Is de aandrijving met één kettingblad de nieuwe trend voor racefietsen?
Tenzij je je voorbereidt op professionele wedstrijden met een toegewijd team van monteurs aan je zijde, is de Cervélo-fiets met enkel kettingblad van Jonas Vingegaard, die hij in 2023 vrolijk de Champs-Élysées op tilt om zijn tweede Tour de France-overwinning te vieren, niet voor iedereen weggelegd.
Een aantal teams en renners maakten tijdens de klassieke wedstrijden dit voorjaar gebruik van aandrijvingen met één kettingblad. Dit leidde tot een nieuwe ronde van debatten over de vraag of deze aanpak wel thuishoort in het wegwielrennen.
Inderdaad, systemen met één kettingblad hebben in sommige gevallen voordelen en de meest recente ontwikkelingen in naafversnellingstechnologie zouden revolutionair kunnen zijn. Maar eerlijk gezegd lijkt een complete revolutie met één kettingblad in het wielrennen nog steeds onwaarschijnlijk.
Moderne voorderailleurs zijn wat mij betreft gewoon te fantastisch om te verliezen. Meestal wegen de voordelen van het laten zitten ervan zwaarder dan de nadelen.
Wanneer is een enkel kettingbladaandrijving zinvol voor racefietsen?
Op racefietsen hebben single-chain aandrijflijnen voordelen (en nadelen). Een single chain-ring systeem kan alle versnellingsverhoudingen bieden die u nodig hebt, terwijl het eenvoudiger te bedienen is (geen gedoe met de voorderailleur) als u op redelijk vlakke grond rijdt en geen groot versnellingsbereik nodig hebt.
Het kan ook de aerodynamica verbeteren. Afhankelijk van de voorderailleur die u verwijdert, beweert AeroCoach in het Verenigd Koninkrijk dat u met hun ARC 1x aero-kettingblad tussen de 1 en 4 watt kunt besparen bij 30 mph (48 km/u). Hoewel deze verbetering klein lijkt, omarmen steeds meer tijdrit- en baanfietsen het.
1x aero kettingbladen worden steeds populairder op tijdritfietsen.
Natuurlijk kan het toevoegen van een kettinggeleider om kettingval te voorkomen, invloed hebben op enkele aerodynamische voordelen. Deze opstelling kan echter een grotere kettingveiligheid bieden in vergelijking met een 2x-systeem, wat cruciaal kan zijn in ruwe races zoals Parijs-Roubaix. Wout van Aert gebruikte bijvoorbeeld een 1x SRAM Red eTap AXS-aandrijflijn in de Milaan-San Remo en Parijs-Roubaix van 2023, waarschijnlijk om deze reden.
Afhankelijk van de opstelling kan een enkele kettingbladaandrijving ook het gewicht van de fiets verminderen. Speciale klimfietsen hebben bijvoorbeeld bijna altijd een enkel kettingbladsysteem. Voor rijders die elke gram gewichtsbesparing nastreven, is dit een aanzienlijk voordeel.
Klimfietsen worden vaak uitgerust met een 1x-aandrijflijn, omdat deze lichter is en geen twee kettingbladen nodig heeft.
De nadelen van enkelvoudige kettingbladaandrijvingen op racefietsen
Hoewel aandrijvingen met één kettingblad in sommige gevallen aanzienlijke voordelen hebben, hebben ze ook enkele duidelijke nadelen.
Het weglaten van je voorderailleur en één kettingblad verlaagt uiteraard drastisch de verscheidenheid aan versnellingsverhoudingen en het aantal versnellingen op je fiets. Door een breedbandcassette te gebruiken of de kettingbladmaat zorgvuldig te kiezen die bij je fiets past, kun je dit gedeeltelijk compenseren; maar proberen de aanpasbaarheid van een 2x-systeem te evenaren, vereist meestal concessies.
Compactere cassettes met 2x aandrijflijnen bieden meer flexibiliteit om de optimale cadans te vinden.
