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Uso dei rapporti della bici, cambiata, sviluppo metrico

Bikelife, Tecnica • di

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Questo articolo avrà un carattere più tecnico ed è dedicato a tutti quei ciclisti che montano un cambio (di qualunque tipo, modello, dentatura, numero di rapporti) e che vogliano sfruttarlo al massimo. Questo perché, come ogni cosa costruita dall’uomo, anche la trasmissione da il meglio di sé se usata al meglio e nei limiti fisico-meccanici consentiti. Usare bene i rapporti, capire la filosofia che vi sta dietro e le regolette base da seguire vi permetterà di avere il massimo dal vostro gruppo cambio, di allungarne la vita, di ridurne la manutenzione e, cosa ovvia, divertirvi a manetta!

Il gruppo cambio

Prima di capire come si usa, cerchiamo di vedere cos’è. Un gruppo cambio di solito viene indicato anche con la parola “trasmissione” e si compone di:
• Leve cambio;
• Guarnitura;
Pacco pignoni;
• Catena;
Deragliatore anteriore;
• Deragliatore posteriore;
• Cavi e guaine;

L’insieme di questi componenti lavora in simbiosi per permettere la scelta dei rapporti da utilizzare durante le uscite, per affrontare quello che ci si trova davanti (discese, salite, pianura, saliscendi, curve ecc…).
Delle varie tipologie presenti sul mercato ce ne siamo già occupati, per cui quello che c’interessa sapere è come usarlo.

Il numero di rapporti e lo sviluppo metrico

Rapporti_1
Ogni volta che noi posizioniamo la catena (usando le leve che comandano i deragliatori) su una determinata corona anteriore e su un pignone posteriore, selezioniamo un rapporto di marcia. Questo rapporto ci consente di sviluppare una data distanza a ogni colpo di pedale. Questa è indicata con il nome di sviluppo metrico ed è direttamente influenzata dal numero di denti della corona anteriore, dal numero di denti del pignone posteriore e dalla circonferenza della ruota (poiché al variare della circonferenza varia anche la lunghezza percorsa a ogni colpo di pedale). Se volete approfondire il discorso per capire meglio quale sia la circonferenza e la misura del vostro cerchio, ne abbiamo già parlato qui.

Perché è importante lo sviluppo metrico? Perché permette di capire quanti metri si fanno con ogni singolo rapporto, definendo così quali siano quelli adatti alla pianura, alla salita e alla discesa. Inoltre differenti combinazioni di corona e pignone danno sviluppi metrici molto simili e conoscerli permette di ampliare le nostre scelte di utilizzo, una cosa molto utile soprattutto se ci troviamo ad affrontare percorsi che cambiano rapidamente e ci obbligano a variare di continuo i rapporti.

Calcolo dello sviluppo metrico:
Lo sviluppo metrico sarà quindi uguale al numero di denti della corona fratto il numero di denti del pignone, il tutto moltiplicato per la circonferenza della ruota.
Ecco un semplice calcolatore online dello sviluppo metrico di un rapporto.



La misura risultante viene chiamata, in gergo tecnico, “lunghezza del rapporto”, poiché determinata l’effettiva lunghezza dello spostamento della bicicletta consentita da quel determinato rapporto. Facciamo due esempi per comprendere meglio questo passaggio:
Rapporti_2

Quando giro in città, di solito uso la corona anteriore (che ha 54 denti) e il terzultimo pignone posteriore (che ha 16 denti), con una bici da corsa con ruote da 700c, quindi con una circonferenza pari a 2133mm. Inseriamo questi dati nella formula e avremo:

In pratica, usando questo rapporto, a ogni colpo di pedale percorro 7 metri. Da ciò deriva il nome “rapporto lungo”, poiché mi permette di percorrere più metri a ogni rotazione completa del pedale. Di contro, essendo un rapporto definito altresì duro, dovrò impiegare più forza e quindi fare più fatica per mettere in rotazione il pedale.

