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La symbiose d' un dérailleur et d'une boîte de vitesses

Comment améliorer l'ergonomie, la qualité et l'agrément du changement de vitesses? C'est la question que nous nous sommes posée avec notre équipe et nos pilotes. Nous en avons conclu que le plus gros potentiel d'évolution concerne les périphériques et en particulier la transmission. Les cadres sont aboutis. Ces dernières années, nous avons assisté à de grandes innovations en termes de poids, confort, performance et rigidité. Mais quasiment tous les VTT sont encore équipés de transmissions classiques. Ce principe existe depuis les années 30. Bien entendu, il y a eu des progrès mais qui s'apparentent plus à des évolutions qu'à des révolutions. Encore aujourd'hui, les riders traînent trois plateaux et dix pignons.

Les avantages du dérailleur et de la boîte de vitesses

Le dérailleur a néanmoins des avantages que nous souhaitons conserver sur notre projet 1.44². Le poids des systèmes est généralement faible, la chaîne est efficace et les pièces peuvent être remplacées aisément.
Les alternatives aux dérailleurs sont les systèmes intégrés. Les avantages de ces systèmes sont clairs: le changement de rapport est plus rapide et plus direct. On peut changer de rapport tout en pédalant comme à l'arrêt. La maintenance est réduite et la fiabilité meilleure. Cela car il n'y a pas de dérailleur, ce qui permet le montage aisé d'un guide-chaîne. La chaîne de saute plus et les effets de chain-suck sont évités. Les systèmes intégrés type boîte de vitesses sont pour le moment trop lourds pour nombre de bikers. L'efficacité est trop lente et l'usage limité aux plus grands ratios. Il y a un grand potentiel d'innovation et de développement futur.

L'approche

Comment combiner l'avantage des deux systèmes? En concevant une solution hybride regroupant les avantages de chaque système tout en en augmentant les points forts. Tout d'abord, quelles caractéristiques de quel système fonctionne le mieux, et dans quel domaine d'utilisation. En se posant ce genre de questions, il devient clair que les dérailleurs avant et arrière sont trop lents et incertains. Une remontée de chaîne lors d'une course peut influer sur la victoire ou la défaite. De plus, le grand plateau peut se révéler handicapant lors de passages difficiles ou de marches. Un dérailleur avant requiert de l'espace, qui influe sur le Q-Factor. Un Q-Factor faible (faible espace) permet un pédalage plus ergonomique. Le but est donc de proposer un vélo doté d'un seul plateau.
Une boîte de vitesses avec plus de rapports se traduit par un mécanisme plus complexe et un poids plus Important. L'objectif est de concevoir un produit avec le nombre de vitesses nécessaires. Ces dernières années, la combinaison de trois plateaux, dont un de 44 dents et un de 22 dents s'est imposée. Cette combinaison permet d'obtenir un ratio de 200%. Pour cela, la cassette est composée de plusieurs pignons dont la denture

Est peu espacée. De ce fait, on obtient un faible ratio pour les montées tout en ayant la possibilité de pousser sur les pédales en descente.
Dans le but de conserver un Q-Factor le plus faible possible, il est logique de concentrer les vitesses sur l'arrière. Cela libère un espace plus important au niveau du boîtier de pédalier pour de nouveaux points de pivots, l'incorporation du dérailleur n'étant plus une priorité. Le cadre offre ainsi plus de performances et d'ergonomie avec un Q-Factor diminué. Le dérailleur reste présent à l'arrière. Nous avons donc réussi à obtenir un ratio maximal avec un poids réduit et une haute performance de changement de vitesses. Le moyeu, en connection avec la cassette dix vitesses 11-36 garantit un ratio maximum de 674%. En comparaison, un circuit avec trois plateaux (22/32/44) et la même cassette offre un ratio de 654%, et le pédalier double (28/42) seulement 490%.

Le nom: Project 1.44²

Notre moyeu offre un total de 3 rapports: une vitesse au ratio 1:1 qui correspond à un rapport ou le pignon est doté d'autant de dents que le plateau. Avec le plateau de 32 dents, peut fonctionner directement, sans perte d'énergie. Par ailleurs, il existe un mode overdrive et un mode gear reduction ratio, avec chacun un facteur d'environ 1,44 (ou 1/144). Le mode overdrive permet une rotation de la roue 1,44 fois plus rapide que la cassette. En mode gear reduction, la cassette tourne environ 1,44 fois plus vite que la roue. Vous pouvez donc calculer le ratio global du système: 1,4359² = 2,06. Le moyeu dispose d'un ratio de 206%. Les étagements sont basés sur une transmission classiaqe triple plateaux. Une phase de transition (habitude) n'est pas nécessaire.
Pour contraster avec le système conventionnel de transmissions en VTT, le projet 1,44² est basé sur la performance combiné à la légereté et une grande efficacité. Avec un tel poids, nous nous situons au même niveau que du Shimano XT. Le poids visé pour le moyeu: 630 grammes - ce poids inclut le moyeu, les plateaux, et le dérailleur. Ce composant propoosera donc un niveau de performance maximal, même sur les terrains les plus exigeants.

