accionado por cadena ideal en alrededor del 98 %, por lo que se espera que sea la máxima eficiencia.

Depende del modelo que obtenga, pero la eficiencia es generalmente comparable. Los desviadores que están en muy buenas condiciones y correctamente lubricados serán más eficientes, pero marginalmente, y con frecuencia serán menos eficientes debido a las condiciones del mundo real.

Al menos eso es lo que dice la wiki:

http://en.wikipedia.org/wiki/Hub_gear

Tengo una bicicleta de carretera con un desviador de 3x9, una bicicleta más pequeña con un nexo de 7 velocidades y una Brompton que en realidad tiene un buje Y un desviador para una marcha baja/alta. Las otras consideraciones (tamaño de los neumáticos, presión, etc.) probablemente importen mucho más que la marcha. Para cambios y mantenimiento fáciles, cubos, sin duda.

Los centros más nuevos generalmente se consideran más eficientes (Shimano Alfine vs Nexus, ese tipo de cosas). Además, Shimano tiene una velocidad 11 que tiene un tipo de lubricante diferente al habitual y se supone que tiene una eficiencia mejorada, pero no creo que sepamos mucho hasta que salga.

Luego está el Rohloff. Demasiado caro para comprar, pero muestra lo que un buen centro puede lograr:

http://hubstripping.wordpress.com/speedhub-rohloff/

Digamos que en los Países Bajos, donde la mayoría de las bicicletas se utilizan como medio de transporte personal, la gran mayoría de los engranajes son engranajes de buje. La razón principal es su muy bajo mantenimiento y, por supuesto, el hecho de que obtienes una cubierta de cadena adecuada. Para uso como medio de transporte

En general, depende del buje y del ciclista. Mi intuición y mi experiencia con las dos bicicletas con engranajes de buje de 3 velocidades que tengo (bujes SRAM y Nexus) me sugieren que no se sacrifica mucha energía de pedaleo.

No sé cuánto se pierde, pero definitivamente hay algo. Pierdo velocidad más rápidamente con mi hub (Nexus 7) que con un diseño de rueda libre. Esto se confirma girando la manivela en un soporte de afinación y viendo cuánto más rápido deja de girar la rueda que con una rueda libre.

De manera similar, en el soporte de afinación, si giro lentamente la manivela hacia atrás, la rueda comenzará a girar hacia atrás, lo que nunca sucede con una rueda libre (o al menos en mucha menor medida).

Ambos me dicen que el cubo está creando un poco más de resistencia interna que los cojinetes y el mecanismo de trinquete en una rueda libre.

El gráfico publicado anteriormente indicaría que los cubos internos pueden perder un 2,5 % de eficiencia en comparación con un desviador.

Eso y el peso ligeramente más alto son probablemente la razón por la que todos los corredores usan desviadores.

Hubo un estudio reciente realizado sobre esto por la revista FahrradZukunft, que está muy bien resumido en este excelente artículo. Los resultados se resumen en el siguiente gráfico:

La línea de color rosa oscuro representa una transmisión de una sola velocidad que tiene una eficiencia de alrededor del 97 % (una cifra típica citada para un sistema de desviador es ligeramente inferior al 95 %).

Como puede ver, la eficiencia de los engranajes del buje depende de la marcha en la que se encuentre, ya que se puede acoplar una cantidad diferente de piezas móviles para cada uno. En general, el speedhub de Rohloff es el claro ganador, con el hub Nuvinci CVT en último lugar. Como dice el artículo, con una potencia de salida de 200 W, esto equivale a una diferencia de 22 vatios, lo cual es bastante significativo.

Personalmente, he encontrado que el arrastre de los engranajes del cubo es notable, si no enorme, pero es un precio que vale la pena pagar en una bicicleta de viaje durante todo el año, por ejemplo.

Solo puedo comparar los cambios básicos Shimano Acera y Deore (3x8) con el buje Rohloff de 14 velocidades, pero estas son mis observaciones relacionadas con la eficiencia. Hay una distinción aquí entre la eficiencia de pedaleo y la eficiencia de cambio de marchas . Voy a mencionar ambos porque no sé a cuál te refieres.

En el centro de Rohloff

• En la mayoría de las marchas, no se siente como si hubiera una pérdida de potencia de pedaleo en comparación con una bicicleta de piñón fijo de transmisión directa (subjetivo, lo sé). Los engranajes 7 y 12 hacen algo de ruido y parecen un poco menos eficientes.
• Siempre es imposible cambiar de marcha si hay una fuerza significativa en la cadena de transmisión.
• Se requiere una breve pausa de pedaleo para cambiar de marcha.
• Es posible cambiar a/desde cualquier marcha cuando está parado o en marcha libre.
• El cambio de pulgadas de engranaje entre engranajes es simple y predecible (aproximadamente el mismo porcentaje por clic).

en un descarrilador

• Parece que se pierde una pequeña cantidad de potencia de pedaleo en la rueda jockey. Esto es significativo solo si se ensucia o si una de las palancas de cambios está desalineada. Varios engranajes son ruidosos/ineficientes debido al ángulo de la cadena.
• Cambiar de marcha a veces es complicado si hay una gran fuerza en la cadena de transmisión. Depende de qué cambio se esté realizando, algunos son realmente fáciles y sencillos, otros necesitan algo de atención.
• No se requiere una pausa para pedalear rápido y suave para cambiar de marcha.
• Solo es posible cambiar de marcha al pedalear.
• Dos palancas de cambio significan que cambiar rápidamente a una marcha de longitud predecible es una habilidad que requiere un poco de reflexión.

