Como a eficiência é medida

O quanto o SPEEDHUB é eficiente está resumido em Eficiência. Este artigo trata de por que medições diferentes chegam a números diferentes para a mesma transmissão — e de como a Rohloff mediu.

1. Pedalar não é constante

O ciclista pedala numa cadência quase constante, mas o torque pulsa forte a cada volta do pedivela: as medições mostraram cerca de 5% de variação na cadência, mas mais de 90% no torque. Cada peça que transmite a carga — corrente, coroa, rolamentos, engrenagens — é carregada e aliviada duas vezes por volta.

Potência e cadência	100 W, 75 rpm	300 W, 75 rpm	575 W, 50 rpm
Torque de pico	21,6 Nm	68 Nm	200 Nm
Torque mínimo	3,8 Nm	8 Nm	20 Nm

As bancadas de teste são acionadas por um motor elétrico com torque constante. A questão, então, é qual potência constante corresponde à carga real, pulsante. A bancada de desgaste de corrente e coroa da Rohloff deu a resposta: peças pedaladas a uma média de 150 W, pulsando entre 5 e 30 Nm, só se desgastaram como as peças de teste rodadas a 30 Nm constantes. Como o desgaste e as perdas por atrito vêm dos mesmos fatores, uma bancada precisa trabalhar no pico do torque, não na média — dito de forma simples, uma pedalada de 80 W é reproduzida na mesma cadência com cerca de 160 W na bancada.

2. Dois tipos de perda

• Perda dependente da carga: atrito das peças que se movem sob carga — elos da corrente, engrenagens, rolamentos. Cresce na proporção da potência transmitida.
• Perda independente da carga: vedações, superfícies de deslizamento, o lubrificante sendo agitado. Não depende da força motriz, só da velocidade, da temperatura e da viscosidade do lubrificante.

Duas transmissões fictícias, ambas com 91% de eficiência a 50 W:

Potência de entrada	50 W	100 W	200 W	300 W	400 W	500 W
Sistema A: 7% + 1 W	91,0%	92,0%	92,5%	92,7%	92,75%	92,8%
Sistema B: 3% + 3 W	91,0%	94,0%	95,5%	96,0%	96,3%	96,4%

Em potência baixa domina a perda independente da carga; em potência mais alta, a dependente. As curvas C e D são as mesmas transmissões quando a perda das vedações sobe de 1 W para 2 W por causa do calor ou de uma mudança na película de lubrificante (A → C), ou cai de 3 W para 2 W (B → D):

Abaixo de 200 W, uma oscilação de apenas ±1 W muda o resultado em vários por cento — e isso pode acontecer dentro de uma mesma medição, porque o próprio calor do atrito altera as condições. Por isso, abaixo de 200 W um valor de eficiência só vale a partir de muitas repetições, e sempre como uma faixa com limites superior e inferior. Acima de 200 W a oscilação se torna desprezível.

3. A sua eficiência também conta

O objetivo não é o melhor número mecânico, mas quanto da energia que você coloca vira movimento para a frente. A eficiência muscular chega a cerca de 25% com a força e a velocidade de movimento certas, mas numa marcha inadequada fica facilmente 10 pontos percentuais pior — muito mais que a diferença entre sistemas de marchas.

Eficiência	Ciclista A	Ciclista B
Eficiência muscular	24%	22%
Eficiência da transmissão	93%	97%
Total	22%	21%

O ciclista A, na marcha certa, é mais eficiente com a transmissão pior do que o ciclista B na marcha errada. A medicina esportiva situa o salto entre marchas vizinhas abaixo de 15% para que sirva tanto para subir quanto para descer de marcha — por isso a faixa e o número de marchas sempre devem estar ao lado da eficiência. Veja Comparação de relações de marcha.

4. A medição da Rohloff

Foi medida a transmissão inteira — movimento central, corrente, coroas, cubo ou caixa de marchas —, simulando um ciclista esportivo a cerca de 160 W com picos de torque de 50 Nm (285 N no pedal):

Parâmetro	Valor
Cadência	60 rpm
Potência de frenagem (constante)	314 W
Torque de acionamento	50 Nm

Para comparação, foram rodados um câmbio de 24 velocidades (coroas de 46, 36 e 26 dentes, cassete 11–28) e um SPEEDHUB (46/16), ambos amaciados por cerca de 100 km. As medições foram repetidas várias vezes; a tolerância é de ±0,5%.

• Câmbio de corrente: medido limpo e bem lubrificado, depois com corrente suja e pinhões que tinham rodado cerca de 1.000 km — com as peças usadas, a eficiência ficou em média 1% menor.
• SPEEDHUB: também medido com corrente e pinhão de 1.000 km — nenhuma diferença mensurável.

A eficiência do SPEEDHUB acompanha exatamente quantos estágios planetários trabalham sob carga em cada marcha:

Marcha	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
Estágios sob carga	2	2	3	1	3	2	2	1	1	2	0	2	1	1

A melhor é a 11ª marcha — a marcha direta, sem nenhum estágio trabalhando. As marchas 1–7 seguem o mesmo padrão das marchas 8–14, só que cerca de 2% abaixo, porque ali o terceiro estágio também reduz. Qual estágio trabalha em qual marcha: As 14 marchas por dentro.

Para guardar

• Uma medição com torque constante abaixo de 200 W diz pouco na prática — num ritmo esportivo, um ciclista gera bem mais de 100 W.
• Compare a eficiência sempre com sua faixa de tolerância, e junto com a faixa e o número de marchas.
• Sujeira, lubrificação e desgaste afetam mais as transmissões abertas — o SPEEDHUB vedado quase nada.