Idealna kadencja

[KonradTrek800]

Miałem na myśli przypadek gdy np rowerzysta jeździ aby palić sadło. Warto by zmierzyć przebieg momentu przy stałym obciążeniu dla tętna 120...140. Dajmy na to dla 3 popularnych kadencji 80, 85, 90. To dałoby odpowiedź jaka optymalna jest kadencja dla danego delikwenta. Ciekaw jestem jaki byłby wynik.

[Red]

Obawiam się że są to elementy dość indywidualne i nie możesz powiedzieć że osoba jadąc z kadencją 100 nie pali sadła, ponieważ to osoba jadąc z kadencją 80 ma wymagane tętno (strefę tętna). Obie mogą mieć takie samo a różnica będzie jedynie w tym że ta druga szybciej ja osiągnie, ale będzie jej trudniej utrzymać przez długi czas. Jak masz palić powiedzmy 500g tkanki tłuszczowej na tydzień to dla efektu nie jest ważne w jaki sposób a czy faktycznie to robisz. 

[marvelo]

W dniu 5.01.2020 o 14:25, KonradTrek800 napisał:

Miałem na myśli przypadek gdy np rowerzysta jeździ aby palić sadło. Warto by zmierzyć przebieg momentu przy stałym obciążeniu dla tętna 120...140. Dajmy na to dla 3 popularnych kadencji 80, 85, 90. To dałoby odpowiedź jaka optymalna jest kadencja dla danego delikwenta. Ciekaw jestem jaki byłby wynik.

Nie mieszajmy dwóch całkowicie odrębnych kwestii, czyli mechaniki poruszania się rowerem (wyposażonym z przekładnię) z fizjologią i biochemią organizmu. 

Jeśli przez stałe obciążenie masz na myśli jazdę z określoną prędkością po prostej lub pod górę to, zakładając że prędkość ta dalej będzie stała, na wyższej kadencji będziesz musiał generować mniejszy moment obrotowy, czyli lżej naciskać na pedały. No bo jaki przebieg momentu Ty chcesz mierzyć? Przebieg momentu w funkcji czego?  

W obu przypadkach (mniejsze obroty - większy nacisk i wyższe obroty - mniejszy nacisk), przy tym samym obciążeniu będziesz musiał generować tą samą moc. Jeśli w technikum nauczyli Cię podstaw mechaniki to powinno być to dla Ciebie jasne jak słońce. Ale ta sama generowana moc (ale w różny sposób) wcale nie musi oznaczać takich samych kosztów energetycznych dla organizmu i skutków fizjologicznych. A dodatkowo,  w przeciwieństwie do pojazdów silnikowych, organizm ludzki się męczy i jego parametry są zmienne w wyniku zachodzących w organizmie procesów. Dlatego dla żywego organizmu nie da się wykreślić precyzyjnych krzywych mocy i momentu w funkcji obrotów (czyli kadencji). Można jedynie ustalić jakiś ogólny zarys i prawidłowości. 

Znalazłem taki wykres (pochodzi z linkowanej przeze mnie wcześniej pracy - warto tam zajrzeć):

 

Na jego podstawie można stwierdzić, że maksymalny moment obrotowy na rowerze jest generowany prawie przy zerowych obrotach (a przy bardzo wysokiej kadencji, czyli 180 obr/min jest już znikomy), czyli Twoja teoria o doborze kadencji pod maksymalny moment upada całkowicie.

Jak widać, im wyższa kadencja, tym niższy możliwy do uzyskania moment. Ale pomimo tego, że moment spada, wzrastają obroty, a moment razy obroty to moc. Sumaryczny efekt zwiększenia kadencji jest i tak na plus, ale tylko do wartości około 120 obr/min, bo potem moc już zaczyna spadać (bo zwiększenie obrotów już nie nadrabia tego, co tracimy na momencie obrotowym).

Zwiększenie kadencji daje możliwość uzyskania dużej mocy, dysponując niewielkim momentem obrotowym. Daje jakby możliwość podzielenia pracy na mniejsze kawałki, ale częściej dostarczane. Ale ostatecznie zawsze chodzi o moc, czyli zdolność do wykonania pracy . To moc jest miarą wykonanej pracy (w jednostce czasu). Czyli aby jechać szybciej po płaskim, trzeba dostarczyć więcej mocy. Aby szybciej pokonać wzniesienie - trzeba więcej mocy. Aby jechać z tą samą prędkością, ale po nawierzchni stawiającej większe opory - trzeba więcej mocy. Aby szybciej rozpędzić jakąś masę do określonej prędkości - trzeba więcej mocy.

Dlatego moc w żadnym razie nie jest parametrem marketingowym, ani w samochodach, ani u kolarzy (czy nawet turystów - amatorów). Jeden turysta pokona 200 km w 10 godzin, a inny w 8, bo ten drugi dysponuje większą mocą średnią.  

