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Archive for the ‘Componentes Mecânicos’ Category

Cubos mágicos I – Nuvinci N360

Cubo com marcha interna não é novidade. Já existe há mais de 100 anos. Nuvinci N360, apesar de ser tecnicamente um cubo com marcha interna, é sim uma novidade no mercado. Seu funcionamento, comportamento e utilização se diferem em muito dos seus concorrentes. Algumas características boas e outras nem tanto. Em outra ocasião irei explicar a parte teórica deste equipamento. Este review será relacionado apenas a sua utilização.

Comando
Seu sistema de comando é por meio de um gripshift sem retorno por mola. São dois cabos de marcha que realizam esta operação, podendo ter seu comando invertido sem que ele deixe de funcionar. A principal vantagem de não possuir esse retorno é que teoricamente resiste mais a sujeira. Gripshift é sempre polêmico; eu mesmo não acho tão confortável quanto um trocador de botões mas é, seguramente, mais intuitivo que qualquer outro. Ainda, é complicado desenvolver um sistema com botões para 2 cabos e sem indexação.
O mostrador é muito bonito e bem acabado, porém, tem função mais estética que de orientação. Não da para ter uma ideia muito clara de qual multiplicação está tendo como base só simpático desenho.
A principal desvantagem do sistema com dois cabos é a instalação e desmontagem da roda (em caso de furos de pneu). É complicado, frágil e eu precisei do manual de instruções em todas as vezes, ao contrário de seus concorrentes que são bastante simples de entender apenas olhando.

O trocador esteticamente simpático mas no fundo pouco funcional

O trocador: esteticamente simpático mas no fundo pouco funcional

Regulagem
Inexistente no Nuvinci N360. Exceto pela tensão nos cabos, não há nada para regular. Não existindo marchas definidas, qualquer posição do trocador é válida, coisa que nenhum concorrente tem. Terminou a montagem, pronto! Nada de ajustes com o passar do tempo.
No início do uso senti uma leve tendência de trocar de marcha sozinho, retornando para a posição média no trocador. Isso era sentido em longos trechos planos – litoral – onde a necessidade de troca é quase nula. Um pequeno ajuste na dureza do trocador e tudo resolvido.

Trocas
Nesse momento o Nuvinci brilha: trocas imperceptíveis. Acelera-se de 7 a 30km/h com o mesmo RPM sem notar a mudança de marcha: suave e contínua. É muito superior não apenas aos demais cubos com marcha interna, mas faz até câmbio de speed passar vergonha. Com um pouco de prática dá pra trocar de marcha pedalando de pé, com a segurança de uma troca “errada” ser impossível e, portando, reduzindo o risco de queda.
Apesar de se um sistema com marchas internas, a troca com a bike parada não é possível. Mais peculiar ainda é poder trocar com a bicicleta em movimento e sem pedalar. (característica causada pelo arranjo mecânico, explicado em outro post).
Se a opção for a troca pedalando, muito mais força é necessária no trocador. Em uma situação de giro extremo e completo  – pedalando forte, com sapatilha e forçando a volta inteira – a marcha não passa. Retirando o “volta inteira” do experimento, percebi que o formato pulsado da força permite que, durante os “pontos mortos” da pedalada (pedais na posição superior onde não se consegue fazer força), a marcha possa ser trocada.

Nuvinci N360, o próprio

Nuvinci N360, o próprio

Manutenção
Inexistente. Por não possuir engrenagens que gastam e produzem limalha, a Nuvinci garante um funcionamento sem necessidade de trocas de óleo (sabe-se lá por quanto tempo).
Somado ao fato de não precisar regulagens, a ausência de manutenção justifica utilizar um pneu bom e resistente a furos e “esquecer” de cuidar da bike. Tá sempre funcionando e não precisa sujar as mãos para nada.

