Was ist die Effizienz von Nabenschaltungen im Vergleich zu Umwerfern?

Was ist die Effizienz von Nabenschaltungen im Vergleich zu Umwerfern? Ich weiß, dass die Nabenschaltung nicht so effizient ist. Wie viel Leistung verliere ich, abgesehen davon, dass ich schwerer bin, wenn ich Nabenräder verwende?

Viel hängt vom Fahrer ab und davon, was Sie unter Effizienz verstehen .

Es ist einfach, ein Nabenschaltwerk jahrelang gut laufen zu lassen, aber ein nicht gewartetes Schaltwerk wird sehr schnell ineffizient. Dank eines Nabengetriebes kann die Kette bis auf den engagiertesten Radfahrer vollständig umschlossen werden. Eine geschlossene Kette ist effizienter, da sie sauberer und besser geölt ist.

Eine umschlossene Kette ermöglicht es Ihnen, mit sauberen Tüchern zur Arbeit zu gelangen, ohne dass Sie diese wechseln müssen. Dies spart viel Zeit. Sie müssen keine Zeit damit verbringen, einen Umwerfer einzustellen oder Ihre Kette zu reinigen, um die Effizienz Ihres Lebens zu steigern. Das Entfernen des Rads dauert jedoch länger, wenn Sie ein Nabengetriebe und eine geschlossene Kette haben.

Effizienz beim Schalten. Dies ist am wichtigsten in Städten mit vielen Ampeln. Mit einem Umwerfer müssen Sie schalten, bevor Sie anhalten, oder Sie legen einen hohen Gang ein. Mit einem IGH können Sie das Schalten beim Bremsen vergessen und eine Sekunde vor dem Treten den richtigen Gang für die nächste Beschleunigung einlegen. Es ist ein großer Unterschied für einen Pendler, der für einen Rennfahrer keine Rolle spielt.

Persönlich denke ich auf einem Rennrad:

• Nabenschaltgetriebe sind effizienter, wenn Sie im Alltag viele kurze Strecken mit dem Fahrrad zurücklegen möchten .
• Schaltwerke sind jedoch effizienter, wenn Sie es für sehr wichtig halten , schnell mit dem Fahrrad zu fahren, und bereit sind, die Arbeit in das Fahrrad zu stecken, die für einen sehr guten Wartungszustand erforderlich ist.

(Ich mag auch Nabenbremsen aus dem gleichen Grund)

Im Jahr 2001 veröffentlichten Kyle und Berto einen Vergleich der mechanischen Effizienz mehrerer Konfigurationen von Umwerfern und innenverzahnten Naben in Human Power, den Sie hier finden . Unter den getesteten Systemen befanden sich ein Shimano MTB-Umwerfersystem, eine Sturmey-Archer 3-Gang-Nabe, die Shimano 7-Gang-Nexus-Nabe und die 14-Gang-Rohloff-Nabe. Es ist bekannt, dass MTB-Umwerfersysteme hinsichtlich der Kraftübertragung weniger effizient (verlustbehaftet) sind als "Rennrad" -Umwerfersysteme. Beachten Sie insbesondere Abb. 12 in dem zitierten Link, der den durchschnittlichen Wirkungsgrad bei drei verschiedenen Leistungsstufen für das Schaltwerk mit internem Getriebe und das MTB-Schaltwerk vergleicht. Spicer (2000) hat den Wirkungsgrad der Kraftübertragung eines idealen kettengetriebenen Systems bei ungefähr 98% gemessen, so dass Sie erwarten würden, dass der maximale Wirkungsgrad erreicht wird.

Es hängt vom Modell ab, das Sie erhalten, aber die Leistungsfähigkeit ist im Allgemeinen vergleichbar. Umwerfer, die sich in einem wirklich guten Zustand befinden und ordnungsgemäß geschmiert sind, sind effizienter, aber geringfügig und aufgrund der Bedingungen in der realen Welt oft weniger effizient.