Bijvoorbeeld, breedbandcassettes die bedoeld zijn om het versnellingsbereik van een 2x-opstelling te repliceren, wegen doorgaans meer dan compactere cassettes. Nog belangrijker is echter dat ze soms grotere versnellingsafstanden hebben, wat resulteert in een houterige schakelervaring. Op de weg, waar hellingsverschillen doorgaans minder heftig zijn dan off-road, kan dit erg vervelend zijn. Hoe meer afstanden er zijn tussen de versnellingsverhoudingen, hoe moeilijker het kan zijn om de ideale cadans te vinden voor bepaalde omstandigheden.
Cassettes met een groot bereik die worden gebruikt met 1x-aandrijflijnen, zoals de Campagnolo Ekar 9-42t, bieden een indrukwekkend versnellingsbereik, maar brengen ook compromissen met zich mee.
Kleinere tandwielen brengen nog een ander probleem met zich mee. Systemen zoals SRAM AXS of Campagnolo Ekar zijn over het algemeen minder efficiënt omdat ze tandwielen met 10 of zelfs 9 tanden gebruiken in combinatie met kleinere kettingbladen. Dit komt doordat de ketting abrupter moet buigen rond kleinere tandwielen dan rond grotere tandwielen, waardoor er meer energie verloren gaat. Hoewel SRAM beweert dat dit geen "echte cross-chaining" is, trekt een 1x-systeem de ketting wel in extremere hoeken aan beide uiteinden van de cassette vergeleken met een 2x-systeem. Als alle andere zaken gelijk zijn, verhogen deze elementen de wrijving van de aandrijflijn, waardoor er minder vermogen naar de banden wordt overgebracht dan bij een 2x-opstelling.
De 3x-aandrijflijn van de originele 1T Strada is misschien wel aerodynamischer, maar ook minder efficiënt.
Hoeveel efficiëntie wordt er dan verspild? VeloNews en CeramicSpeed voerden in mei 2019 experimenten uit waarbij de wrijvingskarakteristieken van 1x- en 2x-aandrijflijnen werden vergeleken. Hun resultaten waren fascinerend; we zullen hun testprocedures en gegevens nu nauwkeurig onderzoeken en vervolgens wat berekeningen uitvoeren om te ontdekken hoe deze wrijvingsverliezen uw rijsnelheid kunnen beïnvloeden.
Test
VeloNews/CeramicSpeed testte twee verschillende aandrijflijnconfiguraties:
1X aandrijflijn: Met SRAM Force 1 achterderailleur, 48-tands enkel kettingblad, PC-1170 ketting en 10-42t cassette.
2X aandrijflijn: Met Shimano Ultegra achterderailleur, 53/39t kettingblad, HG701 ketting en 11-34t cassette.
Deze aandrijflijnen werden geselecteerd omdat hun versnellingsbereik het mogelijk maakt om wrijvingsverliezen te vergelijken bij dezelfde overbrengingsverhoudingen. Installaties van beide aandrijflijnen op een testopstelling die wrijvingsverliezen voor elke versnellingscombinatie kan berekenen. De machine leverde 250 watt vermogen terwijl een fietser werd gesimuleerd die trapte met 95 RPM.
Kettinglijn uitlijning:
Terwijl bij de 2X-aandrijflijn het 53t-kettingblad aan het 5e kleinste tandwiel was gekoppeld en het 39t-kettingblad aan het 8e kleinste tandwiel, was de 1X-aandrijflijn zo ontworpen dat er een rechte lijn ontstond bij het 5e kleinste tandwiel.
Ceramic Speed verwijderde ook de fabriekssmering en smeerde opnieuw met dezelfde minerale olie. De testrun voor beide kettingen duurde even lang.
Note: CeramicSpeed ontdekte al dat het gebruik van een 1X kettingblad in plaats van een 2X kettingblad met uniforme tanden geen wrijvingstoename veroorzaakt. Ze kwamen er ook achter dat wrijving niet wordt beïnvloed door derailleurwieltjes.