Jeśli chodzi o samochody to pamiętam jeszcze czasy, gdy podstawowy napęd w aucie klasy VW Golfa (np. GOLF 2, Kadett E, Renault 19) od wersji GTI dzieliło jakieś 50 KM, a już wersja 90 KM była uznawana za usportowioną. Każde 15 KM więcej odczuwało się wyraźnie i zmieniały one charakter samochodu. To nie był żaden marketing, a realne różnice.  

U mnie średnia kadencja z dłuższych jazd praktycznie nigdy nie przekracza 80 obr/min (najczęściej w okolicy 75 obr/min), ale na 10-kilometrowej czasówce (startowałem parę razy w czasówkach LTC) to było nawet 99 obr/min (średnia z całej trasy). Wyższa prędkość wymaga większej mocy, a wyższa moc z reguły wymaga większych obrotów.

Dołączę jeszcze taki interesujący wykład:

 

Edytowane 8 Stycznia 2020 przez marvelo

[Red]

W dniu 7.01.2020 o 13:44, marvelo napisał:

Aby szybciej pokonać wzniesienie - trzeba więcej mocy. Aby jechać z tą samą prędkością, ale po nawierzchni stawiającej większe opory - trzeba więcej mocy. Aby szybciej rozpędzić jakąś masę do określonej prędkości - trzeba więcej mocy

W zasadzie to wzniesienie, rodzaj terenu czy przyspieszenie zwiększa obciążenie a co za tym idzie także moment. Ale to że przy większym momencie i niskiej kadencji generujesz większą moc nie oznacza że szybciej pojedziesz czy przyspieszysz. To znaczy że będziesz potrzebował większej mocy a co za tym idzie energii. Rozumiesz z czym to się je? Ano z tym że łatwiej i szybciej jest rozkręcić korby na wysokich obrotach (mam tu na myśli około 100rpm) i wrzucić większe przełożenie aby uzyskać lepszy moment, przy czym zachować prędkość. I zawsze to powinien być to najlepszy stosunek tych dwóch wartości a nie jakieś "ja jadę 75rpm i dobrze mi z tym". 

[marvelo]

Wróćmy do podstaw fizyki, a konkretnie mechaniki.

Mocy nie interesuje, w jaki sposób zostanie osiągnięta. Czy będzie to moment o wartości X generowany przy obrotach Y, czy moment o wartości 1/2 X, generowany przy obrotach 2Y.

Silnik diesla może mieć moc 200 KM przy 3500 or/min, a sportowy silnik benzynowy te same 200 KM przy 7000 obr/min (generując przy tym jedynie połowę wartości momentu obrotowego diesla). Z mechanicznego punktu widzenia, silniki te przy maksymalnej mocy są zdolne do wykonania tej samej pracy (ale wymagają innych przełożeń). 

Tak samo kolarz. Może jechać z określoną prędkością na dużej kadencji 120 obr/min i lekko naciskać na pedały, a może też kręcić 60 obr/min, ale musi wtedy dwa razy mocniej naciskać na pedały, czyli generować wysoki moment. W obu przypadkach siła napędowa na kole będzie jednakowa. Moc mechaniczna "na wyjściu" będzie taka sama. Mogą wystąpić niewielkie różnice w sprawności przeniesienia napędu przez przekładnię w zależności od użytej kombinacji zębatek (przekładnie łańcuchowe lubią duże koła zębate i niezbyt wysokie obroty, czyli stosunkowo duże obciążenie dla najlepszej sprawności), dlatego moc "na wejściu" minimalnie może się różnić.  

Edytowane 9 Stycznia 2020 przez marvelo

[Yan]

@marvelo Miałem nie raz rozmowę z osobami mniej technicznymi i za chiny nie byłem w stanie wytłumaczyć że wielkość kół nie ma znaczenia na szybkość poruszania się a clue to siła i wydolność organizmu.

Większa kadencja na pewno pozwala łatwiej zmieniać biegi (większa prędkość na zębatkach więc szybciej przeskakuje). Przy większej kadencji łatwiej przyśpieszyć. Pytanie w zasadzie sprowadza się jak organizm reaguje na większe tępo. Czy przy kadencji 80 vs 120 jesteś w stanie tak samo długo generować taką samą moc czy to kwestia treningu a może dla każdego jest optymalny wykres. W moim przypadku większa kadencja chroni przed bólem kolan i tylko dlatego kręcę w okolicach 100.

