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ÁNGULO DE ENGANCHE

¿Qué es el ángulo de enganche? ¿Cómo afecta a la forma de pedalear? ¿Un ángulo de enganche reducido es siempre lo mejor?



ÁNGULO DE ENGANCHE

El ángulo de enganche es el grado máximo en que la estructura del casete puede rotar hasta que los dientes del sistema de piñón libre se enganchan por completo entre ellos y aceleran el buje. Es posible calcular este ángulo dividiendo entre 360° el número de puntos de enganche del sistema de piñón libre.

EFECTOS AL PEDALEAR


Ahora que ya sabemos lo que es el ángulo de enganche, ¿Cómo y cuándo afecta este ángulo al pedalear?


JUEGO

El juego entre flancos de dientes es la distancia máxima sin actividad que puede girar la biela antes de que el mecanismo de piñón libre se enganche y convierta la fuerza ejercida sobre la biela en aceleración del eje. El juego entre flancos de dientes está influido por tres factores: longitud de la biela, relación de transmisión y ángulo de enganche.


La longitud de la biela y el ángulo de enganche son proporcionales a la distancia sin actividad de la biela. Por otra parte, la relación de transmisión tiene un efecto inversamente proporcional en el retroceso.


Cuanto menor sea la relación de transmisión, mayor será el juego máximo de la biela

¿Cuándo es importante un juego reducido entre flancos de dientes? Cuando se trata de ascensos y situaciones donde es importante acelerar inmediatamente para superar obstáculos.


RETROCESO DE PEDAL


El retroceso de pedal es el resultado del alargamiento de la cadena que gira la biela hacia atrás durante la compresión de la suspensión. Fuerzas de la cadena que evitan que la suspensión se mueva libremente. ¿Qué tiene que ver el retroceso de pedal con el ángulo de enganche?

Para describir este efecto con más detalle, primero supondremos dos cosas: La primera es que la rueda trasera está fija y no puede girar en sentido horario ni antihorario. La segunda es que la situación es estática, por lo que obviamos la velocidad de la bicicleta.


¿Qué ocurre si la suspensión trasera se comprime?

  1. La suspensión trasera de la bicicleta se comprime.

  2. La rueda trasera se mueve alrededor del centro instantáneo.

  3. En la mayoría de las bicicletas, la distancia entre el pedalier y el ángulo del eje de la rueda trasera cambia. Es algo que no ocurriría si el punto de pivote del brazo oscilante trasero estuviese justo en el pedalier.

  4. Provoca que la longitud de la cadena cambie, lo que hace que la biela gire.

¿Cuál es la influencia de la suspensión?

Si evitas que la biela gire debido a tu peso corporal, la cadena no se puede alargar, lo que evita que el brazo oscilante se mueva libremente.


RETROCESO DE PEDAL ÁNGULO DE ENGANCHE


¿Qué tiene que ver el retroceso de pedal con el punto de enganche? Para comprender la influencia del ángulo de enganche en el retroceso de pedal, lo más sencillo es observar primero los dos extremos, enganche instantáneo y sin enganche.


ENGANCHE INSTANTÁNEO ∞ POE

Se lograría un enganche instantáneo con un sistema de piñón libre con un número infinito de POE (sigla en inglés de «puntos de enganche»). En cualquier situación en la que pudiese estar la estructura del casette, la estructura de piñón libre está enganchada a la carcasa del buje. La estructura del casete puede rotar en sentido antihorario, pero no horario. Cuando se comprime la suspensión, la mayor distancia entre el pedalier y el ángulo trasero obliga a la cadena a alargarse, algo posible gracias al desviador del tensor de la cadena. Puesto que la estructura del casete solo se puede mover en sentido antihorario, la cadena también se debe mover únicamente en este sentido. Por lo tanto, se guía la cadena por el plato para poder alargar la parte superior de la misma. A medida que los dientes del plato (conectado firmemente a la biela) se enganchan en los engranajes de la cadena, la biela gira. Si ahora quisiéramos ponernos en pie sobre la biela, este alargamiento no se podría llevar a cabo y el extremo trasero no funcionaría libremente.


SIN ENGANCHE 0 POE

El otro extremo sería un sistema de piñón libre sin ningún POE, por lo que la estructura del casete podría girar libremente en ambas direcciones.