Quando invece viaggio in mtb e mi trovo ad affrontare uno strappo ripido, non mi vergogno di usare il cosiddetto “rapportino”, ovvero la corona più piccola (22 denti) e il pignone più grande (32 denti), con una ruota che, essendo da 26″, ha una circonferenza di 2085mm.
Rapporti_3

Notate immediatamente che differenza di sviluppo metrico! 7metri a ogni colpo di pedale contro 1,4, praticamente un’infinità. Con un rapporto così, definito appunto corto, sviluppo davvero pochi metri a ogni colpo di pedale ma lo sforzo che dovrò fare per mettere in rotazione i pedali è minimo, infatti questo rapporto viene definito agile.

Sapete quanti rapporti ha la vostra bici? Di solito molti sbagliano, facendo coincidere il numero di rapporti con il numero di pignoni della cassetta. Un errore mutuato dai tempi delle promozioni anni ’80, dove con un set di pentole ti regalavano sempre una mtb con cambio Shimano irrimediabilmente a 6 rapporti. In realtà il numero di rapporti possibili è dato dal numero di pignoni della cassetta moltiplicato per il numero delle corone montate sulla guarnitura. Per esempio la mia bici da corsa d’epoca monta una doppia anteriore e una cassetta a 7 pignoni dietro, per cui le mie possibilità di utilizzo diventano 14. La mia bdc invece monta una trasmissione tradizionale 3×9, quindi 27 combinazioni differenti.
Posso usarle tutte? Beh non proprio.

Rapporti sconsigliati

Rapporti_4
Come abbiamo visto, la trasmissione della bicicletta ci mette a disposizione un ventaglio di rapporti disponibili ma non tutti possono essere utilizzati. Guardate lo schema: ho selezionato la corona più grande e il pignone più grande. Il mio sviluppo metrico è:

Un buono sviluppo, ma cosa notate dallo schema? Che la catena lavora quasi in diagonale rispetto al telaio. Questa situazione non è affatto consigliabile, poiché l’angolo di lavoro in cui la catena è più efficiente è pari a zero (cioè praticamente parallela al telaio). Girando con un rapporto del genere la catena va in extratensione e le maglie si torcono per mantenere la posizione e l’aggancio con i denti. Questo provoca un’usura precoce della catena, sollecita notevolmente i denti della corona (che vengono compressi dalle maglie della catena e appiattiti) e “tira” la gabbia del deragliatore posteriore e la torce (a volte la catena è così tesa che non tocca nemmeno le pulegge del deragliatore posteriore). Inoltre la catena sfregherebbe contro la lama interna del deragliatore anteriore, consumandola.
Rapporti_5
Guardiamo invece lo schema opposto: corona piccola e pignone piccolo. Calcoliamo lo sviluppo metrico:

Addirittura più lungo del primo, anche se non ne dava l’impressione. Eppure anche qui la catena lavora in diagonale e si ripropone la medesima situazione e lo stesso lavoro gravoso per la trasmissione.
Questo tipo di rapporti non andrebbe mai usato, oppure utilizzato per brevi tratti (magari per sorpassare una cunetta o un ripido) ma sarebbe meglio selezionare rapporti che garantiscano sviluppi metrici equivalenti senza mettere in extratensione la catena. Facciamo un banale esempio: abbiamo visto che nella prima condizione lo sviluppo metrico è di 3,6m. Se invece di usare corona grande – pignone grande, usassi corona intermedia – pignone intermedio?
Rapporti_6

Esattamente il medesimo sviluppo ma, come vedete dallo schema, con una catena che lavora bella dritta senza extratensioni o torsioni!

I rapporti consigliati

Quindi, avendo capito che i rapporti estremi non vanno mai utilizzati, possiamo dedurre che il ventaglio di opzioni della nostra trasmissione si riduce. Quali sono allora le combinazioni migliori da utilizzare per far lavorare il cambio al meglio?
Usando un poco di buon senso (e ciò che dicono i tecnici delle case produttrici) si può definire questa scaletta:
Rapporti_7
Con la corona anteriore più grande si può usare la prima metà della cassetta pignoni (dal più piccolo all’intermedio);
Rapporti_8
Con la corona anteriore più piccola si può usare la seconda metà della cassetta pignoni (dall’intermedio al più grande);
Rapporti_9
Con la corona anteriore intermedia (per chi monta una tripla) si può usare l’intera cassetta pignoni senza alcun problema;

La catena può spostarsi in una gamma di pignoni che le consentano di lavorare in modo parallelo al telaio. Quando l’angolo di lavoro comincia ad aumentare, la catena va in extrarotazione, tensionandosi oltre il dovuto e torcendosi, per cui sarà meglio cambiare la corona anteriore o il pignone posteriore.