Das sagt zumindest das Wiki:

http://en.wikipedia.org/wiki/Hub_gear

Ich habe ein Rennrad mit einem 3x9-Umwerfer, ein kleineres Fahrrad mit einem 7-Gang-Nexus und ein Brompton, das tatsächlich eine Nabe und einen Umwerfer für einen niedrigen / hohen Gang hat. Die anderen Überlegungen (Reifengröße, Druck usw.) sind wahrscheinlich weitaus wichtiger als das Getriebe. Für einfaches Schalten und Warten sind Naben keine Frage.

Neuere Hubs gelten allgemein als effizienter (Shimano Alfine vs Nexus, so etwas). Außerdem hat Shimano einen 11-Gang, der eine andere Art von Schmiermittel hat als üblich, und soll eine verbesserte Effizienz haben, aber ich denke, wir werden nicht viel wissen, bis es raus ist.

Dann ist da noch der Rohloff. Viel zu teuer in der Anschaffung, zeigt aber, was ein guter Hub alles leisten kann:

http://hubstripping.wordpress.com/speedhub-rohloff/

Nehmen wir an, in den Niederlanden werden die meisten Fahrräder als Transportmittel für den persönlichen Gebrauch verwendet. Der Hauptgrund ist der sehr geringe Wartungsaufwand und natürlich die Tatsache, dass Sie eine ordnungsgemäße Kettenabdeckung erhalten. Zur Verwendung als Transportmittel

Im Allgemeinen kommt es auf die Nabe und den Radfahrer an. Mein Bauch und meine Erfahrung mit den beiden 3-Gang-Nabengetrieben, die ich besitze (SRAM- und Nexus-Naben), legen nahe, dass beim Treten nicht viel Energie geopfert wird.

Ich weiß nicht, wie viel verloren ist, aber es gibt definitiv einige. Ich verliere mit meiner Nabe (Nexus 7) schneller an Geschwindigkeit als mit einer Freilaufkonstruktion. Dies wird dadurch bestätigt, dass die Kurbel an einem Stimmständer gedreht wird und festgestellt wird, wie viel schneller das Rad aufhört, sich zu drehen, als mit einem Freilauf.

Wenn ich auf dem Stimmständer die Kurbel langsam nach hinten drehe, beginnt sich das Rad nach hinten zu drehen, was bei einem Freilauf (oder zumindest in einem geringeren Ausmaß) niemals der Fall ist.

Beide sagen mir, dass die Nabe einen etwas höheren Innenwiderstand erzeugt als die Lager und der Ratschenmechanismus eines Freilaufs.

Die obige Tabelle zeigt an, dass interne Naben im Vergleich zu einem Umwerfer möglicherweise 2,5% an Effizienz verlieren.

Das und das etwas höhere Gewicht sind wahrscheinlich der Grund, warum alle Rennfahrer Umwerfer verwenden.

Es gab kürzlich eine Studie des FahrradZukunft Magazins, die in diesem ausgezeichneten Artikel gut zusammengefasst ist . Die Ergebnisse sind in der folgenden Grafik zusammengefasst:

Die dunkelrosa Linie stellt ein Singlespeed-Getriebe dar, das zu 97% effizient ist (ein typischer Wert für ein Umwerfersystem liegt mit 95% etwas niedriger).

Wie Sie sehen können, hängt die Effizienz der Nabenschaltung davon ab, in welchem ​​Gang Sie sich befinden, da für jeden Gang eine andere Anzahl von beweglichen Teilen eingelegt werden kann. Insgesamt ist der Rohloff Speedhub der klare Sieger, zuletzt der Nuvinci CVT-Hub. Wie der Artikel sagt, entspricht dies bei einer Leistung von 200 W einer Differenz von 22 Watt, was ziemlich bedeutend ist.

Persönlich habe ich festgestellt, dass die Belastung durch die Nabenschaltung zwar nicht sehr hoch ist, aber einen Preis, der sich zum Beispiel für ein ganzjähriges Pendlerfahrrad auszahlt.

Ich kann nur die grundlegenden Shimano Acera- und Deore (3x8) -Deraileure mit der 14-Gang-Nabe von Rohloff vergleichen, aber dies sind meine Beobachtungen in Bezug auf die Effizienz. Hierbei wird zwischen Tritt- und Schaltleistung unterschieden . Ich werde beides erwähnen, da ich nicht weiß, welches du meintest.

