EFFETTI SULLA PEDALATA
Ora che sappiamo cos'è l'angolo di innesto, la domanda è: come e quando influisce sulla pedalata?
Angolo di innesto
Uno dei temi caldi nel settore è quello riguardante l'angolo di innesto! Qui di seguito spieghiamo di cosa si tratta esattamente, in che modo influisce sull'efficacia della pedalata e riflettiamo sulla veridicità o meno dell'opinione diffusa secondo la quale "più ampio è, meglio è".
Angolo di innesto
L'angolo di innesto (o di ingaggio) corrisponde alla massima ampiezza di rotazione che il corpo della ruota libera può compiere prima che i denti del sistema si innestino gli uni negli altri imprimendo accelerazione al mozzo. Questo angolo si calcola dividendo 360º per il numero dei punti di innesto del sistema a ruota libera.
gioco
Il gioco è la corsa massima di rotazione a vuoto che la pedivella può compiere prima che il meccanismo a ruota libera si innesti e converta la forza sulla pedivella stessa in accelerazione della ruota. Il gioco dipende da tre fattori: la lunghezza della pedivella, il rapporto di trasmissione e l'angolo di innesto.
La lunghezza della pedivella e l'angolo di innesto sono direttamente proporzionali alla corsa a vuoto della pedivella, mentre il rapporto di trasmissione agisce in modo inversamente proporzionale sul gioco.
Quindi, minore è il rapporto di trasmissione, maggiore è la corsa a vuoto massima della pedivella.
In sostanza, quando è importante un gioco ridotto? Quando si affrontano le salite e nelle situazioni in cui è necessaria un'accelerazione immediata per superare determinati ostacoli.
\(BACKLASH = 2\cdot \pi \cdot cranklength \cdot {engagement\ angle \over 360} \cdot {sprocket \over chainring}\)
PEDAL KICKBACK
Il pedal kickback è un fenomeno che si verifica soltanto nelle biciclette biammortizzate. È dovuto alla tensione della catena durante la compressione della sospensione, che provoca un movimento all'indietro delle pedivelle. Inoltre, la tensione della catena impedisce alla sospensione di muoversi liberamente. Ma che relazione c'è tra il pedal kickback e l'angolo di innesto?
Per descrivere nei dettagli l'effetto in questione, analizziamo due ipotesi diverse. Nel primo caso ipotizziamo di avere una ruota posteriore fissa, che non può ruotare né in senso orario, né in senso antiorario. Nel secondo caso ipotizziamo invece una situazione statica, ovvero non prendiamo in considerazione la velocità della bici.
Cosa succede se la sospensione posteriore si comprime?
- L'ammortizzatore posteriore della bici si comprime.
- La ruota posteriore si muove attorno al punto di snodo.
- La distanza tra il movimento centrale e l'asse della ruota posteriore cambia. Questo non succederebbe se il punto di snodo del carro basso si trovasse esattamente sul movimento centrale.
- Di conseguenza, cambia anche la lunghezza della catena, che a sua volta fa ruotare all'indietro la pedivella.
Che influenza ha la sospensione?
Se si impedisce alla pedivella di girare, la tensione della catena mantiene costante la distanza tra il movimento centrale e l'asse posteriore; questo, a sua volta, impedisce al carro basso di muoversi liberamente e alla sospensione di assorbire l'impatto.
PEDAL KICKBACK
ANGOLO DI INNESTO
Che relazione c'è tra il pedal kickback e il punto di innesto? Per comprendere l'effetto dell'angolo di innesto sul pedal kickback, è bene prendere in considerazione dapprima i due casi estremi, ovvero innesto istantaneo e nessun innesto.
INNESTO ISTANTANEO
∞ PDI
L'innesto istantaneo si ottiene con un sistema a ruota libera che offre un numero infinito di punti di innesto (PDI). Indipendentemente dalla situazione, il corpo della ruota libera si innesta nell'apposita sede sul mozzo. Il corpo della ruota libera può ruotare in senso antiorario, ma non in senso orario.