Fattori che influenzano la scelta dei rapporti

Finora abbiamo parlato di pura meccanica, qualcosa di sicuramente interessante ma che a molti di voi può essere apparsa come poco pratica. Vediamo ora di trasportare quello che si è detto finora nella vita reale. La domanda che sorgerà spontanea, ci scommetto, è: “Come faccio a capire qual è il rapporto giusto al momento giusto?”. Questa domanda non ha una risposta univoca, poiché la scelta del rapporto (al di là di tutte le considerazioni meccanico-fisiche possibili) è molto personale ed è influenzata dai seguenti fattori:

Stato di forma: quando si è in forma si è portati a “tirare” più del solito;
Allenamento: nel gergo del ciclismo si dice “avere la gamba”, ovvero essere allenati per usare un determinato tipo di rapporto. Per esempio che chi per salire sullo Stelvio, se se la sente, può usare anche il 55×11 e chi invece preferirà usare il rapportino;
Disponibilità rapporti e tipo di trasmissione: le innovazioni tecniche hanno stravolto e ampliato la scelta di trasmissioni per bici. Si va dalla tripla alla doppia al monocorona, con pacchi pignoni a 8-9-10-11 velocità. Questo influenza molto lo stile di guida e la scelta dei rapporti, poiché cambia lo spettro di disponibilità;
Condizioni del terreno: tralasciando l’asfalto (dove il grip è perenne), questo fattore influenza in modo determinate la scelta dei rapporti nell’ambito off-road. Infatti anche se ci troviamo a pedalare su un tratto in pianura (che normalmente richiederebbe un rapporto lungo), se c’è parecchio fango e il grip scarseggia, sarà conveniente selezionare un rapporto abbastanza agile, in modo da avere lo spunto per superare i tratti più fangosi, che tendono a incollare la ruota al terreno;
Scorrevolezza pneumatico: non tutti ci faranno caso ma girando con pneumatici più scorrevoli, gonfiati a pressioni maggiori e con sezioni più strette, sarà possibile usare rapporti più lunghi, poiché l’impronta a terra e la resistenza al rotolamento dello pneumatico stesso diminuiranno drasticamente, permettendo di fare meno fatica (e quindi “osare” di più).

Consigli pratici per una cambiata efficiente

Concludiamo con una serie di consigli per effettuare cambi di rapporto efficienti, sicuri e sempre perfetti:
Controllare la regolazione dei deragliatori: andrebbe fatto dopo ogni uscita, poiché essendo un sistema in tensione, la regolazione tende a sballarsi;
Lubrificare la catena: una catena pulita e ben lubrificata lavora sicuramente meglio di una sporca e arrugginita;
Giocare d’anticipo: non cominciate a percorrere la salita con il medesimo rapporto da pianura fino a che non vi piantate in mezzo alla strada. Anticipate la cambiata prima ancora che sia necessario;
Non cambiate sotto sforzo: se state sforzando sui pedali non cambiate rapporto. Il sistema è in tensione e una cambiata potrebbe stressarlo (ho visto parecchie catene aprirsi…);
Pedalate quando cambiate: il cambio è fatto per spostare la catena mentre questa è in rotazione, per cui pedalate quando cambiate e non fate l’errore di smettere di pedalare, cambiare e ripartire;
Controllare lo stato di cavi e guaine: cavi e guaine arrugginiti o piegati lavorano male. Ogni anno andrebbero sostituiti.

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20 Risposte a Uso dei rapporti della bici, cambiata, sviluppo metrico

  1. Pasquale scrive:

    Ciao a tutti, nell’esempio dello sviluppo metrico prendete in esame una ruota 700c,ossia da 28″, dicendo che la circonferenza è di 2133mm, dai calcoli che io ho svolto quest’ultima risulta di 2234mm. Ora vorrei sapere se ho sbagliato o non sto capendo qualcosa, scusate la banalità della domanda ma sono un neofita.