Auf dem Rohloff-Hub

• In den meisten Gängen scheint es im Vergleich zu einem direkt angetriebenen Fixed-Gear-Fahrrad (subjektiv, wie ich weiß) keinen Verlust an Tretkraft zu geben. Die Gänge 7 und 12 machen Geräusche und wirken etwas weniger effizient.
• Ein Gangwechsel ist immer dann nicht möglich, wenn eine erhebliche Kraft auf die Antriebskette einwirkt.
• Zum Schalten ist eine kurze Trittpause erforderlich.
• Im Stillstand oder im Leerlauf kann in einen beliebigen Gang geschaltet werden.
• Der Zahnrad-Zoll-Wechsel zwischen den Zahnrädern ist einfach und vorhersehbar (ungefähr derselbe Prozentsatz pro Klick).

Auf einer Entgleisung

• Ein kleiner Teil der Tretkraft scheint dem Stützrad verloren zu gehen. Dies ist nur dann von Bedeutung, wenn es verschmutzt ist oder einer der Schalthebel falsch ausgerichtet ist. Mehrere Gänge sind aufgrund des Kettenwinkels laut / ineffizient.
• Das Schalten ist manchmal schwierig, wenn eine große Kraft auf die Antriebskette wirkt. Es hängt davon ab, welche Änderungen vorgenommen werden, einige sind wirklich einfach und reibungslos, andere brauchen etwas Pflege.
• Zum Schalten ist keine Pause zum schnellen, sanften Treten erforderlich.
• Gangwechsel nur beim Treten möglich.
• Zwei Schalthebel bedeuten, dass das schnelle Schalten in einen Gang vorhersehbarer Länge eine Fähigkeit ist, die ein wenig Nachdenken erfordert.

YMMV, aber ich finde den Rohloff effizient und einfach zu bedienen. Wir verwenden es für ein Tandem, daher kann es sein, dass die Pause, die beim Schalten benötigt wird, auf einem Solo-Fahrrad weniger störend ist.

Ich erwarte jedoch auch, dass ein erfahrener Rennfahrer seine hochspezialisierten Gänge viel schneller und effizienter schalten kann als alle anderen Nabenschaltungen, und dies könnte bedeuten, dass Entgleisungsfahrzeuge die einzige Option für Rennen sind. Das und die Tatsache, dass man sie anscheinend nicht mit Prominenten in Verbindung bringen kann.

In meiner 1-monatigen Erfahrung mit der Deore-Nabe (11-Gang?) Mit internem Getriebe im Vergleich zu gut gewarteten Umwerfersystemen von vergleichbarer Qualität und Neuheit weist die Nabe mit internem Getriebe einen merklichen internen Verlust auf. Beachten Sie, dass dieser Test vor etwa einem Jahr durchgeführt wurde. Am Ende gab ich das Fahrrad zurück.

Erster Test (Leerlaufverlust): Drehen Sie die Kurbel ein paar Mal und lassen Sie das Rad drehen. Sehen Sie, wie lange es noch dreht. Hier erfahren Sie, wie viel Energie im Hub verloren geht. Nach meiner Erfahrung ist der Verlust spürbar.

Zweiter Test (Leistungsverlust): Drehen Sie die Kurbel bei einem ähnlichen Übersetzungsverhältnis etwa eine Minute lang mit fester Geschwindigkeit. Sie erhalten eine Vorstellung davon, wie viel Energie erforderlich ist, um die Räder schnell und gleichmäßig drehen zu lassen. Vergleichen Sie die beiden Energieeinträge.

Ich habe das gleiche Elektrofahrrad mit einem Bafang 1kw Mid Drive und einem Daumengas aufgebaut. Ich lief.3 verschiedene Getriebe mit gleichen Achsübersetzungen. Das erste Setup wurde mit einem Shimano Nexus 8 durchgeführt, die Höchstgeschwindigkeit betrug 70 km / h. Träge. 2. war mit einem Sturmey Archer. Höchstgeschwindigkeit 45 Meilen pro Stunde Ich lief es mit einem Derallier und bekam 49.5 Meilen pro Stunde. Die maximale Drehzahl auf dem Moyor war für alle 3 mit einer vollen Batterie gleich. Dies ist tatsächlich eine große prozentuale Veränderung. Während es nur eine Steigerung von 4,5 Meilen pro Stunde mag, ist die Energie, die benötigt wird, um diese zusätzlichen Meilen pro Stunde zu erreichen, ziemlich bedeutend. Denken Sie daran, Ihre Geschwindigkeit um das 8-fache zu verdoppeln. Eine zusätzliche Geschwindigkeit von 4,5 km / h bedeutet also wahrscheinlich mehr als 10% mehr Leistung für das Rad, als vom Getriebesystem absorbiert wird. Ich bin damit einverstanden, dass sie nett und ordentlich sind, aber jetzt baue ich alle meine Elektroräder mit derallier. Ich bekomme merklich mehr Meilen pro Batterie ... ungefähr 10% mehr zufällig!

