Какую систему выбрать для Бреветов? #58

Ранее я уже писал на эту тему. Можно прочитать по ссылке https://sponsr.ru/velostar/127919/Kakuu_sistemu_postavit_na_velosiped_1

Этот материал будет дополнением к предыдущему и будет приближен к реальным условиям — Бреветам или марафонам.

Универсально лучшей системы нет.

Для шоссе, бреветов, ультрамарафонов и туристических поездок преимущественно по асфальту чаще лучше 2× — две звезды спереди.
Для технического гравия, циклокросса, MTB, грязи и разбитых дорог чаще удобнее 1× — одна звезда спереди.
Для формата — длительные бреветы, невысокая мощность, необходимость удерживать комфортный каденс 70–80 об/мин, багаж и подъёмы — я рекомендую 2× с достаточно лёгкой нижней передачей.

Что в действительности определяет КПД трансмиссии

Потери зависят не столько от надписи «1×» или «2×», сколько от размера передней звезды; размера используемой задней звезды; натяжения цепи и угла перекоса цепи (есть отдельный материал); степени изгиба звеньев вокруг маленьких звёзд и чистоты, износа и смазки цепи.

Классическая работа Spicer и соавторов показала, что на КПД велосипедной цепной передачи особенно сильно влияют натяжение цепи и размеры звёзд. В лучших условиях КПД цепной передачи может приближаться к 98–99%, но при неблагоприятной комбинации нагрузки, малых звёзд и линии цепи потери заметно увеличиваются.

Исследование 2026 года подтвердило, что применение более крупных задних звёзд при одинаковом передаточном отношении обычно улучшает КПД: цепь изгибается вокруг них под меньшим углом. При этом влияние увеличения передней звезды оказалось более сложным — положительный эффект большого заднего переключателя* частично может компенсироваться изменением натяжения цепи.

*Чем больше задняя звезда кассеты, тем в некоторых условиях цепь работает механически легче и с меньшими потерями на трение. Почему это происходит? На большой задней звезде цепь огибает её по более плавной дуге. Каждый шарнир цепи поворачивается на меньший угол, одновременно в зацеплении находится больше зубьев, и нагрузка распределяется между большим числом контактов.

Например, сравним две передачи с примерно одинаковым передаточным отношением:

50 × 25 → 50/25 = 2,00
40 × 20 → 40/20 = 2,00

Скорость при одинаковом каденсе практически одинаковая. Но комбинация 50×25 использует более крупные звёзды с обеих сторон. Цепь огибает 25-зубую заднюю звезду менее резко, чем 20-зубую. Поэтому потери в шарнирах цепи могут быть немного меньше.

Ещё более очевидный пример — маленькая звезда 10T против большой 20T. На 10-зубой звезде цепь должна довольно резко «ломаться» в каждом шарнире:

10T → приблизительно 36° на зуб;
20T → примерно 18° на зуб;
30T → примерно 12° на зуб.

Чем меньше этот угол, тем меньше относительное движение и трение внутри шарниров цепи. Но есть важная оговорка: нельзя просто сказать, что самая большая задняя звезда всегда самая эффективная. Если ради неё цепь оказывается сильно перекошена, например 50×34 на системе 2×, часть выигрыша от большой задней звезды может исчезнуть из-за плохой линии цепи.

Поэтому оптимальный принцип такой. Большие звёзды + достаточно прямая линия цепи = обычно наиболее эффективная передача. Именно поэтому для одного и того же передаточного отношения условная комбинация 50×25 обычно предпочтительнее 40×20, а тем более комбинации, заставляющие длительно работать на очень маленькой задней звезде 10–11T.

Почему 2× обычно эффективнее

С двумя передними звёздами велосипедист может:

использовать большую переднюю звезду с центральной частью кассеты на равнине;
перейти на малую переднюю звезду в подъёме;
реже использовать 10-, 11-зубые и другие очень маленькие задние звёзды;
реже доводить цепь до крайнего перекоса.

Это позволяет чаще работать в механически выгодных комбинациях.

