Pourquoi la plupart des engins de vélo sont-ils conçus pour avoir autant de chevauchements?

Pour les motos avec dérailleur avant, j'ai remarqué que les rapports de démultiplication de la plupart des vélos ne sont pas linéaires, et il existe un "chevauchement" étrange entre ces rapports de puissance lorsque vous passez d'un rapport avant à l'autre.

OK, c'est difficile à expliquer, mais ce graphique montre ce que je veux dire:

Ce n’est qu’un exemple et les ratios réels peuvent varier, mais cela illustre certains problèmes extrêmement courants:

• Les ratios ne sont pas régulièrement espacés
• Pour descendre dans tous les rapports, du plus élevé au plus bas, vous devrez changer de vitesse plusieurs fois en avant tout en passant simultanément à l’arrière.
• Beaucoup de ces engins sont si proches qu'ils sont redondants.

Donc, je suis juste curieux: pourquoi les engrenages sont-ils configurés de cette façon?

Le chevauchement des gammes de rapports disponibles avec chaque plateau vous évite d'avoir à utiliser autant votre dérailleur avant. En fonction de votre compréhension et de vos attentes vis-à-vis du terrain et des conditions à venir, vous choisissez un plateau qui vous donne accès à un ensemble utile de ratios plus durs et plus faciles.

Les rapports de cassette sont espacés pour obtenir une différence de pourcentage vaguement cohérente entre les engrenages adjacents, avec des limites que vous ne pouvez pas avoir avec des fractions de dent et pour déplacer en douceur la poulie supérieure du dérailleur a une distance minimale et maximale des dents, de sorte que La géométrie du dérailleur doit déplacer la poulie dans un arc qui fait écho à l'arc de la cassette.

Avoir des rapports plus rapprochés signifie que lors de l'accélération, vous n'avez pas à «passer» d'une vitesse à l'autre pour éviter de vous «embourber» dans la vitesse supérieure, et lorsque vous grimpez, vous ne perdez pas votre élan avec une perte soudaine de résistance à chaque changement. descendre une vitesse.

Alternative 1: engrenages de moyeu internes

par exemple, Rohloff 14 vitesses, Shimano Alfine & Nexave 11,8 ou 7 vitesses. Peu d'entretien mais lourd et rendre le démontage et le montage de votre roue arrière plus difficile.

Alternative 2: configuration VTT à un seul plateau avec une cassette grand format

Les systèmes à 10 et 11 vitesses sont disponibles avec le plus petit pignon de 9, 10 ou 11 dents et le plus grand pignon entre 40 et 50 dents, pour une différence de rapport global de 4: 1 à 5: 1 la plus facile. Le dérailleur doit être conçu pour un angle de cassette plus raide. Vous pouvez utiliser une extension de suspension (par exemple, le GoatLink) pour le descendre afin de dégager le plus grand pignon, mais dans les engrenages les plus durs, la poulie supérieure peut être trop éloignée des dents. bien décaler.

Les ratios ne sont pas régulièrement espacés

En fait, si vous regardez votre diagramme et que vous excluez le plus petit et plus grand pignon de la cassette, les engrenages sont plus ou moins uniformément espacés. Le manque d'uniformité est un artéfact de l'exigence de ratios en nombres entiers. Bien sûr, remplacer le cog 15 t par un cog 14,5 t donnerait un meilleur espacement entre les 17 t et 13 t, mais il n’existe pas de cog 14,5 t.

En règle générale, vous n'utilisez pas le plus petit pignon, sauf avec le grand anneau ou le plus grand pignon sauf avec le petit anneau. C'est ce qu'on appelle le chaînage croisé et cela place la chaîne dans un angle délicat où elle a tendance à frotter contre le dérailleur avant et est généralement inefficace, et il serait préférable d'utiliser un autre anneau.

Pour descendre dans tous les rapports, du plus élevé au plus bas, vous devrez changer de vitesse plusieurs fois en avant tout en passant simultanément à l’arrière.