Hierzu gibt es verschiedene Studien. Einige haben sie zitiert. Die objektive Antwort ist, dass Nabenräder im Allgemeinen weniger effizient sind als Umwerfer.

Letztes Jahr war mein Fahrrad ein Ridgeback World Journey, ein schwerer Stahltourer mit einer Alfine 8-Nabe und Drop Bars.

Diesen Sommer habe ich einen Tourer mit einem Ridgeback Panorama Deluxe erfunden. Immer noch ein schwerer Stahltourer. Ich habe nicht viel auf das Bauteilgewicht geachtet.

Beide Bikes sind sich sehr ähnlich, aber der Panorama ist ein 3x9-Umwerfer, der World Journey ist Alfine 8. Also effektiv das gleiche Bike mit unterschiedlichen Getrieben.

Hier ist eine zahllose, aber dennoch objektive Antwort. Mit dem Fahrrad im Ständer kann ich das Hinterrad drehen und loslassen. Das Umwerferrad dreht sich sehr lange weiter, das Nabenrad wird schnell langsamer.

Subjektive Antwort - das Umwerferrad fährt sich viel besser. Als ich diesen Sommer eine schottische Insel erkundete, konnte ich ein wenig radeln und dann für eine lange Zeit die Küste entlang fahren, sogar im Flachland. Ich könnte das nie mit dem Nabenrad machen. Ich glaube, ich konnte den Widerstand spüren.

Der Gesamtgewichtsunterschied der beiden Getriebesysteme ist anscheinend nicht so groß. Aber mit dem Nabengetriebe liegt das ganze Gewicht am hinteren Ende. Ich habe die Reifen zwischen den beiden Motorrädern ausgetauscht, sodass an einem Punkt beide Hinterräder ausgeschaltet waren. Wieder zahllos, aber es gab einen großen Gewichtsunterschied. Dieses schwere Ende des Rückens macht das Motorrad "träge", denke ich.

Ich hatte in der Vergangenheit immer Nabenfahrräder. Es scheint eine großartige Idee zu sein, und das Wechseln der Ausrüstung während des Schreibens ist nützlich. In Kombination mit Rollenbremsen könnte es der ultimative Pendler sein (ich habe eine Carrera Subway 8, die genau dieses Setup hat).

Aber sie haben viele Nachteile:

1. Der Schaltbereich ist schmaler als bei einem Umwerfersatz. Es ist vielleicht egal, wo Sie sich befinden, aber der untere Gang ist bei meinem Alfine nicht wirklich niedrig genug.

2. Sie fühlen sich für mich "träge" an.

3. Das hintere Ende ist schwer, und wenn Sie Hecktaschen haben, SEHR schwer, so erhöhen Sie die Wahrscheinlichkeit von Prisen und benötigen einen höheren Reifendruck.

4. Das Auswechseln des Hinterrads für Wohnungen ist schwierig. Sie können keinen QR haben, und Sie müssen etwas mit sich führen, um das Kabel abzuhaken (zumindest bei Shimano). So haben Sie mehr Werkzeuge zu tragen, insbesondere einen 15-mm-Schraubenschlüssel und einen 2-mm-Inbusschlüssel. Auf dem Fahrradständer ist es etwas umständlich. Bei Dunkelheit / Regen wäre es ein schrecklicher Job. Ist eine schreckliche Arbeit, ich habe es geschafft.

5. Sie haben nur eine sehr begrenzte Auswahl an Wechslern, wenn Sie Drop-Bars verwenden möchten.