Välitykset

[jori]

Sitten kun Jorin laskutoimitus tuodaan todellisuuteen jossa on myös suhteellisen pitkiä osuuksia tasaistakin osuutta, vaikka se tunti tasaista ennen seuraavaa mäkeä, käykin se tasaisen sitkuttaminen kurjaksi sillä 8kmh ylämäkeen soveltuvalla välityksellä.

Tästä pääseekin lopputulemaan, että kyllä vaihtelevassa maastossa muutama vaihde hyvä olisi vähintään olla. Jos pyörästä löytyisi yksi vaihde ylämäkeä- vastatuulta- tasaista ja myötätuulta varten, ollaan jo lähellä mukavaa pylräilrmistä vaihtelevissa olosuhteissa.

Pitkillä kammilla kadenssidynamiikka on jäykkää. Mahdolliset kadenssit pyörivät 40 - 100 välillä. 120 hytkyttää jo koko ajoneuvoa.

Tuossa laskelmassani osoitin, että 2,5 metrin välityksellä mukavasti sitkuttaa myös 5% mäen ylös 60 kadenssilla, mutta tasaisella pitääkin sitten kadenssin nousta 120 paikkeille. Tämä ei ole pitkillä kammilla enää mitenkään miellyttävää, mutta lyhyillä kammilla tuo 120 kadenssi on aivan normaali nopeus, eikä 150, jopa 200 ole lasten kammilla mitenkään mahdoton nopeus. Jos 60 pääsee nousemaan mäet 8 km/h, voi samalla välityksellä tarpeen tullen ajaa tasaisella ja loivassa alamäessä sen 27 km/h 205 kadensilla. Alamäessä voi mainiosti huilata. Nopeuksien suhde 3,43.

Edellinen laskelma pätee pienitehoisille polkijoille. Kun polkemisteho kasvaa, pienenee vaihteiden välitysalueen tarve vieläkin pienemmäksi. 450 W polkijalla 5% ylämäki menee 22 km/h nopeutta ja alamäessä samalla teholla polkemalla 63,5 km/h. Nopeuksien suhde 2,89.

Tämä haluaa sanoa, että vaihteet ovat tarpeen, kun halutaan maksimoida etenemisnopeus, mutta niiden vaikutus kokonaismatka-aikaan ei ole kovin suuri. Paljon pienempi, kuin tavallisesti kuvitellaan. Lisäksi se kertoo sen, että matkan kokonaisajan, tai keskinopeuden kannalta pienillä vaihteilla on paljon suurempi merkitys kuin suurimmilla, joiden vaikutus loppuaikaan on marginaalinen. Erhe on päässyt muodostumaan (taas kerran) kilpapyöräilijöiden vaihteista. Nämä kun ajavat toistensa peesissä ja suuret nopeudet ovat näin huomattavasti merkittävämpiä matkan edistäjiä kuin yksin matkaa taittavilla.

[Polkumies]

Vaikka suuret nopeudet ovat ajallisesti pieni osa matkasta, ovat ne ainakin minulle suuri osa huvista. Kun tulee viimein se reitin silein pätkä suoraa asfalttia, niin täytyyhän sitä nopeuden nousta vähintään neljäänkymppiin. Silloin nojakki vasta alkaa kunnolla liikkua ja muut pyöräilijät liikkua taaksepäin.

[jori]

Vaikka suuret nopeudet ovat ajallisesti pieni osa matkasta, ovat ne ainakin minulle suuri osa huvista. Kun tulee viimein se reitin silein pätkä suoraa asfalttia, niin täytyyhän sitä nopeuden nousta vähintään neljäänkymppiin. Silloin nojakki vasta alkaa kunnolla liikkua ja muut pyöräilijät liikkua taaksepäin.

Siksi kirjoitin tuolla aiemmin:"Pyöräilijän käyttämien vaihteiden välitykset määräytyvät hyvin pitkälle käytettävissä olevan tehon ja sen pysyvyyden mukaan."

Tuollainen huvittelu vauhdilla tekee näistä matkan nopeasti ohi menevistä kohdista vieläkin nopeammin ohi meneviä. Ja vie voimia, matka-aikaan eniten vaikuttavien, hitaiden kohtien läpi sinnittelyltä. Tyypillistä nuoren ihmisen käytöstä.

Tavallisestihan pyörän kiinteä välitys valitaan juuri tuolla periaatteella: viis matka-ajasta, kunhan myötätuuliseksi sattuvassa alamäessä pääsee kovaa. Viis siitä, että tuolla välityksellä hitaissa ylämäki- ja vastatuulikohdissa menee sekä aikaa, että voimat.

Kun sitten huomataan ylipitkän välityksen haitta kokonaismatka-aikaan, keksitään pyörään lisää vaihteita. Ei paha sekään, mutta ei mitenkään välttämätön lisäkustannus.

[Polkumies]

Mutta väittäisin, että nopeuden kasvaessa huvin määrä lisääntyy enemmän kuin matka lyhenee. Nopeuden tuplaaminen kahdestakympistä neljäänkymppiin puolittaa matkaan menevän ajan, mutta varmasti yli tuplaa huvin per aika. Kokonaishupi siis lisääntyy.

