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传动摩擦大比对 2X终胜过1X

作者: 许老黑 2019-05-20 17:26:15 5392 评论:0

传动摩擦大比对 2X终胜过1X

1X单盘的动力传动系统通常用在山地和越野自行车上,因为1X整体部件较少,同时降低了成本,重量,甚至空气阻力。单盘套件还少了一个前指拨,在变速时候只要考虑飞轮就行了。但1X动力传动系统是否会增加或者减少摩擦呢?以下的实验便会详细表明结果。大多数人可能会认为1x系统由于零件数量较少而传动效率更高。然而,在这个等式中还有其他变量,链条横向位移越多,产生的摩擦就越大,这也是2X传动系统的优势所在。

此次测试是在科罗拉多州博尔德的CeramicSpeed USA实验室,由CeramicSpeed的首席技术官杰森史密斯进行测试。这是一家由CeramicSpeed于2014年收购的摩擦测试实验室,开发用于测试动力传动系统效率的精密设备,并用它来测试骑行中活动部件损失了多少瓦的功率。

传动摩擦大比对 2X终胜过1X

此次测试,1X传动系统套件包括:SRAM Force 1后拨,48T X-Sync正负齿单盘,PC-1170链条和10-42T飞轮。2X传动系统套件包括:Shimano Ultegra后拨,53/39T牙盘,CN-HG701链条和11-34T飞轮。两种设定模拟以95踏频,稳定输出250瓦的踩踏传输,并使用拥有相同的齿轮范围。

此次测试在试验设备上同时运行三套传动系统,链条上均无出厂润滑油,使用的均是无添加剂的矿物油。选择不同齿数的飞轮和牙盘,是为两种设定创建大致相同的齿轮范围。测试过程中测量了每个设定的链线,以及每个非对齐齿轮组合中的横向偏移量。将1X传动中的牙盘与最小飞轮为起点的第五个飞轮对齐,2X传动中的53T飞轮也与最小飞轮为起点的第五个飞轮对齐,而2X的39T牙盘与最小飞轮为起点的第八飞轮对齐。

传动摩擦大比对 2X终胜过1X

测试结果表明,1X动力传动系统的平均摩擦力为12.24瓦,计算方法为11片飞轮中,每个飞轮的动力传动系统功率损失之和除以11。2X动力传动系统的平均摩擦力为9.45瓦,计算方法为15个最佳飞轮中每片飞轮的功率损耗之和除以15。这两个动力传动系统的平均差值不到3瓦。链条产生的摩擦力最大,导轮轴承产生较小摩擦力。

当链条在最小的飞轮上运行时,牙盘上每个齿的摩擦损失最高,这也是两个动力传动系统摩擦损失差异最大的地方:在最高齿轮比(4.8)下,48T牙盘与10T飞轮组合,损失的功率比53T牙盘与11T组合高6瓦。由于横向角的增加,链条张力增加,所以摩擦力也增加了。

链条铰接损失的功率,主要影响因素有两个,一个是链条的每个销钉绕过齿盘,飞轮或导轮的铰接角度,另一个是链条的传动速率。功率损耗随着任何一个因素的增加而增加。在给定的踏频下,牙盘越大,链速越高,铰接率越高,随之产生功率损失也越高。

传动摩擦大比对 2X终胜过1X

大跨度上的链条张力与齿盘大小成反比:齿盘越小,链条张力越高。功率输出可简化为:转速x扭力,通过链条张力将扭矩从齿盘传动到飞轮,由于在此测试中功率输出和踏频是恒定的,因此转速和扭力在较大或较小的齿盘上都是相同的。同样,较小的齿盘上的链条张力必须更高,因为扭矩由方程式:扭力=力x半径。

通过测试使用的齿轮比,2X传动系统通常比1X传动系统更高效。当然,这种效率会受到各种变量的影响,较高的后拨弹簧张力会增加摩擦力,链条效率与链条润滑油也会影响摩擦力的大小。例如,过去测试表明Shimano链条的摩擦力低于SRAM链条,如果这种情况仍然存在的话,那么在两个动力传动系统上使用相同的链条可以减少传输效率的差异。

传动摩擦大比对 2X终胜过1X

上图说明如果骑行过程中,在2X传动系统,小齿盘应搭配使用最后三片飞轮中的任何一个,摩擦力将高于同等情况下,使用1X传动系统的摩擦力。为提升2X传动系统的传动效率,骑行过程中,必须搭配从最大飞轮到第七片飞轮区间。相比之下,2X的大齿盘在任何飞轮上比1X传动效率更高。

1X动力传动系统主要通过拆除前拨,前指拨和额外的盘片,从而获得空气动力学性能。30分钟的风洞试验表明,1X传动系统这样的搭配,节省功率约为3瓦。然而,以30的均速以及较高踏频,1X传动系统的摩擦损失很大。1X的好处可能是少了前拨等配件,节约的3瓦功率,但摩擦力可能会增加到6瓦,所以2X仍然可以赢得功率之争。

编辑:levvvvvv3000

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