YMMV, pero encuentro que el Rohloff es eficiente y fácil de usar. Lo usamos en un tándem, por lo que puede ser que la pausa necesaria al cambiar sea menos molesta en una bicicleta en solitario.

Sin embargo, también espero que un corredor experimentado pueda cambiar sus marchas de alta especificación mucho más rápida y eficientemente que cualquier cambio de buje y que esto podría significar que los descarriladores son la única opción para las carreras. Eso y el hecho de que parece que no puedes conectarlos a los brifters.

En mi experiencia de ~1 mes con el buje de cambio interno Deore (¿11 velocidades?) en comparación con los sistemas de desviador bien mantenidos de calidad y novedad comparables, el buje de engranaje interno tiene una cantidad notable de pérdida interna. Tenga en cuenta que esta prueba se llevó a cabo hace aproximadamente un año. Terminé devolviendo la bicicleta.

Primera prueba (pérdida de ralentí): gire la manivela varias veces y haga girar la rueda, vea cuánto tiempo continúa girando. Esto le dirá cuánta energía se pierde en el centro. En mi experiencia se nota la pérdida.

Segunda prueba (pérdida de potencia): utilizando una relación de transmisión similar, gire la manivela a una velocidad fija durante aproximadamente un minuto, tendrá una idea de cuánta energía se necesita para mantener las ruedas girando a un ritmo rápido y constante. Compare las dos entradas de energía.

Configuré la misma bicicleta eléctrica usando una unidad central Bafang de 1kw y un acelerador de pulgar. Corrí. 3 configuraciones de engranajes diferentes con las mismas relaciones de transmisión final. La primera configuración fue con un Shimano Nexus 8, la velocidad máxima fue de 43 mph. Lento. El segundo fue con un Sturmey Archer. Velocidad máxima 45 mph Lo corrí con un derallier y obtuve 49.5 mph. Las rpm máximas en el moyor fueron las mismas para los 3 con una batería llena. Esto es en realidad citar un gran cambio de %. Si bien solo parece un aumento de 4.5 mph, la energía requerida para ir a esas mph adicionales es bastante significativa. Recuerde duplicar su velocidad necesita 8 veces la potencia... por lo que 4.5 mph adicionales es probablemente más del 10 % más de potencia en la rueda en lugar de ser absorbida por el sistema de engranajes. Estoy de acuerdo en que son bonitos y ordenados, pero ahora construyo todas mis bicicletas eléctricas con derallier. Obtengo notablemente más millas por batería... ¡alrededor de un 10% más coincidentemente!

Hay varios estudios al respecto. Algunos los han citado. La respuesta objetiva es que los engranajes de cubo son generalmente menos eficientes que los desviadores.

Mi bicicleta del año pasado fue una Ridgeback World Journey, una bicicleta de turismo pesada de acero con un buje Alfine 8 y manillares de caída.

Este verano armé un tourer usando un Ridgeback Panorama Deluxe. Sigue siendo un turismo de acero pesado. No presté mucha atención al peso de los componentes.

Ambas bicicletas son muy similares, pero la Panorama es un desviador 3x9, la World Journey es Alfine 8. Efectivamente, la misma bicicleta con diferentes transmisiones.

Aquí hay una respuesta innumerable, pero aún objetiva. Con la bicicleta en un soporte, puedo hacer girar la rueda trasera y soltarla. La rueda del desviador seguirá girando durante mucho tiempo, el engranaje del buje se ralentizará rápidamente.

Respuesta subjetiva: la bicicleta con desviador anda mucho mejor. Al explorar una isla escocesa este verano, pude pedalear un poco y luego deslizarme durante mucho tiempo, incluso en llano. Nunca podría hacer eso en la bicicleta de engranajes de buje. Creo que podía sentir el arrastre.

Aparentemente, la diferencia general de peso de los dos sistemas de transmisión no es tan grande. Pero con el engranaje central, todo el peso está en la parte trasera. Cambié los neumáticos entre las dos bicicletas, por lo que en un momento me quitaron las dos ruedas traseras. Nuevamente innumerables, pero había una gran diferencia de peso. Creo que esta parte trasera pesada hace que la bicicleta se 'sienta' lenta.

Siempre he tenido bicicletas con engranajes de buje en el pasado. Parece una gran idea, y cambiar de equipo mientras está en papelería es útil. Combinado con frenos de rodillos, podría ser el viajero definitivo (tengo un Carrera Subway 8, que tiene exactamente esa configuración).

Pero tienen muchos inconvenientes:

1. El rango de engranajes será más estrecho que un conjunto de desviador. Puede que no importe dónde se encuentre, pero la marcha inferior no es lo suficientemente baja en mi Alfine.

2. Se sienten, para mí, 'lentos'.

3. La parte trasera es pesada, y si tiene alforjas traseras, MUY pesadas, lo que aumenta las posibilidades de pinchazos y necesita una mayor presión de los neumáticos.

4. Cambiar la rueda trasera por llantas planas es difícil. No puedes tener QR, y necesitas llevar algo para desenganchar el cable (al menos con Shimano). Por lo tanto, tiene más herramientas para llevar, específicamente una llave inglesa de 15 mm y una llave allen de 2 mm. En el soporte para bicicletas es un poco incómodo. En la oscuridad/lluvia sería un trabajo horrible. Es un trabajo horrible, lo he hecho.

5. Tiene opciones muy limitadas de cambiadores si desea utilizar barras desplegables.