En esta posición de inicio, la estructura de piñón libre ya se puede mover en sentido horario. La cadena ya se puede extender mediante el casete sin que tenga que pasar sobre el plato. Aunque la biela quede fija por el peso corporal del ciclista, el extremo trasero podría funcionar libremente.


EJEMPLO RETROCESO DE PEDAL

Supongamos que una bicicleta tiene un retroceso de pedal de 3° con un impacto de 50 mm y una relación de transmisión de 32x14. ¿Qué supone para el piñón libre?

Para comprender la influencia del ángulo de enganche en el retroceso de pedal, debe saber cuánto puede girar el piñón libre. Para ello, debe multiplicar el retroceso de pedal por la relación de transmisión.

En un sistema sin ningún POE, la estructura de piñón libre podría girar libremente con el ángulo adecuado en cualquier posición y jamás se produciría retroceso de pedal. Con un ángulo de enganche menor de 6.8°, siempre habrá retroceso de pedal. La intensidad del retroceso de pedal depende de la posición del enclavamiento, lo cerca que estén los dientes del punto de enganche en la posición inicial y lo cerca que esté el retroceso de pedal del valor máximo. En nuestro caso: 6.8°.

En un sistema en el que el ángulo de enganche es mayor que 6.8°, por ejemplo, 10°, existen determinados márgenes en los que no se produciría retroceso de pedal. Con un ángulo de enganche de 10°, la estructura del casete podría girar 6.8° en un margen de 3.2° sin afectar a la tensión de la cadena. El cálculo es sencillo: ángulo de enganche - retroceso de pedal x relación de transmisión.

Más puntos de enganche = mayor potencial de retroceso de pedal*

*En función de la cinemática de la bicicleta


OTRAS OBSERVACIONES


Durante la marcha, el buje gira a una velocidad determinada. Para acelerar, el casete debe girar más rápido que el buje, de tal forma que la estructura de piñón libre se pueda enganchar con su contraparte. Si la velocidad angular del buje es superior a la velocidad angular del casete, la estructura de piñón libre no se puede enganchar y la rueda no acelera.


En lo que respecta al retroceso de pedal, significa que, si la velocidad angular del buje es mayor que la velocidad de la estructura del casete generada por el alargamiento de la cadena, no se produciría retroceso de pedal ni influencia negativa en la suspensión.


No es fácil alcanzar esta velocidad crítica, porque cuanto más rápido vas, más intensas son las compresiones y más rápido alcanza la cadena la velocidad de la estructura de piñón libre.


Si fuese sencillo alcanzar esta velocidad, los ciclistas de la Copa del Mundo no tendrían que desconectar los piñones del casete para disponer de rueda libre y eliminar el retroceso de pedal.


Sin embargo, debería tenerse en cuenta que la cinemática de algunas bicicletas no presenta retroceso de pedal.


CONCLUSIÓN


Al desarrollar un sistema de piñón libre, se pueden determinar tres factores: fiabilidad, peso y puntos de enganche. Sin embargo, debes tener en cuenta que la ventaja en uno de estos factores supone una desventaja en otros.


Cuanto menor sea el ángulo de enganche, mayor debe ser el sistema de piñón libre para disfrutar de la misma fiabilidad que con un sistema con menos puntos de enganche.

Sin embargo, es importante saber que hay límites en cuanto al mínimo ángulo posible, puesto que la fiabilidad del sistema de piñón libre también depende en parte del ángulo de enganche.


Nuestro objetivo es siempre maximizar el rendimiento de un sistema. La fiabilidad es nuestra máxima prioridad: a nadie le gusta dedicar tiempo a mantener la bicicleta cuando podría estar rodando.


Lo siguiente es minimizar el peso, ya que un bajo peso de las ruedas (y, por lo tanto, un bajo peso del buje) tiene un efecto positivo en el rendimiento.


El ángulo de enganche debe ser lo suficientemente pequeño como para disfrutar de las características deseadas para rodar, como una aceleración directa al subir por senderos. Sin embargo, en lugar de minimizar el ángulo de enganche, se debe maximizar el rendimiento del sistema.


Con un sistema de 36 dientes, se obtienen valores óptimos de fiabilidad, peso y transmisión de potencia directa.

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