O skosie i radzeniu z nim sobie.

(13.07.2015 )

Kaseta XX1, w całej swej 32 zębnej rozpiętości posiada jedną istotną wadę.

Cenę.

Dlatego, kiedy okazało się, że napęd 1xX jest nową czernią, pojawiły się od razu zębatki "rozszerzające" do typowych kaset w rozmiarach 40 i 42T. Siła ludu kupiła, i okazało się, że mają problem z regulacją wihajstra na dynksie.

Pytanie: dlaczego?

Odpowiedź krótsza:

Ponieważ przerzutki nie były dostosowane do rozmiaru kasety.

Odpowiedź dłuższa:

Zacznijmy od początku.

Współczesne systemy zmiany biegów niewiele przypominają produkty Rometu z dawnych czasów. Stosowane drzewiej metody zmiany biegów, z zastosowaniem ciernych manetek i ręcznego "celowania" w odpowiednią zębatkę zastąpiło klikanie ( elektronik rzekłby: dyskretne ) w manetki. To zaś rozpoczęło ewolucję zębatek kasety w kierunku zapewnienia zmiany w sposób płynny i pewny.

Filozofia pracy kasety jest prosta. Przerzutka ustawia wózek ( a właściwie jego górną rolkę ) pod odpowiednią koronką. Następnie w wyniku kręcenia korbami łańcuch prześlizguje się po koronkach tak długo aż trafi w pasujące przetłoczenie, które przełoży go na nową koronkę. Sama zmiana jest możliwa dlatego, że łańcuch posiada odpowiednią sztywność boczną. O tak:

Taki sposób pracy działa tylko wtedy, kiedy odległość pomiędzy górną rolką a koronkami korby zawiera się w pewnych granicach. Za mała, zmiana będzie gwałtowna i szkodliwa dla napędu. Za duża, a łańcuch będzie prześlizgiwać się nawet po przetłoczeniach do zmiany biegów i w efekcie nic się nie stanie.

Poza może wzrostem frustracji rowerzysty i impulsywnym kupnem osprzętu z wyższej grupy.

Kluczowym zatem, dla sprawnego przerzucania, jest utrzymanie odległości pomiędzy górną rolką wózka a zębatkami w pewnych granicach. Robi się to na dwa sposoby.

Sposób pierwszy. Skośny pantograf przerzutki.

Kaseta w rowerze to stosik zębatek którego przekrój to mniej stożek ścięty. Kąt pomiędzy podstawą tegoż stożka a jego tworzącą nazywa się1 skosem kasety. Jeżeli przyjrzymy się z boku, to zobaczymy, że jeżeli pantograf przerzutki będzie nachylony pod kątem skosu, to górne kółeczko będzie pi*drzwi w stałej odległości od koronek.

Znaczenie tego faktu jest tak wielkie, że w 1964 roku SunTour dostał na to patent, zaś kiedy tenże wygasł dwie dekady później, to wszyscy producenci osprzętu wprowadzili na rynek przerzutki korzystające z tego usprawnienia.

Główną zaletą skośnego pantografu jest fakt, że pozycja kątowa wózka względem zawiasu A nie wpływa na odległość rolka-zębatka. Przez co wyeliminowany jest wpływ zawieszenia, czy różnicy rozmiaru przednich zębatek na zmianę biegów.

Ta metoda zarządzania pozycją górnego kółeczka posiada jednak istotną wadę. Mianowicie, przerzutka jest intymnie przystosowana do skosu obsługiwanej kasety. Z tego powodu przerzutki szosowe i górskie mają zwykle inny kąt tegoż skosu. W efekcie przerzutki MTB mają problemy z ciasnymi kasetami szosowymi i vice-versa. O znaczeniu tego faktu mogą poświadczyć wszyscy którzy próbowali przerzutkę Shadow ( 9, czy 10 rzędową ) pożenić z np, szosową kasetą 11-23.

Na przykład ja mogę potwierdzić.

Drugą, nieco mniej bolesną, wadą skośnego pantografu jest podatność przerzutek top-normal ( czyli "z normalną sprężyną" ) na fantomowe zmiany biegów podczas jazdy po wertepach. Mechanizm tego jest taki, że siła uderzenia o przeszkodę rozłoży się na składowe poziomą i pionową na pantografie. Składowa pozioma zaś spowoduje zmianę biegu.

Przy czym, bądźmy realistami – trzeba naprawdę sporego szlagu aby ten efekt wywołać.