Лабораторные испытания CeramicSpeed/Friction Facts показали, что потери увеличиваются по мере усиления бокового отклонения цепи. Испытатели также обнаружили существование оптимальной точки, в которой выгоднее перейти с большой передней звезды на малую, а не продолжать ехать на большой звезде с крайними большими звёздами кассеты.

В отдельном стендовом сравнении конкретных 11-скоростных трансмиссий средние потери составили: 1×: 12,24 Вт и 2×: 9,45 Вт. Среднее преимущество 2× получилось около 2,8 Вт, а в отдельных передачах разница изменялась приблизительно от 1 до 6 Вт. Однако это результат одного конкретного стендового испытания с определёнными звёздами, цепями и кассетами. Его нельзя автоматически переносить на любую современную систему 1×12 или 1×13.

Практический смысл: при мощности 80–120 Вт потеря дополнительных 2–3 Вт составляет уже примерно 2–3% мощности. Для короткой поездки это малозаметно, но на многодневном бревете желательно не расходовать энергию без необходимости.

Диапазон передач и величина шагов

Здесь часто возникает недоразумение: 1× может иметь такой же или даже больший общий диапазон, чем 2×, но между соседними передачами у него обычно будут более крупные скачки.

Пример расчёта:

Из таблицы видно, что 1×40 с кассетой 10–51 даёт очень лёгкую горную передачу, но ради этого необходима кассета с большими разрывами между звёздами. 2×46/30 с кассетой 11–36 почти не уступает по диапазону, но позволяет сделать переходы между рабочими передачами более плавными.

Почему небольшие шаги важны на бревете

Допустим, вы едете с каденсом 75 об/мин. После переключения на передачу, отличающуюся на 15–20%, каденс при той же скорости может резко измениться приблизительно до 62–65 или 88–90 об/мин.

На короткой гонке это терпимо. Но после 10–15 часов езды возникают две проблемы: либо приходится принимать неудобный каденс, либо приходится менять скорость и мощность, либо постоянно переключаться между двумя слишком далеко расположенными передачами. Для продолжительной езды возможность удерживать индивидуально удобные 70–80 об/мин обычно ценнее, чем отсутствие переднего переключателя.

Исследование возрастных тренированных велосипедистов со средним возрастом около 66 лет показало, что с повышением каденса механико-метаболическая эффективность у них снижалась сильнее, чем у молодых спортсменов. Максимальная экономичность у старших велосипедистов наблюдалась в районе 40–60 об/мин, хотя физиологически и субъективно оптимальный каденс индивидуален.

Другое исследование показало, что минимальный метаболический расход наблюдался около 60 об/мин, тогда как предпочитаемый велосипедистами каденс составлял в среднем около 81 об/мин. Более высокий каденс уменьшает необходимое усилие на педали и помогает мышцам сохранять способность развивать мощность. То есть задача заключается не в поиске одной «идеальной» цифры, а в возможности точно выбирать подходящий каденс. Именно такую возможность лучше предоставляет 2×.

Преимущества и недостатки 1×

Преимущества одной передней звезды. Простое управление. Есть только повышение и понижение задней передачи. Не нужно решать, когда одновременно переключить переднюю и несколько задних звёзд. Это особенно удобно на технической трассе, при частых резких изменениях уклона, на грязевых участках.

Лучшее удержание цепи на плохой дороге. Специальные звёзды 1× имеют чередующиеся узкие и широкие зубья — narrow-wide. Вместе с муфтой заднего переключателя это уменьшает раскачивание цепи и вероятность её спадания.

Shimano указывает, что SHADOW RD+ стабилизирует лапку переключателя, уменьшает удары цепи и особенно важен для 1×, где отсутствует передний переключатель, частично направляющий цепь. SRAM использует аналогичные narrow-wide-звёзды X-SYNC и муфту или демпфер заднего переключателя.

