Ist der Antrieb mit einem Kettenblatt der neue Trend für Rennräder?
Sofern Sie sich nicht mit einem engagierten Team von Mechanikern an Ihrer Seite auf professionelle Rennen vorbereiten, ist das Cervélo-Fahrrad mit einem Kettenblatt von Jonas Vingegaard, das er 2023 freudig auf den Champs-Élysées in die Höhe stemmte, um seinen zweiten Tour de France-Sieg zu feiern, nicht wirklich jedermanns Sache.
Einige Teams und Fahrer setzten bei den klassischen Rennen in diesem Frühjahr Antriebsstränge mit nur einem Kettenblatt ein, was eine neue Debatte darüber auslöste, ob dieser Ansatz im Straßenradsport überhaupt angebracht ist.
Tatsächlich bieten Systeme mit einem Kettenblatt in manchen Fällen Vorteile, und die jüngsten Entwicklungen in der Nabenschaltungstechnologie könnten revolutionär sein. Um ehrlich zu sein, erscheint eine vollständige Revolution der Einkettentechnologie im Straßenradsport jedoch immer noch unwahrscheinlich.
Moderne Umwerfer sind meiner Meinung nach einfach zu fantastisch, um sie wegzulassen. Normalerweise überwiegen die Vorteile, sie beizubehalten, die Nachteile, die man dafür in Kauf nehmen muss.
Wann ist ein 1-Kettenblatt-Antrieb beim Rennrad sinnvoll?
Bei Rennrädern haben Einzelkettenantriebe Vorteile (und Nachteile). Ein System mit einem Kettenblatt kann alle Übersetzungsverhältnisse bieten, die Sie benötigen, und ist gleichzeitig einfacher zu bedienen (kein Ärger mit dem Umwerfer), wenn Sie auf einigermaßen ebenem Boden fahren und keine große Gangbreite benötigen.
Es kann auch die Aerodynamik verbessern. Je nachdem, welchen Umwerfer Sie entfernen, kann man laut AeroCoach in Großbritannien mit ihrem ARC 1x Aero-Kettenblatt bei 1 km/h zwischen 4 und 30 Watt einsparen. Obwohl diese Verbesserung gering erscheint, wird sie immer häufiger bei Zeitfahr- und Bahnrädern eingesetzt.
1x Aero-Kettenblätter erfreuen sich bei Zeitfahrrädern zunehmender Beliebtheit.
Natürlich kann das Hinzufügen einer Kettenführung zur Verhinderung von Kettenabwürfen einige der aerodynamischen Vorteile beeinträchtigen. Allerdings kann diese Konfiguration im Vergleich zu einem 2x-System eine größere Kettensicherheit bieten, was bei harten Rennen wie Paris-Roubaix entscheidend sein kann. Beispielsweise verwendete Wout van Aert bei Mailand-San Remo und Paris-Roubaix 1 einen 2023x SRAM Red eTap AXS-Antriebsstrang, wahrscheinlich aus genau diesem Grund.
Je nach Konfiguration kann ein Antrieb mit nur einem Kettenblatt auch das Fahrradgewicht reduzieren. Spezielle Kletterräder sind beispielsweise fast immer mit einem System mit nur einem Kettenblatt ausgestattet. Für Fahrer, die auf jedes Gramm Gewichtsersparnis aus sind, ist dies ein erheblicher Vorteil.
Kletterräder werden häufig mit einem 1x-Antrieb ausgestattet, da dieser leichter ist und keine zwei Kettenblätter erfordert.
Die Nachteile von Einzelkettenblatt-Antrieben bei Rennrädern
Obwohl Antriebe mit einem Kettenblatt in manchen Fällen erhebliche Vorteile bieten, sind auch einige klare Nachteile damit verbunden.
Wenn Sie Ihren Umwerfer und ein Kettenblatt weglassen, verringert sich die Anzahl der Übersetzungsverhältnisse und Gänge Ihres Fahrrads natürlich drastisch. Die Verwendung einer Kassette mit großem Übersetzungsbereich oder die sorgfältige Wahl der Kettenblattgröße, die zu Ihrem Fahrrad passt, hilft Ihnen, dies teilweise auszugleichen. Wenn Sie jedoch versuchen, die Anpassungsfähigkeit eines 2x-Systems zu erreichen, sind normalerweise Zugeständnisse erforderlich.