Co ciekawe, przerzutki low-normal nie posiadają tej wady, gdyż naprężona linka, i w efekcie mechanizm manetki, blokuje możliwość ruchu pantografu pod wpływem uderzenia2.

Różnica skosu "projektowego" przerzutki oraz kasety jest głównym powodem słabej pracy napędów z rozszerzonym zakresem. Generalnie, mamy trzy sytuacje do rozpatrzenia:

Skos kasety i przerzutki się zgadza

Czyli wszystko działa, nie ma tematu. Sytuacja ta wygląda tak:

Skos kasety jest większy niż skos przerzutki.

Występuje to w przypadku stosowania przerzutki szosowej na kasecie MTB. Wygląda to tak:

Objawia się to tak iż – jeżeli wyregulujemy przerzutkę tak, że prawidłowa pozycja rolki będzie nad koronką 11T ( trajektoria czerwona na obrazku ), to gdzieś w okolicach końca kasety przerzutka zacznie się wspinać po koronkach, chrobocząc i hałasując. W skrajnych przypadkach zmiana biegu na dużych koronkach będzie wręcz niemożliwa. Jeżeli zaś ustawimy pozycję wózka tak, aby duże koronki były odpowiednio ustawione ( trajektoria niebieska ), to odległość rolki nad małymi zębatkami będzie tak duża, że zmiana biegu będzie niemożliwa.

Brzmi znajomo?

Dokładnie ta sytuacja występuje w przypadku kaset z adapterem 42T.

Czasem takie kombinacje napędu daje się wyregulować, w zależności od długości, offsetu i grubości ( serio! ) haka przerzutki, modelu tejże i innych geometrycznych kwestii. Generalnie jedna – loteria i to zawsze z obniżoną jakością pracy napędu. Co więcej, nawet jeżeli uda się uzyskać satysfakcjonującą jakość pracy tego napędu na nowych komponentach, to w miarę zużywania się napęd będzie coraz leniwiej zmieniać biegi.

Skos kasety jest mniejszy od skosu przerzutki

Sytuacja występuje kiedy próbujemy pożenić kasetę szosową z przerzutką MTB. Wygląda to tak:

Jeżeli w tej kombinacji ustawimy przerzutkę tak, aby rolka była w odpowiedniej odległości od najmniejszej koronki kasety ( znowu czerwona trajektoria ), to wózek będzie tak daleko od kasety na najlżejszych biegach, że zmiana biegów będzie praktycznie niemożliwa. Alternatywnie, jeżeli uda się ustawić odpowiednią odległość wózek-kaseta na najniższych biegach ( tym razem, znowu niebieska trajektoria ), to przerzutka będzie tak blisko małych zębatek, że nie będzie możliwa zmiana biegów.

Sytuacja ta występuje najczęściej wśród rowerów zjazdowych – gdzie notorycznie stosuje się górskie przerzutki wraz z szosowymi kasetami.

Przedstawiona analiza jest stosunkowo prosta, ale komplikuje ją jeden fakt. Przerzutki Shadow/SRAM są jednozawiasowymi – pozycja górnej rolki wózka zależy w nich tylko od pantografu i takich detali jak regulacja B czy długość haka przerzutki. W przypadku przerzutek dwuzawiasowych jest nieco inaczej. Sama idea jest taka sama, jednak dużo bardziej elastyczna natura dwuzawiasowej przerzutki sprawia, że łatwiej radzą sobie one z różnicą skosów. W praktyce tam gdzie Shadow już nie pracuje prawidłowo, dwuzawiasowiec jeszcze będzie sobie radził. W przypadku skrajnym oba rodzaje przerzutek zawiodą.

Drugą metodą prawidłowego ustalenia odległości rolka-kaseta jest przesunięcie górnego kółeczka względem zawiasu A przerzutki.

Metoda ta wykorzystuje ruch obrotowy wózka podczas pracy do przesuwania górnego kółeczka na odpowiednią pozycję. Metoda ta posiada dwie cechy których poprzednia metoda nie przejawia.

Zaleta: kąt wychylenia wózka zależy od jego wymiarów i rozmiarów koronek które przewidujemy na kasecie. Możemy w praktyce tak zaprojektować wózek, aby móc stosować kasety o różnych skosach na tym samym napędzie.

Wada nr 1: kąt wychylenia wózka zależy od jego wymiarów i rozmiarów koronek :) także na korbie, przez co zmiana biegu z przodu modyfikuje pracę napędu. Co więcej, podobny efekt ma pracujące zawieszenie.

