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La simbiosis entre cambios y cambios integrados

¿Cómo podemos mejorar la ergonomía, la eficiencia del cambio y la resistencia de una bicicleta? Ésta es la cuestión que nos hemos hecho a nosotros mismos, discutido con los corredores del equipo, y llegado a la conclusión de que, un gran potencial del ajuste reside en los accesorios - más concretamente en el sistema de cambio. Los cuadros por el momento están tecnológicamente bien desarrollados, en los últimos años ha habido grandes avances en cuanto a materiales, peso, rigidez, confort y rendimiento. Pero casi todas las bicis de montaña se desplazan con un cambio tradicional. Y esto sucede así aproximadamente desde 1930. Si bien hubo algunos cambios, siempre han sido más bien una evolución, los verdaderos cambios han sido pocos. Todavía los ciclistas tienen que cargar hasta con tres platos y 10 piñones.

Las ventajas de los cambios y los cambios integrados

Es verdad que los cambios de marchas tienen ciertas ventajas con las que queremos seguir trabajando en el proyecto 1.44². El peso de la mayoría de los cambios de marchas es generalmente pequeño, las cadenas con buen mantenimiento ofrecen buena eficacia y las piezas se pueden cambiar con cierta rapidez.
Una alternativa a los desviadores es el cambio integrado. Los beneficios del cambio integrado son obvios: La rapidez del cambio es mucho mayor y más directa que con desviadores, puedes cambiar tanto en marcha como en parado, el mantenimiento se reduce y la fiabilidad es mayor. Esto es porque no hay desviador, lo que permite una fácil instalación de la línea de cadena. La cadena ya no saltará más y se evitan los chupados de cadena. Sin embargo, los actuales cambios integrados del mercado son muy pesados para muchos ciclistas, su eficiencia es muy baja y su corto desarrollo hace que su uso sea limitado. Todavía queda mucho potencial para innovar y desarrollar.

El enfoque

¿Cómo podemos combinar las ventajas de los dos sistemas? Pues, construyendo una solución mixta en la que cada una de las partes elimina los inconvenientes de la otra e incrementa los beneficios. Primero, hay que plantearse qué características funcionan en cada sistema y para qué las podemos emplear mejor. Ante esta pregunta, enseguida nos damos cuentas que el desviador delantero de un sistema tradicional es demasiado lento e impreciso - un chupado de cadena durante una carrera puede decidir la victoria o la derrota. Además, las marchas largas pueden ser un problema cuando se afrontan las subidas. Un desviador delantero suele requerir bastante espacio, lo que implica al final un Q-factor demasiado grande. Un menor Q-factor (una menor distancia entre los pedales) permite un pedaleo más ergonómica. De modo que uno de los objetivos es poder conducir la bici con un solo plato.
Un cambio integrado con más marchas se traduce en un mecanismo más complejo, y por tanto, en mayor peso. La meta es construir un cambio integrado, con tan pocas marchas como sea posible, pero con tantas como sean necesarias. En los últimos años, lo más normal es el empleo de tres platos, el mayor con 44 y el menor con 22 dientes. Con esta combinación se logran un ratio de marchas del 200%. Con este propósito

Se combinan con un casete con muchos piñones escalonados poco a poco. De este modo se consiguen relaciones de cambio pequeñas para los ascensos, manteniendo la opción de poder apretar fuerte los pedales en los descensos.
Con la intención de mantener el Q-factor tan bajo como sea posible, el paso lógico es llevar las marchas a la parte trasera. De este modo tenemos el máximo espacio posible en la caja de pedalier para los puntos de pivote del basculante trasero, y no hace falta la instalación de un desviador delantero obteniendo el menor Q-factor posible, y teniendo la base de un cuadro con ergonomía perfecta para la competición. El cambio trasero se mantiene. Con ello logramos la mayor relación de marchas posibles, con poco peso y el mejor rendimiento y rapidez de cambios posible. El buje, en combinación con los casetes 11-36 de 10 marchas garantizan un ratio máximo de marchas del 674%. En comparación, una combinación de tres platos (44/32/22) y el mismo casete obtiene un ratio del 654%, y un doble plato (42/28) tan sólo del 490%.

El nombre: Project 1.44²

Nuestro buje con marchas tiene un total de tres velocidades: una marcha directa con un ratio de 1:1 como resultado del actual número de dientes de platos y casete. Con el plato de 32 mm, el buje puede operarse con la marcha directa, sin pérdida de eficiencia. Además, hay una reducción y aumento de ratio de marchas posible, cada uno de los cuales es aproximadamente de 1.44 (o 1 / 1.44). Hay una multiplicación de desarrollo en el que la rueda gira 1.44 veces las veces que gira por minuto el casete. Con la reducción de marchas, el casete rota cerca de 1.44 veces más rápido que la rueda. Así que, podemos calcular el ratio total de marchas del buje: 1.4359 ² = 2.06. El buje con marchas tiene por tanto una rango de ratios de marchas del 206%. Así, basamos nuestra relación de marchas en una combinación tradicional de triple plato. No es necesaria ninguna fase de ajuste (transición).
En contraste con las anteriores transmisiones integradas conocidas para mountain bike, el proyecto 1:44 ² está basado en marchas para competición, combinando ligereza con la máxima eficiencia. Con este tipo de peso, estamos en el mismo nivel de peso que la gama Shimano XT. El objetivo de peso para el buje: 630 gramos – peso que incluye el buje, dos platos y el desviador. Además se trata de un componente que va a ofrecer el máximo rendimiento, incluso en los trazados más exigentes.