Kompaktere Kassetten bieten bei 2x-Antrieben mehr Flexibilität beim Finden der optimalen Trittfrequenz.
Beispielsweise wiegen Kassetten mit großem Übersetzungsbereich, die die Übersetzungsbandbreite einer 2-fach-Anordnung nachbilden sollen, normalerweise mehr als kompaktere Kassetten. Kritischer ist jedoch, dass sie manchmal größere Gangabstände aufweisen, was zu einem holprigen Schaltgefühl führt. Auf der Straße, wo Steigungsunterschiede normalerweise geringer ausfallen als im Gelände, kann dies sehr ärgerlich sein. Je größer die Abstände zwischen den Übersetzungsverhältnissen sind, desto schwieriger kann es sein, die ideale Trittfrequenz für bestimmte Umstände zu finden.
Mit 1x-Antrieben verwendete Kassetten mit großem Übersetzungsbereich, wie etwa die Campagnolo Ekar 9-42t, bieten eine beeindruckende Übersetzungsbandbreite, gehen aber auch mit Kompromissen einher.
Kleinere Gänge bringen noch ein weiteres Problem mit sich. Systeme wie SRAM AXS oder Campagnolo Ekar sind tendenziell weniger effizient, da sie 10- oder sogar 9-Zahn-Ritzel in Verbindung mit kleineren Kettenblättern verwenden. Das liegt daran, dass sich die Kette bei kleineren Ritzeln abrupter biegen muss als bei größeren, was zu einem höheren Energieverlust führt. Obwohl SRAM behauptet, dass dies kein „echtes Cross-Chaining“ sei, zieht ein 1x-System die Kette an beiden Enden der Kassette in extremere Winkel als ein 2x-System. Wenn sonst alles unverändert bleibt, erhöhen diese Elemente die Reibung des Antriebsstrangs, sodass weniger Kraft auf die Reifen übertragen wird als bei einer 2x-Anordnung.
Der 3x-Antrieb des ursprünglichen 1T Strada ist möglicherweise aerodynamischer, könnte jedoch auch weniger effizient sein.
Wie viel Effizienz wird dann verschwendet? VeloNews und CeramicSpeed haben im Mai 2019 Experimente durchgeführt, bei denen die Reibungseigenschaften von 1x- und 2x-Antrieben verglichen wurden. Ihre Ergebnisse waren faszinierend; wir werden als Nächstes ihre Testverfahren und Daten genau untersuchen und dann einige Berechnungen durchführen, um herauszufinden, wie sich diese Reibungsverluste auf Ihre Fahrgeschwindigkeit auswirken könnten.
Test
VeloNews/CeramicSpeed hat zwei verschiedene Antriebsstrang-Setups getestet:
1X Antrieb: Mit SRAM Force 1-Schaltwerk, 48-Zahn-Einzelkettenblatt, PC-1170-Kette und 10–42-Zahn-Kassette.
2X Antrieb: Mit Shimano Ultegra-Schaltwerk, 53/39-Zahn-Kettenblatt, HG701-Kette und 11-34-Zahn-Kassette.
Diese Antriebsstränge wurden ausgewählt, da ihr Übersetzungsbereich einen Vergleich der Reibungsverluste bei gleichen Übersetzungsverhältnissen ermöglicht. Installation beider Antriebsstränge auf einem Testaufbau, der Reibungsverluste für jede Gangkombination berechnen kann. Die Maschine lieferte 250 Watt Leistung, während sie einen Fahrer simulierte, der mit 95 U/min in die Pedale tritt.
Kettenlinienausrichtung:
Während der 2X-Antrieb das 53-Zähne-Kettenblatt mit dem fünftkleinsten Zahnrad und das 5-Zähne-Kettenblatt mit dem achtkleinsten Zahnrad verband, war der 39X-Antrieb so angeordnet, dass er am fünftkleinsten Zahnrad eine gerade Linie aufwies.
Ceramic Speed entfernte auch die werkseitige Schmierung und schmierte mit dem gleichen Mineralöl neu. Der Testlauf dauerte für beide Ketten gleich lang.
Note: CeramicSpeed hat bereits herausgefunden, dass die Verwendung eines 1X-Kettenblatts anstelle eines 2X-Kettenblatts mit gleichmäßigen Zähnen nicht zu einer erhöhten Reibung führt. Außerdem haben sie herausgefunden, dass die Reibung nicht durch Schaltrollen des Schaltwerks beeinflusst wird.