    • Omar scrive:

      Ciao Pasquale,
      la circonferenza di una ruota da 28″ dovrebbe essere molto semplice da rilevare (2 x pigreco x raggio) eppure non è così. Sulle stesse tabelle della case costruttrici possono esserci variazioni, poiché la circonferenza effettiva non è misurata dall’asse del mozzo alla spalla del cerchio, bensì sull’asse dello stesso, cosa che manualmente non è possibile rilevare. I valori che “ballano” di solito sono compresi tra i 2095mm e i 2150mm, per cui per standardizzare molti hanno scelto come valore di circonferenza di una ruota da 700 il valore di 2133mm.

      Se hai altri dubbi, io sono qua

      Un saluto

      Omar

    • Vincenzo scrive:

      con la bici regolarmente in piedi, un lapis da falegname in mano, metti la ruota anteriore con la valvola della camera d’aria in verticale e nella parte bassa, fai un segno a terra, fai fare un giro completo alla ruota spingendo la bici fino a quando la valvola non si trova nella posizione di partenza, fai un’altro segno a terra e poi misura la distanza dei due segni da te tracciati, quella è la VERA misura della circonferenza della tua ruota anteriore.
      saluti

  2. Santimanio scrive:

    credo che si debba fare sopratutto attenzione quando si usa la corona anteriore più grande, cioè quando la catena volge verso la massima estensione; in quel caso è bene non usare i pignoni posteriori più grandi

  3. Mattia scrive:

    Ciao a tutti,
    la mia mtb ha 21 rapporti, nel pacco pignoni ha 7 velocità, volevo chiedere se posso cambiare il pacco pignoni con un altro sempre da 7 velocità ma con dei rapporti con meno denti così da avere delle marce più dure e da poter correre di più.

  4. Nicola scrive:

    Articolo molto chiaro ed esaustivo, per un migliore approccio all’utilizzo del cambio mai illustrato a dovere dai rivenditori.
    Grazie

    Nicola

  5. Filippo scrive:

    Salve a tutti. Sto cercando di avvicinarmi al mondo della bici e, specificamente, al genere turistico-trekking (ma con molta calma, che da buon motociclista, di pedalate ne ho fatte ben poche negli ultimi anni). Alla luce della mia poca esperienza e di quel che leggo in giro, in fatto di cambi, sto pensando seriamente ad un cambio al mozzo, con possibile trasmissione a cinghia. Mi sa che per la prossima bici, ci farò un pensiero serio. Negli anni le abbiamo viste tutte; dal pacco pignoni da tre con singola corona, agli undici attuali con tripla anteriore, per poi assistere all’ultimissima novità: pacco pignoni da 11 con corona anteriore singola. In nome della semplicità! E poi, in nome della maggior comodità ed economia di manutenzione arriveremo al cambio al mozzo. Tanto vale pensarci subito, secondo me. Saluto la redazione: siete bravissimi.

    • Omar Gatti scrive:

      Ciao Filippo,
      grazie per il tuo contributo e per i complimenti, fa sempre piacere poter essere d’aiuto.

      Buone pedalate!

      Omar

  6. Giuseppe scrive:

    Che bell’articolo! Mi sento molto più informato e sono stato felicissimo di leggere di attuare accorgimenti quando si pedala che io istintivamente già applicavo!
    Grazie ancora!!!

  7. Giuseppe scrive:

    Ciao Omar, quali sono invece gli incroci vietati con un gruppo 2×9? Grazie!

    • Omar Gatti scrive:

      Ciao Giuseppe,
      In questo caso eviterei gli incroci piu estremi, tipo corona grande pignone grande o corona piccola e pignone piccolo. Per gli altri si possono usare tutte le restanti combinazioni.

      Buone pedalate!

      Omar

  8. Alessandra scrive:

    Grazie Omar, è un articolo utilissimo che trasmette tutte le informazioni essenziali, una cosa che è inuitle chiedere ai rivenditori e, nella mia esperienza, anche agli amici!