Wada nr 2: w przypadku przesunięcia tylnego, trafienie w wertep, tudzież uginające się zawieszenie, powoduje, że kółeczko górne odsunie się od kasety, co może spowodować skakanie łańcucha po kasecie i różne związane z tym atrakcje.

Przesunięcie kółeczka można stosować dwojako.

Najczęściej stosowanym jest przesunięcie do tyłu, czyli dokładnie tak jak w starszych ( i najnowszych ) przerzutkach mtb od Shimano, oraz w np Sram XX1. Schematycznie, wygląda to tak:

Tylne przesunięcie powoduje, że w miarę obrotu wózka wokół zawiasu A, podczas wchodzenia na niższe biegi, górne kółeczko odsuwa się od profilu zębatki, podobnie jak w przypadku skośnego pantografu.

Wspomniany wcześniej Sram XX1 to flagowy przykład stosowania wyłącznie tej metody. Jednakże poza tym przypadkiem metoda ta jest zwykle kombinowana ze skośnym pantografem, dzięki czemu uzyskuje się mniejsze uzależnienie przerzutki od skosu kasety. Co więcej, połączenie skosu i przesunięcia nadaje górnemu kółeczku zakrzywioną trajektorię, lepiej dopasowującą się do typowej kasety. Całkowicie dodatkowo, połączenie skosu i przesunięcia pozwala stosować mniej skośny pantograf, eliminując część problemów z wertepami i losową zmianą biegów.

Drugą, nieco bardzo, całkowicie niszową opcją jest przesunięcie przednie.

Nie jestem świadomy komercyjnego stosowania takiego podejścia, a szkoda, gdyż od kilku miesięcy stosuję je w swoim rowerze szosowym, dostosowując, z powodzeniem, przerzutkę MTB do kasety 11-21.

W skrócie – przesunięcie przedniego górnego kółeczka kompensuje "ujemnie" skos przerzutki. Im większe wychylenie, tym bliżej górne kółeczko jest przysuwane do kasety. O tak:

Posiada to także dość istotną zaletę dla wszelakich zastosowań grawitacyjnych – pracujące zawieszenie, czy też wertepy przysuwają górną rolkę do kasety, zmniejszając prawdopodobieństwo straty łańcucha. Pewnym skutkiem ubocznym jest, że złe wyregulowanie takiej przerzutki, spowoduje, że mechanizm dociśnie górną rolkę tak mocno, że zmieli przerzutkę.

Istnieją dwa zastosowania takiego patentu.

Po pierwsze, notorycznie stosowane przerzutek z dużym skosem w rowerach zjazdowych w połączeniu z ciasną, szosową kasetą, powoduje kiepską pracę na niskich biegach. Zastosowanie wózka z przednim offsetem rozwiązuje ten problem. Przy okazji dodając większe bezpieczeństwo pracy napędu.

Po drugie, przez ostatnich kilka lat rozmiar kasety w rowerze szosowym dryfuje w kierunku coraz większych. W roku 2000 typowa szosówka miała kasetę 12-23. Wraz z wzrostem ilości przełożeń i trendów rynkowych, rozmiar ten dryfował na tyle, że dzisiaj dostępne są szosówki z kasetami 12-30 czy nawet 11-32. Czyli w sumie rozmiar który dwie dekady temu był nowością w MTB. Szosowe przerzutki podążyły za trendem i są dostosowane do skosu typowej kasety szosowej, czyli, jeżeli wierzyć Google, 11-28. To zaś powoduje, że jeżeli chcemy jeździć na 11-21, to nawet szosowe przerzutki nie będą potrafiły sprawnie tego obsłużyć. No i wtedy taki wózek jest rozwiązaniem.

W ostatnich latach kaseta z szerokim zakresem stała się faktycznym standardem. O ile w latach osiemdziesiątych koronka 28 była uważana za „dużą” to dzisiaj kasety z koronkami 36 zębnymi to standard, zaś na horyzoncie czai się 40 zębów. Konstrukcja przerzutek podążała za tymi zmianami, do stanu w którym możemy powiedzieć, że rzeczywiście wykształcają się dwie rodziny osprzętu. Najciekawsze zaś w tym jest to, że wciąż nie jesteśmy świadkami wprowadzenia rozwiązań naprawdę egzotycznych – np. wózka w którym kółeczka poruszają się niezależnie, czy rozwiązania z trójrolkowym wózkiem a'la EGS UpCage. Więc, może być ciekawie.