Specs Projekt 1.442

Horquilla: Gabel DT XRC 100
Rueda delantera: DT Swiss XCR 1250
Rueda trasera: Canyon 3-speed gear hub, DT Swiss XRC 300
Bielas: THM Clavicula, Tune Triebtreter (32)
Cambio trasero: Shimano XTR 10-speed, Custom Shifter
Freno delantero: Formula R1 Carbon
project144-highlights

Eficiencia notable combinada con durabilidad

Una desventaja importante de muchos sistemas de marchas integradas es su bajo ratio de eficiencia. Un reto importante en el desarrollo ha sido lograr la mayor eficiencia posible. La eficiencia global de un sistema de transmisión depende del rendimiento de cadena y marchas. Hemos analizado detenidamente ambos para lograr la máxima optimización de los dos. La eficiencia de la cadena disminuye notablemente cuando aumenta el ángulo de la cadena. En otras palabras, cuando usas un plato pequeño de 22 dientes, al engranar las marchas, el ángulo es mayor que con el plato de 32. Esto hace que la eficiencia de la cadena sea hasta un 1% menor. Empleando un plato de 32 mm, no sólo obtenemos una muy buena eficiencia de cadena, sino que logramos reducir la tensión de la misma en un 30% en comparación a un plato de 22 dientes. El resultado son menores cargas en la cadena, piñones y en la sección trasera del cuadro.
Para maximizar la eficiencia de la transmisión, decidimos utilizar un sistema de marchas planetarias. Este diseño combina una gran fuerza y la mayor eficiencia con un bajo peso y un diseño compacto. Con el fin de minimizar la fricción de rodamientos en las marchas, hemos empleados rodamientos de aguja de alta resistencia en los cuatro discos planetarios en vez de los tradicionales rodamientos de desplazamiento. Para asegurar que los piñones de dentro del buje se mantengan siempre lubricados con una película de aceite, hemos diseñado un buje en el que toda la transmisión está continuamente lubricada. El aceite de baja viscosidad - que es un aceite relativamente fino- se atomiza al máximo con el movimiento de las marchas una y otra vez, de modo que penetra mejor en todas las partes internas lubricando todo el buje.

Las marchas de espuela aseguran una fricción mínima entre piñones. Esto significa que los dientes están paralelos al eje.

Con éste diseño no aparecen fuerzas axiales bajo tensión, en contraste a unas marchas helicoidales, en las que se encuentran inclinadas con respecto al eje. Por tanto, no tenemos que variar el diseño para soportar las fuerzas axiales. Podemos ahorrarnos las pérdidas de eficiencia que provoca la fricción de estas fuerzas axiales. En velocidades bajas como las que se alcanzan en las bicis, no son notorias las teóricas desventajas de una menor suavidad.

Para una mayor vida útil y una mejor durabilidad, hemos endurecido los flancos de los piñones internos; nos referimos a lacapa exterior de los piñones. En el llamado proceso de endurecimiento, introducimos los elementos individuales en una atmósfera de carbono a una elevada temperatura. De este modo, el carbono se difumina en las capas superiores del componente. La composición de la superficie de acero cambia y se endurece mediante el control de la temperatura. El resultado: una superficie más resistente al desgaste con una gran tenacidad en la parte interna, lo cual es bueno para la capacidad dinámica de carga, pues los piñones mantienen su elasticidad exterior.
El proyecto 1:44 ² ofrece una visión de futuro. ¿Cómo puede ser viable un cambio con el máximo de componentes ligeros y con una posición de pedaleo ergonómica? Mirando hacia el futuro se puede preveer que los cuadros se optimicen para bielas con un solo plato. Estructurálmente esto podría crear nuevas oportunidades para construir cuadros más avanzados - así como más libertad para los diseñadores en la zona del eje del pedalier. Durante una carrera el buje del proyecto 1:44 ² permite no tener que preocuparse por el momento de cambiar de marcha ya que su velocidad es realmente alta. Puedes afrontar cualquier descenso con marchas de sobra, o afrontar una subida sin miedo a que sea demasiado tarde para engranar la marcha adecuada. Pues concentrarte mucho mejor ahora en el recorrido, especialmente en las competiciones más técnicas. Con el buje de marchas integradas del proyecto 1.44² mostramos cómo puede ser el futuro de los sistemas de cambio y transmisión.

Pure Cycling.