Resultaten
Enkele conclusies uit de resultaten:
- Wrijvingsverliezen nemen over het algemeen toe bij hogere overbrengingsverhoudingen.
- De 2X-aandrijflijn is in elke versnelling efficiënter (ervan uitgaande dat u na 39x21t overschakelt naar het grotere kettingblad).
- Het verschil in wrijvingsverliezen varieert van slechts 1 watt (48x21t / 53x23t) tot wel 6 watt (48x10 / 53x11).
- De 1X-aandrijflijn heeft een groter wrijvingsverlies op een perfecte kettinglijn (48x18t) vergeleken met de 2X-aandrijflijn (53x19t).
- De efficiëntie van de 1X-aandrijflijn varieert van 96.0% tot 92.4%, met een gemiddelde efficiëntie van 95.1%.
- De efficiëntie van de 2X-aandrijflijn varieert van 96.8% tot 94.8%, met een gemiddelde efficiëntie van 96.2%.
De 1X-aandrijflijn heeft een gemiddeld wrijvingsverlies van 12.24 watt, ontdekte CeramicSpeed. Door de aandrijflijnvermogensverliezen van elke 11 versnellingen op te tellen en vervolgens te delen door 11, kon men dit vaststellen. Voor de 2X-aandrijflijn werden de 15 beste versnellingen opgeteld en gesplitst door 15. Met 9.45 watt is het gemiddelde verschil tussen de twee aandrijflijnen iets minder dan 3 watt.
Waarom is 1X minder efficiënt dan 2X?
Een ketting genereert vier basisvormen van wrijving. De meest voor de hand liggende is de buighoek van de ketting, die het schrapen van kettingplaten tegen de tandwielen vergroot. Cruciaal belangrijke taken vallen ook onder kettingspanning, kettingarticulatie en kettingsnelheid.
Kettingspanning: Vooral bij kleinere kettingbladen en tandwielen zorgt een hogere spanning voor meer druk tussen de ketting en het kettingblad of de cassette.
Kettingarticulatie: Dit heeft betrekking op de mate van buiging bij de kettingpennen. Er ontstaat meer wrijving wanneer men de ketting om kleinere tandwielen wikkelt.
Kettingsnelheid: Dit is het aantal tandwielinteracties per minuut dat toeneemt bij een kleinere kettingmaat.
Een 1X-aandrijflijn kan uiteindelijk geen exact rechte kettinglijn over het hele versnellingsbereik behouden. Het kleinere kettingblad genereert een hogere kettingsnelheid, vereist dat de ketting meer buigt op de lagere tandwielen en verhoogt de kettingspanning.
Deze extra elementen helpen verklaren waarom een 1X-aandrijflijn nog steeds meer dan 2 watt meer vermogen levert dan een 2X-aandrijflijn, zelfs op rechte kettinglijntandwielen. Het verklaart ook waarom het 48x21t-tandwiel de laagste wrijving vertoont, ook al is de kettinglijn niet helemaal recht: vertraagde kettingsnelheid en verminderde kettingarticulatie besparen meer wrijving dan de rechte kettinglijn zou kunnen.
Wat is het snelheidsverschil tussen aandrijflijnen?
En nu het interessante gedeelte!
gebruik FietsCalc, kunnen we de snelheid van de fiets bepalen bij elke versnellingsverhouding voor 700x44C-wielen met een cadans van 95 RPM. Vervolgens voeren we het vermogen (231–242 watt, afhankelijk van de versnelling) en het gewicht van de rijder en de fiets (85 kg) in Fiets rekenmachinekunnen we de snelheids- en tijdsverschillen over 100 km berekenen.