Specs Projekt 1.442

Fourche: Gabel DT XRC 100
Roue avant: DT Swiss XCR 1250
Roue arrière: Canyon 3-speed gear hub, DT Swiss XRC 300
Pédalier: THM Clavicula, Tune Triebtreter (32)
Dérailleur arrière: Shimano XTR 10-speed, Custom Shifter
Frein avant: Formula R1 Carbon
project144-highlights

Efficacité combinée à fiabilité

Un des inconvénients majeurs des systèmes de changements de vitesses est leur faible durée d'éfficacité. Un des objectifs principaux fût de proposer une fiabilité maximale. L'efficacité globale d'une transmission dépend de la performance de la chaîne et des vitesses. Nous avons observé plus en détail chauque système et les avons optimisés. L'efficacité de la chaîne diminue sensiblement lorsque vous changez l'angle de chaîne. En d'autres termes, lorsque vous utilisez un plateau de 22 dents, l'angle de chaîne est plus important lors de la connection au moyeu par rapport à un plateau de 32 dents. Cela diminue l'efficacité de la chaîne d'1%. Avec l'utilisation du plateau de 32 dents, nous n'offrons pas qu'une meilleure efficacité de la chaîne mais aussi une réduction de la torsion de 30% par rapport au plateau de 22 dents. Au total, ce sont l'ensemble des charges sur la chaîne, les pignons et le triangle arrière qui sont diminuées.
Pour maximiser l'efficacité de la transmission, nous avons décidé d'utiliser le design planétaire. Ce design permet d'offrir un maximum de puissance, une grande efficacité tout en conservant un faible poids et un design compact. Pour réduire les frottements dans le moyeu, nous avons choisi des roulements à aiguilles haute résistance pour recevoir les planètes contrairement aux roulements classiques. Pour permettre aux composants du moyeu d'être correctement lubrifiés, nous avons conçu le moyeu de façon à ce que toute la transmission soit lubrifiée en continu. L’huile basse viscosité est projetée en fines gouttes par le mouvement du mécanisme. Cela permet une lubrification constante de l'ensemble du système.

Le système permet une faible friction entre les dents. Cela signifie que les dents sont parallèles à l'axe. Avec ce design, aucune force axiale n'apparaît sous la contrainte contrairement à un système hélicoïdal où les

Dents sont inclinées par rapport à l'axe. Ainsi, les caractéristiques veillant à supporter les forces axiales peuvent êtres supprimées. Les pertes d'émergie liées aux forces axiales sont à oublier. Les inconvénients théoriques d'une fluidité moindre sont négligeables au vu des faibles vitesses de rotation du mécanisme sur un vélo.

Pour une durée de vie plus élevée, nous avons travaillé sur la dureté des dents; cela signifie que nous avons travaillé sur le traitement de surface de celles ci. Lors de cette manipulation, chaque composant est placé sous une atmosphère carbonique à haute température. Ainsi, le carbone se dépose sur les couches supérieures. La surface de l'acier change et se durcit sous une température spécifique. Le résultat: Une surface de frottement plus résistante avec une haute tenue à coeur, très importante pour les capacités de charge dynamique, dans la mesure ou les dents conservent leur elasticité à l'extérieur.
Le projet 1:44 ² offre une vue dans le futur. Comment un système de changements de rapports léger et ergonomique peut-il être viable? En se projetant dans le futur, il est concevable que les cadres soient optimisés pour ne plus qu'accueillir qu'un seul plateau. D'un point de vue structurel, cela permettra d'apporter de nouvelles opportunités pour construire des cadres plus avancés - où les designers ont plus de liberté au niveau du boîtier de pédalier. Le changement de rapport avec notre projet 1.44 ² est si rapide que vous n'aurez plus à vous préoccuper de la transmission pendant une course. Vous pouvez pédaler en descente, grimper et aisément passer d'un mode à l'autre. Vous pourrez mieux vous concentrer sur le terrain, surtout sur les sentiers techniques. Avec le moyeu à vitesses intégrées de notre projet 1:44 ² nous montrons à quoi ressemblera la transmission du futur.

Pure Cycling.