Дюймы передач — это имперская мера, соответствующая диаметру в дюймах ведущего колеса велосипеда пенни -фартинг с эквивалентной ( прямой передачей ) передачей. Широко используемая метрическая альтернатива известна как метры развития или расстояние выката , которое указывает, сколько метров проходит велосипед за один оборот кривошипа.
В отличие от передаточного числа, которое является относительной мерой передаточного числа велосипеда и дает представление о механическом преимуществе различных передач, оно в сочетании с диаметром колеса определяет, насколько далеко велосипед продвигается вперед за один оборот педали или кривошипа .
Типичные передаточные числа на велосипедах варьируются от очень низких или легких передач около 20 дюймов передач (1,6 метра за оборот), через средние передачи около 70 дюймов передач (5,6 м), до очень высоких или тяжелых передач около 125 дюймов передач (10 м). Как и в автомобиле, низкие передачи предназначены для подъема в гору, а высокие передачи — для быстрой езды.
Когда высокий уиллер или пенни-фартинг были «обычной» формой велосипеда, сравнительный диаметр ведомого колеса в дюймах был показателем относительной скорости и усилия. 60-дюймовое колесо приводило велосипед в движение быстрее, чем 50-дюймовое, когда оба вращались с одинаковой частотой . Технология высокого уиллер налагала естественное ограничение — 60-дюймовое колесо было примерно максимальным размером, который могли оседлать ноги обычного размера. Когда «безопасные» колеса заменили «обычные», цепи и звездочки позволили маленьким колесам вращаться быстрее, чем педальные шатуны. В результате 28-дюймовое колесо можно было заставить двигать велосипед с той же скоростью, что и 60-дюймовое колесо. Тогда говорили, что такой велосипед имел передачу на 60 дюймов и приводился в движение так же, как обычный с 60-дюймовым колесом. Таким образом, на велосипеде с передаточным числом 72 дюйма один оборот педалей продвигает велосипед на расстояние, которое 72-дюймовое колесо проехало бы за один оборот.
Дюймы зубчатых передач выражают передаточное отношение в единицах диаметра эквивалентного колеса с прямым приводом и рассчитываются следующим образом:
Эта формула предполагает, что любая шестерня ступицы находится в прямом приводе. Для других передач необходим дополнительный фактор (многие онлайн-калькуляторы передач имеют эти факторы, встроенные для обычных шестерен ступицы).
Для простоты «дюймы шестерни» обычно округляются до ближайшего целого числа.
Например, предположим, что ведущее колесо на самом деле имеет диаметр 26 дюймов. Если передняя и задняя звездочки имеют одинаковое количество зубцов, один поворот педалей производит ровно один оборот ведущего колеса, как если бы педали напрямую приводили в движение ведущее колесо. Такая комбинация шестерен и колеса называется «26 дюймов передач». Если передняя звездочка имеет 48 зубцов, а задняя звездочка — 24 зубца, то каждый поворот педалей производит два оборота заднего колеса. Это эквивалентно удвоению размера ведущего колеса; то есть это похоже на велосипед с прямым приводом и 52-дюймовым колесом. Такая передача называется «52 дюйма передач».
Велосипед с 26-дюймовым колесом, 48-зубчатой передней звездой и кассетой с числом зубьев от 11 до 34 имеет низшую передачу 26 × 48/34 = 37 дюймов передач и высшую передачу 26 × 48/11 = 113 дюймов передач.
Для велосипедов с колесами 700c некоторые велосипедисты указывают дюймы передач, исходя из номинального диаметра колеса 27 дюймов, что соответствует старому британскому размеру шин 27 x 1+1 ⁄ 4 " (ETRTO 630). Строго говоря, диаметр качения колеса 700c может быть значительно больше или меньше 27", в зависимости от размера шины, например, около 27,5" для шины 700x38 или чуть больше 26" для шины 700x20. Это может стать источником некоторой путаницы при сравнении передач, если только не ясно, были ли рассчитаны дюймы передач с использованием фактического размера колеса или условных 27".
Один из способов оценить диаметр колеса — это добавить удвоенное номинальное поперечное сечение шины к диаметру обода. Например, рассмотрим шину 700c × 23 мм , номинальное поперечное сечение которой составляет 23 мм. Колеса 700c имеют диаметр обода 622 мм. Следовательно, диаметр колеса составляет (2 × 23 мм) + 622 мм = 668 мм , что равно 26,3 дюйма (округлено до 1 десятичного знака). Колеса горного велосипеда диаметром 26 дюймов имеют диаметр обода 559 мм. Это игнорирует факторы, которые влияют на фактический радиус качения шины и обода вместе: вертикальное отклонение шины над пятном контакта и разницу между заявленным производителем размером и фактическим радиусом шины в установленном и накачанном состоянии.
Дюймы передач, а также частоту вращения педалей можно преобразовать в скорость следующим образом:
Расстояние выката , также известное как метры развития , — это измерение, которое определяет, сколько метров проходит велосипед за один оборот шатуна. Его можно рассчитать по формуле:
или эквивалентно:
Таким образом, дюймы передач и развитие отличаются на коэффициент π, умноженный на преобразование из имперской системы в метрическую. Чтобы перевести дюймы передач в метры развития, умножьте на 0,08 (точнее: 0,0254π).
Следующая теоретическая таблица показывает метры, пройденные за один оборот педали для типичной комбинации обода 622 мм (700C) с шиной 23 мм. На практике результат будет зависеть от профиля шины и других факторов.
До 2023 года UCI ограничивал расстояние выката для юниоров 7,93 метра (~99 дюймов по передаточному числу передач). [1] [2]
Некоторые национальные федерации велоспорта ограничивают дистанцию разгона для молодых гонщиков. [3] [4]
Например, до 2023 года распространенная младшая передача имела 52 зуба на самом большом кольце на кривошипе и 14 зубьев на самой тяжелой шестерне, доступной на заднем колесе. [5] В сочетании с колесом 700c (диаметр 622 мм) и размером шины 23 мм (что приблизительно добавляет 2×23 мм к диаметру колеса) это дает приблизительный диаметр 0,645 метра (в зависимости от различных факторов, таких как давление воздуха, шина и обод), в результате чего расчетное расстояние выката составляет: π ⋅ 0,668 м ⋅ 52 ⁄ 14 ~ 7,53 м
И «дюймы передачи», и «метры развития» связаны с расстоянием, пройденным за один оборот педалей, и в конечном итоге являются способами указания механического преимущества трансмиссии, но ни один из них не учитывает длину шатуна, которая может варьироваться от велосипеда к велосипеду. Шатун — это плечо рычага. Если два велосипеда имеют разную длину шатунов, но в остальном идентичны, более длинное плечо рычага дает большее механическое преимущество. Чтобы учесть это, Шелдон Браун предложил систему измерения передач, называемую коэффициентом усиления , которая рассчитывается путем деления расстояния, пройденного велосипедом, на расстояние оборота оси педали за один оборот шатуна. Он утверждал, что она также имеет то преимущество, что является безразмерной .
