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Aug 15, 2024

Além do grande anel: entendendo as relações de transmissão e por que elas são importantes

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A engrenagem de uma bicicleta é mais do que simplesmente o tamanho do grande anel. Resumindo, o tamanho não importa porque são as relações geradas por cada combinação das coroas com as rodas dentadas que são mais importantes. Nesta postagem – uma versão atualizada de um artigo publicado pela primeira vez em 2014 – o editor de tecnologia australiano Matt Wikstrom analisa como entender as relações de transmissão e discute todas as nuances que elas podem fornecer.

Nos últimos 30 anos, o número de marchas nas bicicletas de estrada aumentou constantemente. Os grupos atuais oferecem agora 22 marchas através da combinação de duas coroas e 11 rodas dentadas. A variedade de tamanhos das coroas e rodas dentadas também cresceu nesse período, proporcionando aos ciclistas bastante espaço para ajustar as marchas de suas bicicletas.

Com um número tão generoso de marchas em oferta, é tentador pensar que não faria muito sentido mexer nelas, mas o motor humano exige isso. Afinal, existe uma quantidade finita de potência disponível e a eficiência do sistema depende da manutenção de uma cadência consistente (~80rpm), independentemente de qualquer alteração no terreno ou nas condições de condução.

Todo ciclista de estrada entende que o tamanho das coroas e rodas dentadas determina a marcha da bicicleta; no entanto, o conceito envolve mais do que simplesmente o número de dentes envolvidos. O mais importante é a relação e a forma como as rodas dentadas multiplicam o esforço realizado com a coroa.

Antes do advento da transmissão por corrente, os primeiros ciclistas determinaram que o tamanho da roda motriz tinha um impacto profundo nas velocidades que poderiam ser alcançadas. Os centavos não foram projetados com uma enorme roda dianteira por razões estéticas - a enorme circunferência permitia velocidades mais altas, desde que o piloto fosse forte o suficiente para girar o volante.

A introdução da transmissão por corrente melhorou a eficiência da bicicleta porque podiam ser usadas engrenagens. Ao combinar uma engrenagem grande nas manivelas com uma pequena na roda, uma única volta das manivelas produzia múltiplas revoluções na roda traseira, de modo que ela pudesse operar como a enorme roda motriz de um Penny-farthing.

Calcular o número de rotações da roda produzidas pela engrenagem de uma bicicleta é simplesmente uma questão de determinar a relação entre a coroa e a roda dentada traseira. Por exemplo, quando uma coroa 53T é combinada com uma roda dentada 12T, ela tem uma proporção de 53:12, ou 4,42, portanto, uma rotação completa da manivela fará com que a roda traseira gire 4,42 vezes. Em contraste, 39 x 25T produz uma relação de transmissão de 1,56.

Com todas as opções disponíveis para os ciclistas de estrada atuais, é possível produzir relações de transmissão tão pequenas quanto 1,0 e tão grandes quanto 5,0 com incrementos de 0,15-0,40. Por si só, esses números não são particularmente descritivos, mas podem ser transformados em valores mais significativos de duas maneiras.

O primeiro método é relacionar a relação de transmissão com o tamanho da roda multiplicando a relação de transmissão pelo diâmetro da roda (Figura 1A). No caso de uma roda de estrada, 27 polegadas podem ser usadas para simplificar (embora o diâmetro real de um aro 700c equipado com um pneu de 23 mm seja mais próximo de 26,3 polegadas). O valor resultante, polegadas de engrenagem, representa o diâmetro de uma roda de tração direta equivalente (como a roda dianteira de um Penny-farthing).

Por exemplo, usar uma relação de transmissão alta, como 53 x 12T, é equivalente a andar em um carro barato com uma roda dianteira de quase 10 pés (ou 3 m) de altura. Em contraste, uma relação de transmissão baixa como 39 x 25T é equivalente a uma roda de 42 polegadas.

O segundo método, roll-out (também conhecido como metros de desenvolvimento), é calculado multiplicando a relação de transmissão pela circunferência da roda (medida em metros, Figura 1B). Este valor representa a distância que a bicicleta percorrerá com uma rotação da manivela. Assim, 53 x 12T rende 9,28 metros de roll-out para uma bicicleta de estrada equipada com pneus 25C, em comparação com 3,28 metros para 39 x 25T.