Tandwielen en kettingen (deel 2)

In deel 1 van deze artikelreeks gaven we reeds aan dat het veranderen van de verhouding van de eindoverbrenging van je motor interessante gevolgen kan hebben. Daar een verkeerd gekozen overbrenging –of gearing zoals die ook wel genoemd wordt- een averechts effect heeft op de gedragingen van de motor, laat het zich raden dat er daarbij niet overhaast te werk mag worden gegaan. Tenslotte zijn ook de fabrikanten van de motoren beslist niet over één nacht ijs gegaan bij het bepalen van hun keuze.
De redenen waarom je kunt overwegen om de tandwielverhoudingen aan te passen, zijn velerlei. Racers en recreatieve circuitrijders kunnen hun overbrenging aanpassen aan de aard van het circuit, waardoor de rondetijden aanmerkelijk kunnen dalen. Sportieve straatrijders kunnen er ook de acceleratie van hun motor door verbeteren. De toerjongens kunnen dan weer proberen om op die manier het motortoerental bij hun optimale kruissnelheid te verbeteren als dat nodig mocht zijn. Ook relatief lichte motoren die voor de gelegenheid zwaar bepakt en met een duo bereden worden, kunnen er vinniger mee gemaakt worden indien het traject –het rijden in de bergen bijvoorbeeld- dat vereist. Het mooie aan het veranderen van een eindoverbrenging is dat de ingreep je geen arm en een been kost en heel gemakkelijk omkeerbaar is. Experimenteren met verschillende overbrengingsverhoudingen is dus financieel haalbaar voor iedere motorrijder en kan zelfs door een doe-het-zelver tot een goed einde worden gebracht. Meten is weten zegt het spreekwoord en ook hier is die wijsheid van tel. Om perfect het volledige plaatje te begrijpen, gaan we eerst nagaan langs welke weg het vermogen en het motortoerental wordt overgebracht naar het achterwiel. Moeilijk te begrijpen is het allemaal niet, dus zelfs de technisch niet zo ervaren lezers moeten niet denken dat ze aan wat volgt een zware boterham zullen hebben. Als een motor in werking is draait de krukas rond met een bepaald toerental. De krukas geeft die beweging af via tandwielen aan het koppelingshuis. Deze overbrenging wordt de primaire overbrenging genoemd. In de technische gegevens van je motor vind je die overbrenging op dezelfde wijze aangeven als de eindoverbrenging die ook wel secundaire overbrenging wordt genoemd. Met getallen dus. Het koppelingshuis zit op de ingaande as van de versnellingsbak. Door het gebruiken van de verschillende versnellingen die in de bak zitten, wordt het toerental van de uitgaande as van de versnellingsbak bepaald. Hoe groot de verhouding is van elke versnelling vind je eveneens terug in de technische specificaties van je motor. Die uitgaande as van de versnellingsbak drijft de eindoverbrenging aan waardoor het achterwiel gaat ronddraaien. En nu wordt het mooi: om te weten hoe snel een motor rijdt bij een gespecificeerd toerental in een bepaalde versnelling met een bepaalde overbrengingsverhouding moet je de deur niet uit. Die snelheid kan namelijk heel gemakkelijk berekend worden. Laat ons aannemen dat we willen weten hoe snel een motor rijd die 14.000 toeren kan halen in zesde versnelling. Onze voorbeeldmotor heeft een primaire overbrengingsverhouding van 2.171, de zesde versnelling heeft een verhouding van 1.174 en de eindoverbrenging bestaat uit de combinatie van een voortandwiel van 19 en een achtertandwiel van 55 tanden. De omtrek van de achterband is 0,0018 km. Waarom kilometers? Wel, doodsimpel omdat het eindresultaat dat we zoeken de snelheid is uitgedrukt in kilometer per uur. Het meten van de omtrek van je achterband dient op het midden van het loopvlak te gebeuren. Met de lintmeter van moeder de vrouw lukt dat probleemloos. Eerst en vooral gaan we het toerental van de motor omrekenen naar het aantal toeren dat hij maakt per uur. Dat doen we omdat het toerental van een motor uitgedrukt wordt per minuut en we willen weten hoe snel we rijden in een tijdspanne van één uur. 14.000 wordt dus vermenigvuldigd met 60 wat ons 840.000 oplevert. Inderdaad, dat krukasje ligt daar niet niks te doen gedurende een uurtje. Om te weten hoeveel toeren per uur de ingaande as van de versnellingsbak –en het koppelingshuis- per uur draaien, delen we de waarde van het krukastoerental door de waarde van de primaire verhouding. 