[Polkumies]

Minimivaihteisto, johon voisin luomupyörässä tyytyä: 3 vaihdetta 50% hyppäyksin, eli esim. sellainen 3v napa, jossa olisi välitykset 1:0,67, 1:1 ja 1:1,5. Nexus 3:n vaihdeskaala on liian pieni. Sähköavulla se voisi riittää.

[jori]

Minimivaihteisto, johon voisin luomupyörässä tyytyä: 3 vaihdetta 50% hyppäyksin, eli esim. sellainen 3v napa, jossa olisi välitykset 1:0,67, 1:1 ja 1:1,5. Nexus 3:n vaihdeskaala on liian pieni. Sähköavulla se voisi riittää.

Juuri noin se on. Tuosta kolmivaihteisestasi löytyy kokonaisvälitysalue 1,5:0,67=2,34. Napavaihteisissa välitysalueet ovat tätä pienemmät, paitsi yli viisivaihteisissa, joissa tuo vaatimus tulee täyteen, mutta hyötysuhde heikkenee ja paino kasvaa.

Ihanteellinen olisi tosiaan pyörä, jossa olisi kolme suoraa ketjuvaihdetta ja kokonaisvälitysalue kolmen paikkeilla.

Sähköavusteisena välitysalueen tarve pienenee dramaattisesti. Käytännössä sähköavusteisilla ajetaan jatkuvasti suurimmalla vaihteella, mikä on tietysti mahdollista ja jopa helppoa, mutta kuumentaa moottoria ja kuluttaa turhaan akkuja sähkömoottorin heikon hyötysuhdealueen takia.

[Vilijami]

Yhdellä takarattaalla ja kolmella eturattaalla saa tuon laajan skaalan kolmivaihteisen.

[Polkumies]

Yhdellä takarattaalla ja kolmella eturattaalla saa tuon laajan skaalan kolmivaihteisen.

Siinäpä jännä idea Mietin ensin että ketju ehkä tippuu takarattaalta ilman takavaihtajaa, mutta pitäähän se kiristäjä olla kuitenkin, vieläpä isolla liikkeellä, jos edessä olisi rattaat esim 50-32-22.

[Vilijami]

Laitetaanpa retrodirect tähän muistutukseksi. Kaksi vaihdetta ilman vaihtajia.

[Polkumies]

En meinannut aluksi tajuta, mutta sitten katsoin videota pidemmälle. Miltähän tuntuu polkea takaperin yhtään isommalla voimalla

[Vilijami]

Kokeile. Ketju vain ristiin nykyisessä pyörässäsi.
https://www.retrodirectbike.com/

[jori]

Yhdellä takarattaalla ja kolmella eturattaalla saa tuon laajan skaalan kolmivaihteisen.

Siinäpä jännä idea Mietin ensin että ketju ehkä tippuu takarattaalta ilman takavaihtajaa, mutta pitäähän se kiristäjä olla kuitenkin, vieläpä isolla liikkeellä, jos edessä olisi rattaat esim 50-32-22.

Saattaa silti olla kevyempi rakenne toteuttaa tuo myös kolmella takarattaalla. Ketjun kiristysvaraa ei tarvita juuri mitään ja ketjuvälitykset käyvät täysin suorana kaikilla kolmella vaihteella.

Oletetaan eturattaiksi vaikkapa 22-28-40, jolloin taakse tulisivat 32-26-14. Välitykset olisivat 0,68 - 1,07 - 2,85. Kokonaisvälitysalue 4,16.

Ketjulle tarvitaan kiristysvaraa reilu 2 mm akselivälillä.

[jori]

Kokeile. Ketju vain ristiin nykyisessä pyörässäsi.
https://www.retrodirectbike.com/

Tällä foorumillakin löytyy retrodirect hakusanalla juttuja. Työkaveri yliopistolla sellaisen rakensi. Ihan hyvä pyörä muuten, mutta yllättävän paljon haittaa, ettei tuota ole mahdollista työntää yhtään takaperin. Takapyörä on taaksepäin lukossa, kun ketju eturattaan molemmilta puolilta menee takarattaan yläpuolelle.

Toinen ongelma tuossa on, että takaperin pidempiä periodeja polkiessa polkimen kierre pyrkii aukeamaan ja polkimet putoavat pois.
Tässä yksi noista "retrodirect" linkeistä. https://www.nojapyorafoorumi.fi/viewtop ... 271#p12271

[Jarcco]

Tein testin, ajoin peräkkäisinä päivinä saman tunnin vakiolenkin ensin yksivaihteisella Vaeltajalla ja sitten Jive- nojakilla (FWD SWB, 21 vaihdetta). Keskinopeudessa oli eroa nojakin eduksi vain 0,5 km/h, yllättävän vähän. Laskeskelin että Vaeltajalla kadenssi oli 65 rpm. Välitys on 46/22, joka vastaa 4,7 m/r. Putkelle pitää nousta aika pienessä mäessä, joten välitystä voisi tiuhentaa. Toisaalta seisaaltaan saa irti enemmän tehoa ja takapuolikin saa elpymistauon satulasta. Tällä pyörällä ajelen enintään 20 km lenkkejä. Pidemmällä matkalla monivaihteisten edut ovat selvät, kuten nojapyöränkin.