[marvelo]

W dniu 7.05.2018 o 20:25, Yan napisał:

W wielu tematach przewija się wątek kadencji. Zastanawiam się jak poprawnie się powinno jeździć na wyznaczonej kadencji. Załóżmy że najlepszą kadencją dla mnie jest 100 rpm. Czy wahania kadencji +-5% (95-105) to jest duże odchylenie, czy powinno się tego wystrzegać? Lepiej trzymać stała kadencję jadąc 30 albo 34 czy raczej trzymać się 32 i kręcić 105rpm lub 95rpm?

W innym wątku ("Napęd 1x11") zeszliśmy trochę na zagadnienie stopniowania, zakresu przełożeń i różnic między napędami 1x i 2/3x. Trochę bałaganu może się tam narobiło, ale kilka ciekawych kwestii przy okazji zostało poruszonych.

Kolega @komandosek napisał tam, w odpowiedzi na moje zachwalanie napędu 3x7:

Przy 3x7 nie ma większych szans na utrzymanie stałej kadencji bo skoki przeskoki pomiędzy poszczególnymi zębatkami w kasecie są bardzo duże i jest ryzyko że biegów na danym blacie nie starczy, musisz odowiednio wcześniej zmieniać przerzutki z przódu i z tyłu. Przednia przerzutka nie lubi zmian pod obciążeniem, więc cała procedura zmiany trwa dłużej, musisz też cały czas pilnować jaki blat jest zapięty z przodu by przełożenia się nie skonczyły gdzieś, pilnować przekosu. Im bardziej górzysty teren tym to bardziej przeszkadza.

Ponieważ nie posiadamy w rowerach bezstopniowych przekładni (choć były takie prototypy), kadencja w trakcie jazdy musi ulegać wahaniom. Tym większym, im mniej ciasne jest stopniowanie kasety. 

Oczywiście napędy z kasetami 10,11,12rz są pod tym względem lepsze od 7,8,9 (przy tej samej rozpiętości), ale te duże przeskoki wcale nie stanowią wielkiego problemu dla osoby wytrenowanej i potrafiącej korzystać z przedniej przerzutki.

Ciasne stopniowanie jest najbardziej potrzebne w zakresie dużych prędkości, bo tam największą rolę grają opory powietrza, które są wprost proporcjonalne do kwadratu prędkości.

Jadąc szosową czasówkę i mając kasetę stopniowaną na końcu co dwa ząbki nie będzie można optymalnie wykorzystać dostępnej mocy, bo na jednym biegu będzie za twardo, a drugi będzie wymagał obrotów, przy których moc już zacznie spadać. Zwiększenie prędkości z 40 km/h do 42 km/h to już znaczny wzrost oporów i dużo większe zapotrzebowanie na moc. 

Ale w terenie, przy małych prędkościach, na trasach interwałowych, duże przeskoki między zębatkami są nawet zaletą. Zamiast klikać dwa razy klikamy raz i mamy sporą różnicę w przełożeniu. Rozkręcamy na lżejszym biegu, zrzucamy o jeden bieg i znów mamy przyjemny opór pod nogą. W kasetach o ciasnym stopniowaniu zmiana o jeden bieg często jest ledwie wyczuwalna i jest tylko stratą czasu.

Napędy 2x i 3x wymagają nieco więcej przewidywania, odpowiednio wczesnego przejścia na inną tarczę i generalnie trochę więcej myślenia, ale mi to nie przeszkadza.Tak jak nie przeszkadza mi manualna skrzynia biegów w samochodzie. Po prostu jest co robić.

To, że pewne kombinacje przełożeń się pokrywają (prawie) i realnych biegów w napędzie 3x7 nie mamy 21 też nie jest problemem. Mamy kilka zestawów biegów, każdy pokrywa optymalnie pewien zakres prędkości. 

W kasetach 7rz najbardziej odczuwalne jest przejście 15-18, ale głównie na szosie w kombinacji z dużą tarczą. W terenie na średniej już mi to nie przeszkadza. A z najmniejszą tarczą z przodu (22z) używam praktycznie tylko 4 największych zębatek (28,24,21,18).

Dla mnie nie jest problemem, że kadencja w jeździe będzie mi się wahać, powiedzmy od 70-100 obr/min (z góry, chwilowo,  może być i 130 obr/min, a na krótkich podjazdach i 60 obr/min zniosę). Ale jeśli zakres przełożeń będzie mnie zmuszał do częstego schodzenia poniżej 70 obr/min, albo kręcenia jak głupi na byle górce z wiatrem to znaczy,  że mam za wąski zakres przełożeń. Dla mnie ważniejszy jest zakres niż ciasne stopniowanie.   

 

 

Edytowane 20 Stycznia 2020 przez marvelo

[GrzesiekNowak]

W dniu 7.01.2020 o 13:44, marvelo napisał:

 

 

 

Ten wykresu jest prawdziwy?

No nieźle to znaczy , że na tylnej pieście generuje z 400 Nm. 

😯