Ce n'est pas ainsi que vous utilisez les engrenages de dérailleur. Plutôt que de penser à une séquence de 21 vitesses, vous devriez penser à trois séquences de sept. Chaque fois que vous manquez de vitesse dans une série, vous passez au prochain plateau et réglez la vitesse arrière d'un couple pour compenser. Donc, dans la pratique, passer à la vitesse supérieure ressemblerait à quelque chose comme ça (lire de gauche à droite, de haut en bas, comme d'habitude)

28:28 28:24 28:20 28:17 28:15
                  38:17 38:15 38:13
                        48:15 48:13 48:12.

Notez que, sauf si vous passez simultanément devant et derrière, passer de 28h15 à 38h15 impliquera de passer un moment à 38h15 ou à 28h17. Je ferais les deux changements tout en tournant les pédales sans y mettre de puissance, de sorte que l'ordre dans lequel les changements se produisent n'a pas d'importance.

Revenir en arrière ressemblerait probablement à quelque chose comme

48:12 48:13 48:15 48:17 48:20
                  38:17 38:20 38:24
                        28:20 28:24 28:28.

Notez que seulement environ la moitié des combinaisons possibles sont utilisées dans chaque modèle de poste. En passant, vous ne voudriez pas apprendre ces séquences: c’est ce qui se passe lorsque vous changez à l’arrière si possible, et vous ne changez à l’avant que lorsque vous en avez besoin.

En pratique, si j'accéléais d'un arrêt, je serais beaucoup plus susceptible de changer un dérailleur à la fois et de faire quelque chose comme:

38:20 38:17 38:15             (accelerating fairly hard)
            43:15 48:13 48:12 (taking it easier; the first of
                               these is a big jump in ratio)

Beaucoup de ces engins sont si proches qu'ils sont redondants.

C'est le même malentendu que ci-dessus.

Autrefois, à l'époque des dix vitesses, les comptages de dents étaient choisis avec soin de manière à pouvoir passer d'une "demi-vitesse", par exemple en déplaçant les deux roues arrière vers la droite et en déplaçant les dents avant la gauche. Une telle conception permettait d’affiner le rapport de démultiplication tout en permettant aux engrenages de couvrir une large plage.

Cependant, lorsque les arrières atteignaient 6, 7, 8, 9 et 10, et que les avants passaient à trois, cette conception était non seulement incroyablement difficile, mais elle était également déroutante et inutile: le simple fait de basculer l'arrière vers le haut et le bas était aussi fin un contrôle comme la plupart des cyclistes avaient besoin.

Le chevauchement des rapports de transmission disponibles avec chaque plateau est principalement une conséquence des aspects pratiques de la construction d’un système de dérailleur. Par exemple, combien de pignons et quelles tailles peuvent être adaptés sur le moyeu arrière et sur la manivelle, mais cela a également des conséquences utiles.

En utilisant l'exemple que vous avez donné ci-dessus, la cassette ne comporte que 7 pignons et une gamme de tailles étroite: 12-28. En choisissant une taille de plateau qui donne des rapports utiles pour la plupart des conditions de conduite - 38 dents, nous manquons de rapports trop bas et trop élevés, nous devons donc ajouter des plateaux plus petits et plus grands pour les obtenir, ce qui entraîne beaucoup de chevauchement des rapports. Deux plateaux auraient pu être utilisés, mais cela impliquerait que le coureur change constamment de plateau lorsqu'il utilise les rapports de démultiplication "intermédiaires" les plus couramment utilisés.

La technologie du dérailleur s’est améliorée, il est possible d’ajouter davantage de pignons à la cassette arrière, avec une gamme de tailles plus étendue. Cela permet de disposer de deux plateaux, car ils peuvent tous deux couvrir les rapports de transmission «intermédiaires» les plus couramment utilisés.

L'extension logique de cette progression est bien sûr les configurations «1x» apparues ces dernières années.

Les petits écarts vous permettent de pédaler à un rythme adapté à vos jambes et à votre vitesse.

Après avoir brisé un câble de train arrière, j'ai récemment parcouru plus de 70 km sur une large transmission 3 vitesses. C'était assez difficile (mais j'étais très content d'avoir 3 plateaux). J'ai continué à vouloir un rapport un peu plus haut ou un peu plus bas, mais je n'avais que beaucoup plus haut / bas.

Vous ne voulez pas non plus avoir à changer un peu en descendant un plateau et en remontant tous vos pignons, si vous montez une colline.