-
Minimaal efficiëntieverschil:
Bij 48x21t (1X) en 53x23t (2X) rijd je met 29.12 km/u bij 95 toerenEen verschil van 1 watt resulteert in een Snelheidsvoordeel van 0.06 km/u voor de 2X-aandrijflijn. Meer dan 100 km zal de 1X-aandrijflijn 25 seconden langer (0.2% langzamer). -
Grootste versnelling:
Bij 48x10t (1X) en 53x11t (2X) rijd je met 61.28 km/u bij 95 toerenEen verschil van 6 watt resulteert in een Snelheidsvoordeel van 0.14 km/u voor de 2X-aandrijflijn. Meer dan 100 km zal de 1X-aandrijflijn 14 seconden langer (0.3% langzamer). -
Kleinste versnelling:
Bij 48x42t (1X) en 39x34t (2X) rijd je met 14.49 km/u bij 95 toerenEen verschil van 2.5 watt resulteert in een Snelheidsvoordeel van 0.15 km/u voor de 2X-aandrijflijn. Meer dan 100 km zal de 1X-aandrijflijn 3 minuten en 50 seconden langer (0.9% langzamer).
Voorderailleurs zijn nu al geweldig
Een belangrijke reden waarom ik voorlopig niet 1X ga doen op mijn racefiets is simpel: voorderailleurs zijn nu gewoon te goed! Zowel de voor- als nadelen van 1X!
Moderne racefietsgroepen hebben een front shifting action die gewoonweg verbazingwekkend is. Vooral bij elektronische groepen, die nu de "gouden standaard" van front shifting zijn. Hoewel veel mensen, waaronder ikzelf, Shimano als de top in deze industrie beschouwen, lopen SRAM en Campagnolo niet ver achter.
Zelfs mechanische groepen bieden tegenwoordig uitstekende front shifting. Natuurlijk kan verkeerd schakelen of een slechte setup nog steeds tot problemen leiden; toch is front shifting zo ver gevorderd dat het niet langer voelt als een probleem dat aandacht behoeft.
De toonaangevende 105 R7000-aandrijflijn van Shimano zorgt voor vlekkeloos schakelen voor een betaalbare prijs.
Is de Classified Powershift Hub een game-changer?
De Classified Powershift-naaf is een intrigerende technologie die goed lijkt te werken, maar momenteel nog vrij duur is.
De Classified Powershift-naaf is een intrigerend stukje technologie dat goed lijkt te presteren, maar niet goedkoop is.
Dit naafversnellingssysteem heeft een draadloos aangestuurde 2-speed planetaire versnelling die in de achternaaf is geïntegreerd. Vaak geprezen als een "front derailleur killer", zie ik het niet snel die kroon pakken. Het pakt echter wel veel van de nadelen aan die geassocieerd worden met single-chaining aandrijflijnen aan, en biedt ons misschien het beste van beide werelden in de toekomst.
Voor de meeste rijders is het probleem echter de prijs. De Classified R50 en G30 Powershift wielsets worden bijvoorbeeld verkocht voor £2,300, slechts £25 minder dan de complete Trek Émonda ALR 5 fiets die eerder werd genoemd.
Dus, wat levert het je nou echt op om al dat geld uit te geven in plaats van vast te houden aan een 2X aandrijflijn? Een kleine verbetering in aerodynamische efficiëntie... en dat is het dan ook wel.
Als de hubtechnologie van Classified aan populariteit wint en wijdverbreid wordt toegepast, kunnen de kosten ervan in de loop van de tijd dalen.
Voor een allround racefiets is de veelzijdigheid van een 2X-aandrijflijn nauwelijks te verslaan.
2X is nog steeds de beste keuze
Voor een allround racefiets is de veelzijdigheid van een 2X-aandrijflijn moeilijk te verslaan.
Hoewel al mijn mountainbikes een single-chainingblad setup gebruiken, lijkt het mij niet zo zinvol om dat systeem over te zetten naar een racefiets. Voor de meeste rijders blijft 2X de betere keuze.
Gezien de prestaties en veelzijdigheid van moderne voorderailleurs lijken de kleine potentiële voordelen van een 1X-aandrijflijn het niet waard.
Aanbevolen Reading