Меньше передних компонентов. Отсутствуют: малая звезда, передний переключатель, провод или трос переднего переключателя и необходимость его регулировки. Это даёт небольшое уменьшение массы, несколько упрощает обслуживание и улучшает грязевой зазор. Shimano официально относит простоту, меньшую массу и уменьшение обслуживания к преимуществам GRX 1×.

Возможное небольшое аэродинамическое преимущество. Удаление переднего переключателя и одной звезды немного очищает воздушный поток. Но публичных независимых испытаний, в которых меняли бы только 1× на 2× на одном велосипеде, недостаточно.

Поэтому для обычного бревета аэродинамику 1× не следует считать решающим преимуществом. Она может иметь значение в разделке или триатлоне на скорости 40–50 км/ч, но практически несущественна при 18–25 км/ч.

Недостатки одной звезды

большие скачки между передачами;
чаще приходится использовать маленькую 10-зубую звезду;
в крайних передачах цепь работает под большим углом;
труднее удерживать точный каденс;
выбор передней звезды всегда является компромиссом между подъёмами и максимальной скоростью;
огромная кассета требует длинной лапки и соответствующего переключателя;
при большой кассете основная масса и сложность перемещаются с передней части велосипеда на заднюю.

Преимущества и недостатки 2×

Преимущества двух передних звёзд. Меньшие шаги передач. Это главное преимущество для шоссе и длинной выносливости. Можно сохранять: постоянный каденс, ровную мощность, ровное дыхание и более стабильный пульс.

Широкий диапазон без огромных скачков. Система 46/30 и кассета 11–36 даёт около 502% диапазона. Это сопоставимо с широкой 1×-кассетой, но рабочая часть диапазона распределена более равномерно. Более высокий средний КПД. При правильном переключении 2× позволяет чаще использовать крупные задние звёзды и благоприятную линию цепи. Это уменьшает изгиб звеньев и потери.

Недостатки двух звёзд

больше деталей;
требуется регулировка переднего переключателя;
переднее переключение сложнее заднего;
при неправильном переключении возможен сброс цепи;
хуже переносит очень густую грязь;
на технической трассе переключение передней звезды может отвлекать;
есть повторяющиеся или почти одинаковые передаточные отношения.

Поэтому выражение «2×24 передачи» не означает 24 полностью различных и равноценных передачи. Часть комбинаций дублируется, а крайнее перекрещивание цепи использовать нежелательно.

Что лучше для разных видов заездов

Где быстрее изнашивается передняя звезда

Система 1×

Единственная звезда получает: каждый оборот цепи; всю передаваемую мощность; все ускорения и подъёмы; весь пробег велосипеда; контакт с цепью при работе на каждой звезде кассеты. Условно, если велосипед проехал 10 000 км, передняя звезда 1× отработала все 10 000 км.

У 1× крайние передачи неизбежны: одна и та же передняя звезда должна работать и с самой большой, и с самой маленькой звездой кассеты. SRAM прямо отмечает, что неправильная линия цепи увеличивает трение и износ.

Однако звёзды 1× специально приспособлены к такой работе. Зубья имеют профиль narrow-wide, зубья обычно толще, отсутствуют рампы и штифты для переднего переключения и профиль зубьев рассчитан на удержание цепи при боковом угле.

SRAM указывает, что при разработке X-SYNC 2 отдельно учитывались износ, шум, перекос цепи, грязевой зазор и удержание цепи. Поэтому качественная звезда 1× не обязательно является недолговечной — она просто получает весь объём работы.

Система 2×

У двух звёзд нагрузка распределяется так. Большая звезда работает преимущественно на равнине и спусках, а малая — на подъёмах, против ветра и при низкой скорости. Например, при пробеге 10 000 км можно условно получить 7 000–8 000 км на большой звезде и 2 000–3 000 км на малой. Реальное соотношение зависит от рельефа и привычек велосипедиста.

Поэтому большая звезда 2× обычно изнашивается быстрее малой. Малая звезда может оставаться почти новой очень долго. Две звезды вместе обычно выдерживают больший суммарный пробег, чем одна аналогичная звезда 1×.