Ergebnisse
Einige Schlussfolgerungen aus den Ergebnissen:
- Bei höheren Übersetzungsverhältnissen nehmen die Reibungsverluste im Allgemeinen zu.
- Der 2X-Antrieb ist in jedem Gang effizienter (vorausgesetzt, Sie schalten nach 39 x 21 Zähne auf das größere Kettenblatt).
- Die Unterschiede bei den Reibungsverlusten reichen von 1 Watt (48 x 21 t/53 x 23 t) bis zu 6 Watt (48 x 10/53 x 11).
- Der 1X-Antrieb weist bei einer perfekten Kettenlinie (48 x 18 Zähne) einen höheren Reibungsverlust auf als der 2X-Antrieb (53 x 19 Zähne).
- Die Effizienz des 1X-Antriebs reicht von 96.0 % bis 92.4 %, mit einer durchschnittlichen Effizienz von 95.1 %.
- Die Effizienz des 2X-Antriebs reicht von 96.8 % bis 94.8 %, mit einer durchschnittlichen Effizienz von 96.2 %.
Der 1X-Antrieb hat einen durchschnittlichen Reibungsverlust von 12.24 Watt, stellte CeramicSpeed fest. Dies konnte ermittelt werden, indem die Antriebsverluste aller 11 Gänge addiert und dann durch 11 geteilt wurden. Für den 2X-Antrieb wurden die 15 besten Gänge addiert und durch 15 geteilt. Mit 9.45 Watt beträgt der durchschnittliche Unterschied zwischen den beiden Antrieben etwas weniger als 3 Watt.
Warum ist 1X weniger effizient als 2X?
Eine Kette erzeugt vier grundlegende Reibungsarten. Die offensichtlichste ist der Biegewinkel der Kette, der das Schleifen der Kettenplatten an den Zahnrädern verstärkt. Entscheidend wichtige Aufgaben fallen auch Kettenspannung, Kettengelenk und Kettengeschwindigkeit zu.
Kettenspannung: Besonders bei kleineren Kettenblättern und Ritzeln führt mehr Spannung zu mehr Druck zwischen Kette und Kettenblatt bzw. Kassette.
Kettengelenkigkeit: Hiermit ist der Grad der Biegung an den Kettenbolzen gemeint. Höhere Reibung entsteht, wenn man die Kette um kleinere Zahnräder wickelt.
Kettengeschwindigkeit: Dies ist die Anzahl der Gangwechselwirkungen pro Minute, die mit einer Reduzierung der Kettengröße steigt.
Ein 1X-Antrieb kann letztlich keine exakt gerade Kettenlinie über den gesamten Gangbereich hinweg beibehalten. Sein kleineres Kettenblatt erzeugt eine höhere Kettengeschwindigkeit, erfordert eine stärkere Biegung der Kette auf niedrigeren Zahnrädern und erhöht die Kettenspannung.
Diese zusätzlichen Elemente helfen zu erklären, warum ein 1X-Antrieb selbst bei geradlinigen Kettenlinien immer noch über 2 Watt mehr Leistung bringt als ein 2X-Antrieb. Es erklärt auch, warum das 48x21t-Getriebe die geringste Reibung aufweist, obwohl seine Kettenlinie nicht ganz gerade ist: Eine verlangsamte Kettengeschwindigkeit und eine reduzierte Kettenartikulation sparen mehr Reibung, als dies bei einer geraden Kettenlinie der Fall wäre.
Was ist der Geschwindigkeitsunterschied zwischen Antriebssträngen?
Jetzt kommt der interessante Teil!
Die richtigen FahrradCalckönnen wir die Geschwindigkeit des Fahrrads bei jedem Übersetzungsverhältnis für 700x44C-Räder mit einer Trittfrequenz von 95 U/min bestimmen. Dann geben wir die Leistungsabgabe (231–242 Watt, je nach Gang) und das Gewicht von Fahrer und Fahrrad (85 kg) ein in Fahrradrechnerkönnen wir die Geschwindigkeits- und Zeitunterschiede über 100 km berechnen.
