Componentes de la transmisión

Cambio interno Pinion P1.18.

La transmisión en la bicicleta comprende todos aquellos componentes que toman parte en la transmisión de la potencia de la persona desde su aplicación en los pedales (o en manivelas accionadas por las manos) hasta la rueda motriz (o ruedas motrices). Estamos familiarizados con una configuración de la transmisión del tipo platos – cadena – piñones con desviadores y cambio, pero existen otras configuraciones menos comunes que van tomando protagonismo.

En esta entrada vamos a dar un repaso a algunos de los componentes de la transmisión comerciales y haremos mención a conceptos teóricos sencillos que ya explicamos en el artículo “Introducción teórica a las velocidades en la bicicleta”.

Evolución de la bicicleta.
Evolución de la bicicleta.

La ilustración da cuenta de los distintos diseños que ha tenido la bicicleta en su historia. Apreciamos configuraciones con distintos tamaños de rueda, ruedas tractoras delanteras o traseras y distintas maneras de accionar los pedales.

Penny Farthing 1886.
Penny Farthing 1886.

El diseño actual de bicicleta tiene su origen en las Safety Bycicles, alrededor de 1870. Como su nombre indica, su diseño fue resultado de la búsqueda de una bicicleta que fuera segura, estable y cómoda para recorrer distancias, ya que las Penny Farting eran peligrosas y poco prácticas debido a su gran altura. La bicicleta como medio de transporte no se popularizó hasta que se resolvieron estos inconvenientes. Anteriormente sólo era considerada un pasatiempo.

Penny Farthing Safety Bycicle.
La caída desde una Penny Farting podía provocar lesiones graves o incluso fatales.

La rueda gigante de la Penny Farting fue una solución para crear una bicicleta que pudiera recorrer distancias sin necesitar una cadencia de pedaleo elevada. Carecía de transmisión y de ningún sistema convertidor de velocidades. Se pedaleaba directamente sobre el eje de la rueda delantera. Así, cada vuelta de los pedales provocaba una vuelta de rueda. De tal forma que era necesario tener una rueda muy grande para avanzar lo suficiente con cada vuelta de pedal.

  • Relación de transmisión de la Penny Farting, i=1.
  • Diámetro de la rueda, d = 1’35 m.
  • Desarrollo de la Penny Farting, D = 4’24 m (equivalente a la longitud de la rueda)

Recordemos dos conceptos rápidamente:

  • La relación de transmisión es el número de vueltas que da la rueda motriz cuando los pedales completan un giro.
  • El desarrollo (de una marcha) es la longitud que avanza la bicicleta por cada vuelta de pedales.. El concepto de desarrollo es muy útil porque permite comparar los desarrollos de la transmisión de bicicletas con distinto tamaño de rueda.
  • Si lo anterior no os ha quedado claro, os remito de nuevo al artículo “Introducción teórica a las velocidades de la bicicleta”.

La Safety Bycicle se caracterizó por tener las dos ruedas del mismo tamaño (o casi) y una transmisión para llevar el esfuerzo del ciclista a la rueda trasera por medio de una cadena. Para montar ruedas de tamaño “normal” y recorrer distancias, se hacía necesario algún sistema convertidor de velocidades que ampliara el desarrollo de la bicicleta. El gran avance fue implementar una transmisión por cadena entre un plato grande y un piñón pequeño.

Volvamos al presente. Actualmente, encontramos mucha variedad en los componentes para transmitir la potencia de los pedales a la rueda. Hagamos un repaso.

Transmisión de la potencia

Cadenas de eslabones metálicos. Existen de muy distintos tipos, pero no vamos a extendernos en ello. Requieren lubricación para un óptimo funcionamiento. Con el tiempo se alargan y se desgastan siendo necesario sustituirlas.

Cadena Shimano SLX.
Cadena Shimano SLX.

Correas dentadas fabricadas en fibra de Kevlar. Tienen buena durabilidad y son más limpias porque no requieren engrase. La correa es una sola pieza y no puede abrirse, por eso el cuadro de la bicicleta debe tener un diseño específico para sustituirla, como se aprecia en la siguiente imagen. La transmisión por correa suele montarse en bicicletas de alta gama con cambio interno de buje.

Correa bicicleta y cuadro específicamente diseñado.
Correa bicicleta y cuadro específicamente diseñado.

Eje cardan. La potencia se transmite por un eje sellado y lubricado en cuyos extremos encontramos un engranaje cónico helicoidal. Requiere poco mantenimiento y no mancha. Por el contrario, hace más complicado retirar la rueda trasera para reparar un pinchazo o transportar la bici. El encapsulamiento del propio eje tiene una función estructural en el cuadro, sustituyendo la vaina derecha, con lo que la bici queda con unas líneas muy limpias.

El eje cardan para la transmisión de la bicicleta es casi tan antiguo como las bicicletas, pero la única opción para tener marchas era utilizar cambios internos de buje. Fue desplazado en cuanto los cambios externos mostraron el amplio rango de velocidades que podían ofrecer combinando platos, piñones y cadena. En la actualidad, con la introducción de una amplia variedad de cambios internos de buje es posible encontrar bicicletas en el mercado con este tipo de transmisión.

Eje cardan bicicleta moderna.
Eje cardan bicicleta moderna.

Transmisión hidráulica. Se utiliza un sistema hidráulico para la transmisión de energía. Existen prototipos.

Transmisión hidráulica prototipo.
Transmisión hidráulica prototipo.

Los cambios de la bicicleta

Los cambios de la bicicleta forman parte del sistema de transmisión de la bicicleta y su función es variar la relación de transmisión entre pedales y rueda para ajustar el par aplicado a la rueda y la velocidad. Una relación de transmisión pequeña será deseable para subir pendientes pronunciadas y una relación de transmisión grande para llanear rápido o en bajadas. Se utilizan cambios externos, cambios internos y cambios internos de buje. Pueden ser de accionamiento mecánico, eléctrico/electrónico o hidráulico.