840.000 wordt dus gedeeld door 2.171, hetgeen ons het getal 386.918 oplevert. Vervolgens gaan we op zoek naar de snelheid die de uitgaande as van de versnellingsbak maakt, de as waarop het kleinste tandwiel van onze eindoverbrenging gemonteerd is. Deze waarde bekomen we door de snelheid van de ingaande as van de versnellingsbak te delen door de waarde van de overbrenging van 6de versnelling. In ons geval wordt dat 386.918 : 1.174 wat ons 329.572 oplevert. Wie goed heeft opgelet weet nu dat de benaming 'versnellingsbak' rekenkundig benaderd twijfelachtig is en we dus eigenlijk van een 'vertragingsbak' kunnen spreken. Nu we weten hoe snel de uitgaande as van de versnellingsbak –en dus ook ons kleinste tandwiel van de eindoverbrenging- draait, kunnen we heel gemakkelijk de rijsnelheid van de motor berekenen. We vermenigvuldigen de draaisnelheid van de uitgaande as van de versnellingsbak met het aantal tanden van het voortandwiel, delen de bekomen waarde door het aantal tanden van ons grootste tandwiel van de eindoverbrenging en vermenigvuldigen het product van deze berekening met de omtrek van de achterband. Het getal dat we bekomen is de snelheid in kilometer per uur die onze motor maakt bij een toerental van 14.000 toeren per minuut. Dat wordt dus voor ons voorbeeld 329.572 x 19 : 55 x 0.0018 = 204,9 kilometer per uur. Normaliter zou je er kunnen vanuit gaan dat deze waarde exact de snelheid is die de motor rijdt, maar dat is niet zo. Net als het leven zelf is ook deze waarde betrekkelijk. Eerst en vooral zijn er maar weinig toerentellers die zonder foutmarge het juiste toerental weergeven. De tweede factor die een rol gaat spelen –vooral bij hoge snelheden- is dat elke band bij grote draaisnelheden door de middelpuntvliedende kracht in omtrek gaat toenemen. De achterband van onze voorbeeldmotor draait met 14.000 krukasomwentelingen op de klok en met de bak in zesde versnelling zo maar eventjes 1.897 toeren per minuut. Geen wonder dat een band onder die omstandigheden in omtrek vergroot en degelijk uitgebalanceerd moet zijn om problemen te voorkomen… Maar dat even terzijde, er speelt nog een andere grote factor mee die niet verwaarloosbaar is: een band verslijt en naarmate het rubber op het loopvlak verdwijnt, verkleint de omtrek van de band. Indien er op een achterband die nieuw een omtrek heeft van 180 centimeter, 2,5 millimeter loopvlak verdwijnt, krimpt zijn omtrek met ongeveer 2,5 centimeter. De berekende waarden liggen dus heel dicht tegen de waarheid aan, maar zijn onderhevig aan variabele factoren die binnen het kader van dit artikel slechts moeilijk incalculeerbaar zijn. Wie een beetje handig is met een rekenblad kan al deze gegevens moeiteloos onderbrengen en bewerken in zijn computer. Hoe zo'n handige tool er uit kan gaan zien kan je afleiden uit het onderstaande beeld. En natuurlijk kan je nog veel meer met dat rekenblad. Je kan bijvoorbeeld niet alleen je theoretische topsnelheid in elke versnelling bepalen maar ook de snelheid die de motor loopt in gelijk welke versnelling en bij gelijk welk toerental. Handig, niet alleen voor circuitrijders maar ook voor mensen die begaan zijn met het benzineverbruik van hun motor...
Zo, dat was dat. In het volgende hoofdstuk gaan we dieper in op de soorten kettingen die er bestaan. Geloof ons als we stellen dat er veel meer verschillende uitvoeringen op de markt zijn -zowel op gebied van constructie, sterkte als duurzaamheid- dan je op het eerste gezicht zou kunnen vermoeden. En nu gaan we koffie drinken want van al dat rekenwerk hebben we dorst gekregen…