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Minimaler Wirkungsgradunterschied:
Bei 48x21t (1X) und 53x23t (2X) fahren Sie mit 29.12 km/h bei 95 U/min. Ein Unterschied von 1 Watt führt zu einer 0.06 km/h Geschwindigkeitsvorteil für den 2X-Antrieb. Über 100 km braucht der 1X-Antrieb 25 Sekunden länger (0.2 % langsamer). -
Größtes Zahnrad:
Bei 48x10t (1X) und 53x11t (2X) fahren Sie mit 61.28 km/h bei 95 U/min. Ein Unterschied von 6 Watt führt zu einer 0.14 km/h Geschwindigkeitsvorteil für den 2X-Antrieb. Über 100 km braucht der 1X-Antrieb 14 Sekunden länger (0.3 % langsamer). -
Kleinstes Getriebe:
Bei 48x42t (1X) und 39x34t (2X) fahren Sie mit 14.49 km/h bei 95 U/min. Ein Unterschied von 2.5 Watt führt zu einer 0.15 km/h Geschwindigkeitsvorteil für den 2X-Antrieb. Über 100 km braucht der 1X-Antrieb 3 Minuten und 50 Sekunden länger (0.9 % langsamer).
Umwerfer sind schon erstaunlich
Ein Hauptgrund, warum ich bei meinem Rennrad in nächster Zeit nicht auf 1X umsteigen werde, ist ganz einfach: Die Umwerfer sind mittlerweile einfach zu gut! Sowohl die Vor- als auch die Nachteile von 1X!
Moderne Rennradgruppen haben eine einfach unglaubliche Schaltleistung vorne. Besonders bei elektronischen Gruppen, deren Schaltleistung vorne mittlerweile der „Goldstandard“ ist. Obwohl viele Leute – mich eingeschlossen – Shimano als die Nummer Eins in dieser Branche betrachten, sind SRAM und Campagnolo nicht weit dahinter.
Selbst mechanische Gruppen bieten heute hervorragende Schaltvorgänge vorn. Natürlich kann falsches Schalten oder schlechte Einstellung immer noch zu Problemen führen. Dennoch ist das Schalten vorn inzwischen so weit fortgeschritten, dass es sich nicht mehr wie ein Problem anfühlt, das Aufmerksamkeit erfordert.
Der 105 R7000-Antriebsstrang, das Flaggschiff von Shimano, bietet einwandfreies Schalten vorne zu einem erschwinglichen Preis.
Ist der Classified Powershift Hub eine bahnbrechende Neuerung?
Die Classified Powershift-Nabe verfügt über eine faszinierende Technologie, die offenbar gute Leistung bringt, derzeit jedoch recht teuer ist.
Die Classified Powershift-Nabe ist ein faszinierendes Stück Technologie, das scheinbar gute Leistung bringt, aber nicht billig ist.
Dieses Nabengetriebesystem verfügt über ein drahtlos gesteuertes 2-Gang-Planetengetriebe, das in die Hinterradnabe integriert ist. Es wird oft als „Umwerfer-Killer“ gepriesen, aber ich glaube nicht, dass es diese Krone in naher Zukunft erringen wird. Es behebt jedoch viele der Nachteile, die mit Antrieben mit einem Kettenblatt verbunden sind – und bietet uns in Zukunft vielleicht das Beste aus beiden Welten.
Für die meisten Fahrer ist jedoch der Preis das entscheidende Kriterium. So kosten die Classified R50- und G30 Powershift-Radsätze im Einzelhandel 2,300 £ – nur 25 £ weniger als das zuvor erwähnte komplette Trek Émonda ALR 5-Fahrrad.
Was bringt es Ihnen also wirklich, so viel Geld auszugeben, anstatt bei einem 2X-Antrieb zu bleiben? Eine geringfügige Verbesserung der aerodynamischen Effizienz... und das war’s auch schon.
Wenn die Hub-Technologie von Classified an Popularität gewinnt und weithin angenommen wird, könnten ihre Kosten mit der Zeit natürlich sinken.
Für ein Allround-Rennrad ist die Vielseitigkeit eines 2X-Antriebs kaum zu übertreffen.
2X ist immer noch die beste Wahl
Für ein Allround-Rennrad ist die Vielseitigkeit eines 2X-Antriebs kaum zu übertreffen.
Obwohl alle meine Mountainbikes Einzelkettenblätter verwenden, macht es für mich wenig Sinn, dieses System auf ein Rennrad zu übertragen. Für die meisten Fahrer ist 2X nach wie vor die bessere Wahl.
Angesichts der Leistung und Vielseitigkeit moderner Umwerfer scheinen sich die geringen potenziellen Vorteile eines 1X-Antriebs einfach nicht zu lohnen.
Literatur-Empfehlungen