Но у звёзд 2× есть своя особенность

Зубья большой звезды имеют: рампы; направляющие; штифты; зубья различной формы и высоты. Они необходимы для перехода цепи между передними звёздами. Поэтому некоторые зубья выглядят необычно уже на новой системе — это не всегда износ.

Кроме того, звёзды 2× часто имеют несколько более сложную и местами облегчённую конструкцию. Но на практике главный фактор остаётся прежним: большая звезда получает только часть общего пробега, тогда как звезда 1× — весь пробег.

Итог по передним звёздам

Почему изношенная цепь портит звёзды

Цепь в действительности не «растягивается» как резина. Материал изнашивается внутри шарниров: между пином; внутренними полувтулками; контактными поверхностями звеньев. Из-за этого увеличивается шаг цепи — расстояние между роликами. Современные исследования износа велосипедных цепей подтверждают, что критическая зона находится в шарнире между пином и втулочной частью звена.

Новая цепь имеет шаг, точно соответствующий зубьям звезды. У изношенной цепи шаг становится немного больше. Тогда:

нагрузка перестаёт равномерно распределяться между несколькими зубьями;
цепь сильнее давит на отдельные участки зубьев;
зубья постепенно приобретают форму крючка;
новая цепь затем плохо работает со старой звездой.

Поэтому ресурс передней звезды в большой степени определяется не системой 1× или 2×, а тем, насколько вовремя меняется цепь.

Где цепь изнашивается быстрее: 1× или 2×

Теоретическое преимущество 2×

При правильном переключении 2× позволяет выбирать более прямую линию цепи:

большая передняя звезда — с малой и средней частью кассеты;
малая передняя звезда — со средней и большой частью кассеты.

Благодаря этому можно уменьшать: боковое изгибание цепи; перекос пластин; контакт пластин с соседними звёздами; дополнительное трение в шарнирах.

Исследования эффективности велосипедной цепи показывают, что на потери влияют линия цепи, размеры звёзд, натяжение цепи и процессы зацепления и выхода звеньев из зацепления. Таким образом, грамотно используемая система 2× обычно создаёт для цепи более благоприятные условия.

Что происходит на 1×

Звезда 1× обычно располагается приблизительно напротив центральной части кассеты. Поэтому в середине кассеты линия цепи хорошая. На самой большой задней звезде цепь отклонена внутрь. На самой маленькой задней звезде — наружу. Поскольку передней альтернативы нет, эти боковые углы неизбежны.

Но утверждать, что 1× всегда работает с ужасным перекосом, неправильно. Передняя звезда располагается так, чтобы средний угол по всей кассете был приемлемым. Shimano и SRAM проектируют современные системы 1× для использования полного диапазона кассеты.

Проблема возникает, когда значительная часть поездки проводится на крайних звёздах кассеты.

Маленькие задние звёзды также ускоряют износ

На маленькой задней звезде цепь: сильнее изгибается при входе в зацепление; поворачивается в каждом шарнире на больший угол; контактирует с меньшим количеством зубьев; передаёт нагрузку через меньшее число одновременно работающих роликов.

Это имеет значение для некоторых систем 1×, где ради широкого диапазона часто используется 10-зубая задняя звезда. Например: 1×: 42 × 10 или 2×: 50 × 12. Передаточные отношения похожи 42 ÷ 10 = 4,20 и 50 ÷ 12 = 4,17. Но комбинация 50×12 обычно механически благоприятнее, потому что цепь изгибается вокруг 12-зубой звезды меньше, чем вокруг 10-зубой. Это не значит, что 10-зубую звезду нельзя использовать. Но длительно ехать на ней при высокой мощности менее выгодно с точки зрения трения и потенциального износа.

Когда цепь на 2× может изнашиваться быстрее

Преимущество 2× исчезает, когда велосипедист постоянно использует неправильные комбинации. Большая спереди — большая сзади. Например: 50×30; 50×34 и 52×34. Цепь сильно отклоняется внутрь. В такой ситуации лучше перейти на малую переднюю звезду и несколько более маленьких задних звёзд.