Nel momento in cui la sospensione viene compressa, la distanza tra il movimento centrale e l'asse posteriore aumenta (in rapporto alla cinematica della bici).
La variazione della lunghezza della catena che ne consegue è quindi compensata dal cambio o dal tendicatena. Poiché il corpo della ruota libera si muove soltanto in senso antiorario, la tensione della catena agisce anch'essa in questa direzione, facendo muovere all'indietro le pedivelle.
Se le pedivelle fossero fisse, non sarebbe possibile alcuna modifica della distanza tra il movimento centrale e l'asse posteriore, e questo impedirebbe alla sospensione di muoversi liberamente.
NESSUN INNESTO
0 PDI
L'altro caso estremo consiste in un sistema a ruota libera senza punti di innesto (PDI), nel quale quindi il corpo della ruota libera ruoterebbe liberamente in entrambe le direzioni.
Con questa posizione di partenza, il corpo della ruota libera può muoversi anche in senso orario. Anche se la pedivella è bloccata dal peso del corpo di chi pedala, la parte posteriore può funzionare liberamente, dal momento che la catena può muoversi in senso orario sopra la cassetta.
ESEMPIO DI PEDAL KICKBACK
Ipotizziamo che una bici abbia un pedal kickback di 3° in caso di impatto a 50 mm, con rapporto del cambio di 32/14. Che cosa implica per il sistema a ruota libera?
Per capire l'effetto dell'angolo di innesto sul pedal kickback, bisogna prima determinare l'angolo di rotazione della ruota libera. A tal fine, basta moltiplicare il pedal kickback per il rapporto del cambio.
3° sulla pedivella equivale a una rotazione di 6,8° del corpo della ruota libera.
\(6.8° = 3°\cdot {32\over 14}\)
In un sistema senza punti di innesto, il corpo della ruota libera può ruotare liberamente con l'angolo di innesto appropriato in qualsiasi posizione, senza generare alcun effetto pedal kickback. Al contrario, un sistema con punti di innesto infiniti o in numero elevato presenta una maggiore probabilità di pedal kickback.
Rifacendoci all'esempio precedente, la probabilità di avere un pedal kickback diventa elevata con un angolo di innesto inferiore a 6,8°.
Maggiore è l'angolo di innesto, minore è la probabilità di avere un pedal kickback.
Più punti di innesto = maggiore probabilità di pedal kickback*
*A seconda della cinematica della bici e della velocità di pedalata.
ULTERIORI OSSERVAZIONI
Durante la pedalata, il mozzo ruota a una certa velocità. Per accelerare, il corpo della ruota libera deve innestarsi nel mozzo e questo avviene se la cassetta ruota più velocemente del mozzo. Se la velocità angolare del mozzo è maggiore di quella della cassetta, il corpo della ruota libera non riesce a innestarsi nel mozzo e la ruota non accelera.
In termini di pedal kickback, significa che se la velocità angolare del mozzo è superiore a quella del corpo della ruota libera generata dalla tensione della catena, non si avrà alcun pedal kickback o alcun effetto negativo sulla sospensione. Tuttavia, è difficile raggiungere questa velocità critica, perché più si pedala veloci, maggiore è la probabilità di esercitare una compressione marcata e maggiore è la velocità raggiunta dal corpo della ruota libera sotto l'effetto della tensione della catena. Se fosse facile raggiungere questa velocità, i ciclisti della Coppa del Mondo eviterebbero di dover rimuovere un pignone per ottenere una corsa a vuoto ed eliminare quindi il pedal kickback.
Tuttavia, è bene osservare anche che la cinematica di alcune bici esclude il fenomeno del pedal kickback.
KIT DI CONVERSIONE
Sappiamo che per alcuni appassionati di bici, ad esempio i rider di Trial, è molto importante avere un angolo di innesto ridotto, quindi offriamo un kit di conversione a 54 denti che consente di ridurre l'angolo di innesto a 6,7°.