Eficiência
A eficiência deste conjunto, apesar de misteriosa em medidas exatas, tende a ser um pouco mais baixa que de um câmbio normal. Ainda assim, a possibilidade de marchas infinitas facilmente supera esta crise. Estimo que esta eficiência seja em torno de 90%. Pedalando forte (300W) com 10% de perda, resulta num aquecimento de 30W. Em uma inspeção manual na superfície, nota-se o cubo levemente aquecido. Os primeiros quilômetros em dias frios são um pouco pesados, com a viscosidade do óleo ainda em alta e a eficiência em baixa. À medida que esquenta melhora bastante.

A conclusão sobre este cubo é que realmente é uma inovação fantástica. Ainda mais se considerar que está apenas na segunda versão e ainda há muito detalhe a corrigir. É muito fácil de usar e confortável. Seu peso ainda é um grande problema e o torna inviável em competições. Sua amplitude de marchas também impede um MTB mais agressivo (360%). Mais silencioso que qualquer cubo com marcha interna e mais rápido que qualquer câmbio com descarrilador (pode se trocar da marcha mais longa para a mais curta em fração de segundo), recomendo seu uso.

Raios que o partam (2)

Imagine que você tivesse que enviar um robo com rodas para a lua.  Para isso teria todos os recursos financeiros e tecnológicos disponíveis,  incluindo tempo para testes e disponibilidades dos mais sofisticados materiais e mais conceituados recursos humanos no gênero.

Este projeto, entretanto deve atingir os seguintes objetivos:

-Ser leve, pois cada grama enviado ao espaço corresponde a um custo astronômico

-Ser resistente, sustentar cerca de uma tonelada distribuidas em 8 rodas

-Ser confiável, pois uma vez lançado não pode ser consertado ou reparado ou ajustado.

Qual roda você usaria?

A URSS e seu invejável nível técnico destinado a corrida espacial descobriu após muita e muita pesquisa e horas de engenharia que a solução para este projeto era a simples roda raiada (ver foto no fim da página).

Sim, exatamente o mesmo conceito utilizado nas bicicletas. Um cubo com furos na direção axial e um aro com furos na direção radial unidos por tirantes metálicos (raios) que compõem uma treliça em três dimensões funcionando exclusivamente sobre tração.

Esta solução é praticamente inatingível por outros conceitos. Uma simples roda raiada de bicicleta, que pode pesar cerca de 500gramas é capaz de suportar radialmente cargas superiores a 500Kgf. Além de ser simples, barata, confiável e facilmente reparável.

Tudo indica que os avanços na técnologia de rodas para bicicleta se dará praticamente apenas na melhoria de materiais, uma vez que conceitualmente ja é utilizado o que há de mais sofisticado.

Serrando Aço

Para quem ja viu a bicicleta com o cubo Alfine notou que uma restrição deste tipo de transmissão é a ausência de blocagem. Ou seja, precisa de uma chave 15 para poder retirar a roda no caso da necessidade de um reparo.

Na mesma semana que eu recebi o cubo eu comprei uma chave 15 da Tramontina ( com o seguinte raciocínio: Já que gastei bastante no cubo, vale a pena comprar uma chave decente para não correr o risco de espanar).

O problema desta chave 15 é o fato dela ser muito comprida, já que tem ferramenta em ambas as pontas. Na minha pochete de quadro, que fica presa junto a mesa, ela ficava cerca de 10cm para fora, tornando inviável leva-la ali.

A solução foi serrar e tirar fora um terço inútil da chave. O novo problema se chamou Aço Cromo-Vanádio. Este relativamente sofisticado material é usado para esse tipo de ferramenta pela sua resistência a corrosão eu ao desgaste. Portanto é um material muito duro, dificil de ser cortado ainda mais usando uma serra manual que era o que eu tinha de disponível. Parte da alta resistência (cerca de 3 vezes superior a uma aço “de portão”) se da através do tratamento térmico (tempera).

Usando meus conhecimentos e um pouco de pesquisa cheguei a conclusão de que eu devia desfazer o tratamento térmico na região que eu faria o corte.

