Цепь или зубчатый ремень эффективнее и практичнее для трансмиссии велосипеда

Если попросить обычного человека описать велосипед, там обязательно прозвучит слово «цепь», этот элемент конструкции надежно ассоциируется с приводом от педалей на колесо. Но не цепью единой можно передавать крутящий момент на колесо. Альтернатив для трансмиссии велосипеда имеется около десятка и инженеры не перестают реализовывать новые варианты. Но сегодня хотелось бы поговорить о главной альтернативе цепи — зубчатом ремне. Что эффективнее на мускульном двухколесном транспорте, и какие плюсы у ременной передачи по сравнению с классической цепью? — Давайте разбираться.

Сначала перечислим очевидные плюсы ремня в трансмиссии на велосипеде (как серийном, так и кастомном), вытекающее из технического конструктива передачи.

Долговечность

Несмотря на то, что цепь металлическая, она изнашивается довольно быстро (страдают оси внутри звеньев и цепь вытягивается). Срок службы карбонового зубчатого ремня (например, Gates CDX) около 30000 км. За такой пробег цепей можно поменять несколько штук (3-5) и кассету со звездочками тоже.

Не нужна смазка

Да, и в целом техническое обслуживание современной ременной передачи проще цепной. Не нужно периодически наносить смазочный материал, следить за износом, как с цепью. В редких случаях, при скрипе — поможет универсальная силиконовая смазка.

Передача чище и тише

Нет смазки — нет грязи. В том числе на одежде. Песку не на что прилипать. Грязь и песок легче сами очищаться с ремня, можно мыть водой, не боясь ржавчины. А по поводу тишины — ремень мягче (хоть и не менее прочный, чем цепь) и касание со шкивом происходит без характерного металлического звука как с цепью.

Поэтому зубчатый ремень часто ставят на серийные городские велосипеды, в которых люди ездят в обычной одежде. Это практичнее в использовании и уходе.

Но как и у любого технического решения есть и минусы для использования по сравнению со стальной цепью:

Рама велосипеда специальной конструкции

Ремень изначально имеет замкнутую форму, поэтому для его установки нужна велосипедная рама с разъемным задним треугольником. Что сокращает количество вариантов для кастомной сборки, и снижает жесткость этого узла в серийных рамах. Также нужен точный расчет длины окружности ремня для разных велосипедов и шкивов (а у цепи легко подогнать число звеньев). И натяжение такой передачи играет не последнюю роль в комфорте педалирования.

Применение специальных втулок для переключения передач

Базовая трансмиссия с зубчатым ремнем односкоростная, передаточное отношение определяется отношением числа зубьев шкивов. Если нужно добавить передач — появляются технические сложности. Нужно ставить (заспицовываать в колесо) дорогую и тяжелую планетарную втулку с несколькими скоростями.

Либо использовать механически сложные решения, как показано тут:

А это сразу нивелирует преимущество ремня в массе по сравнению с цепью.

Стоимость и расходные материалы

Цепи из-за распространенности стали массовыми и дешевыми, а детали ременной передачи наоборот стоят дороже, и купить запчасти можно не в любом веломагазине.

Все вышеперечисленное способствует более высокой цене за трансмиссию с ремнем в сборе на начальном этапе и меньшую распространенность на рынке.

А что же эффективность этих вариантов?

Компания Friction Facts (принадлежит CeramicSpeed) еще давно сравнила на испытательном стенде зубчатый ремень и 10-скоростную цепь на предмет эффективности (КПД) на разной мощности «на педалях».

Результат исследования: из-за предварительного рекомендованного натяжения ременной передачи, цепная выигрывает в эффективности (на ~1%) до мощностей в районе 200 Вт. А после этой мощности (это примерно уже выше средней мощности рядового велосипедиста, любителя, но не спортсмена) ремень становится эффективнее цепи на несколько процентов. Но с цепями обнаружился интересный аспект — используемая смазка может влиять на эффективность (разница до 5 Вт в передачи мощности).

А что же электровелосипеды?

Для них важнее практичность эксплуатации и передача высокого крутящего момента от электродвигателя. И тут как бы у зубчатого ремня больше плюсов. И даже появляются специальные коробки скоростей с передачей высокого крутящего момента для электровелосипедов. Но цепь по-прежнему подкупает распространенностью, простотой и дешевизной.

Спасибо за внимание.

Изображение в превью:
Автор: SRAM
Источник: www.sram.com