  9. gianni scrive:

    ho letto con interesse l’articolo sull’uso corretto del cambio e finalmente ci ho capito abbastanza. vorrei però un’ulteriore delucidazione se possibile, io ho una Mtb con 3 deragliatori anteriori e il pacco pignoni a 7. volevo chiedere quando è consigliabile, e in quale occasioni usare il deragliatore anteriore piccolo (quello interno) e con quali pignoni posteriori. Grazie

    • Omar Gatti scrive:

      Ciao Gianni,
      con la corona più grande puoi usare la prima metà dei pignoni. Con quella intermedia li puoi usare tutti. Con quella piccola solo la seconda metà (quella coi pignoni più grandi)

      Buone pedalate!

      Omar

  10. Paolo scrive:

    Avessi letto prima questo articolo forse avrei potuto evitare di riportare (dopo un solo mese dall’acquisto) la bicicletta dal rivenditore (che me ne ha dette ovviamente un carretto) per risistemare il cambio mezzo assassinato dalle mie maldestre operazioni di neofita.

  11. Gianni scrive:

    Buon giorno a tutti
    ho letto l’articolo e l’hò trovato molto chiaro ed esaustivo complimenti
    per la misura della ruota io ho fatto col gesso un segno per terra e slla gomma poi sono salito in bici (perchè col mio peso il copertone si schiaccia peso 85 kg.) ho fatto fare un giro di ruota (700cx 23) altro segno sul pavimmento e ho misurato ho ottenuto mm 2010.
    vorrei sapere invece come si calcola l’effettiva velocità che si ottiene per esempio con una guarnitura 52 con pignone 18 e con cadenza di pedalata 88 al minuto ruota 700c x 23 ovviamente in piano.
    grazie Gianni

  12. Alberto A.C. scrive:

    A Gianni, 11.07.2016
    Gent.mo sig. Gianni,
    valutare la lunghezza della circonferenza come Lei ha fatto e` senz’altro il metodo PIU’ CORRETTO e giusto, poiche’ il cedimento elastico del pneumatico e` variabile per moltelpici cause: a) marca e modello del pneumatico; b) pressione di gonfiaggio; c) stato d’usura (assottigliamento) dello spessore del battistrada; d) peso del ciclista; e) ripartizione del peso del ciclista su ciascuna ruota (non sempre e` del 50% ant. e 50% post.).
    E questo nell’ipotesi di considerare la ruota rigida e non elastica, com’e` nella realta` (ma questo ha un’influenza sicuramente meno marcata rispetto ai cinque punti precedenti).
    Pertanto calcolare la Sua velocita` con i dati forniti, e` semplice (stando pero` ben attenti alla coerenza delle unita` di misura utilizzate!):

    Step 1): F = 88 pedalate / min = 88 giri corona / min = 88/60 giri / s (~ 1.466 giri / s);
    Step 2): la lunghezza della circonferenza EFFETTIVA e` di L = 2010 mm = 2.010 m;
    Step 3): n.ro denti corona (movente) C = 52, n.ro denti pignone (cedente) P = 18;
    Step 4): la velocita` sviluppata con le variabili suddette risultera` pertanto essere di:
    v = (C/P)*L*F = (52/18)*2.010*(88/60) = ~ 8.516 m/s
    e se la si desidera in km/h, basta moltiplicare il valore appena ottenuto per
    la costante 3.6, cioe`: V = v * 3.6 = 8.516*3.6 = ~ 30.66 km/h.

    Infine tengo a precisare che l’impostazione per ‘Step’ (passi) ed in forma di variabili, e`
    stata scelta per poter essere applicata anche ad altri casi simili e per tutte quelle persone interessate a risolvere il Suo medesimo problema, con il minimo sforzo e la minima possibilita` d’errore (vale a dire ‘ foolproof’).
    Spero di esserLe stato d’aiuto.
    Cordialmente
    Ing. Alberto.A.C.
    /

  13. Mario scrive:

    Tecnicamente è’ un articolo perfetto ma fisicamente come posso capire quando alleggerire o appesantire un rapporto? Ho sentito alcuni che dicono che devi cambiare quando hai indolenzimento ai muscoli della gamba altri che invece dicono che la gamba non deve sentire nessun dolore ma devi valutare l’aspetto respirazione………è qui che io vado in confusione. L’aspetto tecnico mi è chiarissimo, vorrei capire come ascoltare il mio fisico e quindi di conseguenza cambiare.
    Grazie Mario

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