Cortei e arredondei as rebarbas com micro retífica e ficou perfeita. Coube direitinho na pochete de quadro.

Aerodinâmica I

Consideremos um ciclista com sua bicicleta andando no plano e sem vento significativo. Precisa-se fazer força para se manter uma velocidade constante.

Como sabemos de postagens anteriores:

F x V = P

(força multiplicada por velocidade igual a potência)

e

P x t = E

(potência multiplicada pelo tempo igual a energia)

Mas para onde vai esta energia?

A energia gasta pelo ciclista ( no plano sem vento ) irá ser dissipada por basicamente 3 fenômenos.

1 Perdas na transmissão (corrente, rodas dentadas, engrenagens, rolamentos , etc.)

2 Perdas por atrito e deformação no contato pneu/solo.

3 Resistência aerodinâmica

Nesta postagem iremos dar importância para a resistência aerodinâmica. A resistência aerodinâmica é modelada matematicamente por:

F= k x V² x A

(força aerodinâmica é igual a uma constante multiplicada pelo quadrado da velocidade e pela área)

Esta força atua de forma oposta ao movimento. Ou seja, tenta reduzir a velocidade do conjunto ciclista e bicicleta. A velocidade é a propria velocidade da bicicleta e a àrea é a área da seção transversal ( área projetada de um ciclista olhado de frente).

A constante pode ser decomposta em 2 outras constantes:

k = c1 x c2

Podemos considerar c1 como os valores relacionados às propriedades do ar, como viscosidade e densidade. Enfim, o que não podemos alterar. A c2 iremos atribuir ao fator de forma mais conhecido como coeficiente aerodinâmico. Este valor irá depender da forma do objeto que se desloca no fluido e pode ser verificado em tabelas obtidas com valores experimentais .

É esta constante ( c2 ) que explica a existência de componentes ciclisticos com formas muitas vezes incomuns, como capacetes em forma de gota e rodas fechadas, que permitem uma menor resistência aerodinâmica e consequentemente maior velocidade.

Usando um Mega-Range

Não, esta postagem não é sobre nenhuma serie de super-heróis japonesa nem sobre picapes da Ford. Trata-se de um conceito de distribuição engrenagens no cassete usado pela Shimano.

Como já foi relatado em tópicos anteriores, temos que infelizmente optar por utilizar um cassete onde o número de dentes das engrenagens cresce lentamente ( de 1 ou  2 dentes a mais na engrenagem imediatamente maior, geralmente usado em bicicletas de estrada) e tendo como consequência positiva marchas próximas entre si, que permitem acertar melhor a rotação da pedalada para cada velocidade e como consequência negativa a falta de marchas mais “leves”, ou optar por um cassete usualmente encontrado em bicicletas de todo o terreno onde se tem marchas muito reduzidas, porém com o desconfortável salto de 3,4 ou mais dentes entre cada engrenagem subsequente.

O conceito do Mega-Range ( numa tradução livre significa mega amplitude) é uma opção intermediaria que utiliza uma relação de bicicleta de estrada ( subindo lentamente o número de dentes entre cada engrenagem) combinada com uma ultima engrenagem de 34 dentes ( muito reduzida). Tal conceito pode ser encontrado nas linhas de base da Shimano para 7 e 8 velocidades e na Sram antigamente nos grupos de 9 velocidades, onde se saltava de 28 (da penultima engrenagem) para 34 dentes na ultima.

O problema desta opção é justamente o grande salto entre as duas maiores engrenagens do cassete. Um salto tão grande que torna-se impossível não sair da faixa ideal de pedalada durante esta troca de marcha.

A solução pratica para isso, descoberta empiricamente recentemente, é simplesmente não utilizar a “mega-range” (34 dentes) em situações normais. Usa-se todas as demais engrenagens do cassete e da pedivela. Deixando para usar a ultima marcha apenas em situações realmente críticas ( subidas íngremes, areia fofa, etc. ), como se fosse uma “reduzida de jipe”.