Cambios externos. Estos componentes desplazan la cadena entre distintos platos (desviador) y piñones (cambio). Las combinaciones entre los dientes de platos y piñones ofrecen el rango de velocidades disponibles. Son los más habituales y requieren el pedaleo para cambiar de marcha. Dado que cada combinación de plato y piñón tiene una longitud distinta, el cambio debe tener un tensor para que la cadena trabaje adecuadamente y no salte de sitio de forma indeseada. Hoy en día podemos encontrar desviadores y cambios de tipo mecánico, hidráulico y eléctrico (Shimano XTR Di2 – Youtube), aunque los más comunes son los de tipo mecánico accionados por cable de acero. Para la transmisión de los cambios externos sólo se puede utilizar cadena.

Cambio externo Shimano SLX.
Cambio externo Shimano SLX.

Cambio interno de buje. Son cambios integrados en el interior del buje de la rueda trasera. Requieren, por lo general, menor mantenimiento y permiten cambiar de velocidad en parado. Añaden masa e inercia rotacional a la rueda trasera, aunque no es un factor importante en ciudad o cicloturismo. En su interior encontramos, salvo excepciones, engranajes planetarios. Los podemos encontrar en multitud de velocidades: 2, 3, 8, 11, 14…

Pueden encontrarse cambios internos automáticos cuyo principio de funcionamiento es la fuerza centrífuga. Dentro del buje hay unos contrapesos internos que a partir de cierta velocidad, por acción de la fuerza centrífuga, vencen la resistencia de un muelle que los mantiene en el centro del mecanismo y accionan el mecanismo de cambio de marcha. El SRAM Automatix (automático de 2 velocidades) es un ejemplo de ello.

Interior cambio interno automático SRAM Automatix.
Interior cambio interno automático SRAM Automatix.

Existe también un cambio interno variable. Un cambio variable es un cambio en el cual la relación de transmisión cambia de forma continua, a diferencia de otros sistemas que tienen saltos entre marchas. No tiene un número entero de velocidades sino que entre su relación mínima y máxima de transmisión podemos ajustar de forma variable la velocidad del cambio. Para que os hagáis una idea, este cambio se siente como la resistencia variable de una bicicleta estática que ajustamos girando una rueda.

Interior cambio variable Nuvinci N360.
Interior cambio variable Nuvinci N360.

Cambio interno. Son cambios bastante parecidos a las cajas de cambio de los coches. En su interior encontramos un eje primario y un eje intermedio con engranajes. Las relaciones entre los dientes de estos engranajes definen las relaciones de velocidad disponibles. Se montan en un cuadro de bicicleta específicamente diseñado. No requieren mucho mantenimiento y son limpios. El Pinion P1.18 es un ejemplo de ello.

Cambio interno Pinion P1.18.
Cambio interno Pinion P1.18.

La siguiente figura es una comparativa entre los desarrollos que ofrecen algunos cambios comerciales. Encontramos en la comparativa el habitual cambio externo, en este caso representado por un grupo 3×9 de montaña o un 3×9 de carretera, el cambio interno Rohloff de 14 velocidades y el cambio interno variable NuVinci N360.

Comparativa desarrollos cambios bicicleta NuVinci.
Comparativa desarrollos cambios bicicleta NuVinci.

Gran abanico de combinaciones

A la vista de lo anterior, existe una gran variedad en los sistemas de transmisión lo cual genera la posibilidad de diseñar bicicletas muy atractivas. Con el desarrollo de la tecnología y la eclosión del ciclismo urbano como medio de movilidad en las ciudades empieza a ser más común encontrar configuraciones distintas a las acostumbradas en ciclismo deportivo o de carretera, donde ya no se necesita un rango tan amplio de velocidades o el peso no es tan importante y factores como la limpieza o el escaso mantenimiento son más valorados. Como colofón, haremos un repaso a distintas configuraciones para la transmisión comentando ejemplos de bicicletas reales.

Canyon Nerve AL

Canyon Nerve AL.
Canyon Nerve AL.

La Canyon Nerve AL muestra la configuración más extendida en España, ya que el ciclismo urbano se ha desarrollado adoptando bicicletas del mundo deportivo (montaña y carretera). Una cadena hace de transmisión entre platos y piñones. El tensor de cadena forma parte del cambio.

Tout Terrain – Amber Road

Tout Terrain - Amber Road con cambio interno Rohloff.
Tout Terrain – Amber Road con cambio interno Rohloff.

La Tout Terrain – Amber Road tiene transmisión por correa y cambio interno Rohloff de 14 velocidades. Es una bici de cicloturismo de alta gama.

Brompton

Brompton 6 velocidades.
Brompton 6 velocidades.

Esta bicicleta plegable de Bromtpon de 6 velocidades, marca de referencia mundial en bicicletas plegables, combina un cambio interno de 3 velocidades con un cambio externo de 2 velocidades. La Brompton de una velocidad lleva un plato y piñón, la de 2 velocidades lleva un plato y dos piñones con desviador externo y la de 3 velocidades lleva plato y piñón para transferir la potencia y un cambio interno de tres velocidades.

BRIK Brut

BRIK Brut 3 velocidades eje cardan.
BRIK Brut 3 velocidades eje cardan.

 

En futuras entradas explicaremos la transmisión retrodirect y el principio de funcionamiento del cambio interno variable NuVinci N360.

Anuncios

3 comentarios sobre “Componentes de la transmisión

Responder

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión / Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión / Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión / Cambiar )

Google+ photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google+. Cerrar sesión / Cambiar )

Conectando a %s