Малая спереди — маленькая сзади. Например: 34×11; 34×12; 30×11. Цепь сильно отклоняется наружу. Кроме того, она может касаться большой передней звезды. Если на 2× постоянно ездить с такими сочетаниями, цепь может изнашиваться не медленнее, а иногда и быстрее, чем на правильно настроенной 1×.

Что сильнее всего влияет на ресурс цепи

Архитектура 1× или 2× обычно не является главным фактором. Гораздо сильнее действуют следующие причины.

Грязь внутри шарниров. Смесь из пыли, песка, воды, старой смазки и металлических частиц работает как абразивная паста. Поэтому чистая цепь 1× на сухом шоссе может пройти больше, чем плохо обслуживаемая цепь 2× на грязной дороге.

Несвоевременная замена цепи. Для современных 11–13-скоростных трансмиссий разумно начинать внимательно контролировать цепь примерно от 0,5% удлинения. Не следует ждать, пока цепь начнёт перескакивать. К этому моменту кассета и передние звёзды уже могут быть повреждены.

Неправильная линия цепи. Причиной может быть: неподходящий offset передней звезды 1×; несовместимая система шатунов; неправильная каретка; неверное положение проставочных колец; несовместимое сочетание рамы, кассеты и шатунов. SRAM прямо указывает, что неправильная chainline приводит к дополнительному трению, износу, плохому переключению и самопроизвольным переходам цепи.

Мощность и низкий каденс. При одинаковой мощности более низкий каденс требует большего крутящего момента. Это повышает натяжение цепи в каждом силовом движении. Но при хорошем состоянии и правильной смазке велосипедная цепь рассчитана на значительные нагрузки. Для ресурса обычно опаснее сочетание: высокая нагрузка + грязная цепь + плохая смазка + сильный перекос.

Системы 1x и 2x для бреветов и ультрадистанций

Главный вывод. Для преимущественно асфальтовых бреветов и ультрамарафонов 2x остаётся более рациональным выбором. Она позволяет: точнее поддерживать удобный каденс, реже попадать между «слишком лёгкой» и «слишком тяжёлой» передачами, использовать более эффективную линию цепи, одновременно иметь достаточно лёгкую передачу для подъёмов и нормальную скоростную передачу.

1x лучше раскрывается на грязи, техническом гравии, разбитых дорогах и маршрутах, где важнее удержание цепи и простота переключения, чем небольшие интервалы между передачами. Современная 1×12 или 1×13 уже может обеспечить такой же общий диапазон, как 2x. Её основной недостаток теперь не диапазон, а более крупные скачки между передачами.

Диапазон передач: современная 1x уже не проигрывает

Сравним две современные системы с практически одинаковыми крайними передачами.

Shimano официально предлагает GRX 1×12 с кассетами 10–45 или 10–51 и 2×12 с системой 46/30. Таким образом, утверждение «у 1x недостаточно диапазона» для современных систем уже не всегда верно. Но 2x распределяет тот же диапазон между большим количеством комбинаций.

Почему «шаги» важны на бревете

У кассеты 10–51 встречаются переходы: 10 → 12 зубьев — 20%; 28 → 33 — 17,9%; 33 → 39 — 18,2%. Если при определённой скорости лёгкая передача даёт 80 об/мин, следующая более тяжёлая при 20-процентном скачке даст всего около 67 об/мин. Промежуточной передачи нет. В течение короткой гравийной гонки это допустимо. Но за 10–15 часов может возникать постоянный выбор: либо повышенный каденс и пульс, либо слишком низкий каденс и увеличенный крутящий момент.

Исследования показывают, что единого идеального каденса не существует, однако велосипедисты обычно выбирают достаточно узкий индивидуальный диапазон, а при продолжительной работе он приближается к энергетически приемлемому для данного человека. Важно: это не означает, что 1x сама по себе вредит коленям. Проблема возникает только тогда, когда недостаточно лёгкая или слишком крупно ступенчатая трансмиссия заставляет долго ехать с низким каденсом и высоким моментом.