Schakelen, wat past jou het beste?
Schakelen, wat past jou het beste? – Tussen e-bikes zitten veel verschillen. Een daarvan betreft het versnellingssysteem. Nogal belangrijk aangezien het goed moet aansluiten op hoe je jouw e-bike gaat gebruiken. Daarom een lesje schakelsystemen in vogelvlucht.
Sportief en/of avontuurlijk e-biken verlangt een ander gebruik van versnellingen dan alledaags stadsfietsgebruik. Enkele systemen zijn zelfs ongeschikt voor fietsen in de bergen, vanwege onder andere een te beperkt bereik, andere systemen zijn weer niet robuust genoeg voor een krachtige trapbekrachtiging of intensief gebruik.
Waar én hoe je fietst of je bike wilt gaan gebruiken, is heel bepalend, echter niet het enige. De combinatie van versnellingen met de positie van de e-bikemotor heeft ook nogal invloed op de werking van de versnellingen, de duurzaamheid en het rendement. En dan is er nog altijd de vraag: waar hecht je waarde aan? Wil je iets dat onderhoudsarm en extra duurzaam is of ga je voor maximaal rendement en ben je niet te beroerd om ketting en tandwielen regelmatig te smeren en te (laten) vervangen? Kortom, niet alleen de aandrijving, ook het versnellingssysteem maakt een groot verschil.
De keuze is reuze
Er zijn drie verschillende soorten hoofdsystemen, te weten de achternaaf-, trapas-en derailleurversnellingen. Dikwijls van verschillende fabrikanten, vaak in meerdere uitvoeringen qua aantal versnellingen, in diverse kwaliteitsniveaus en eventueel ook nog in mechanische of elektronische bediening. Al die systemen hebben onderscheidende eigenschappen, wat meteen impliceert dat er ook voor- en nadelen aan kleven. Bovendien kunnen deze voor- en nadelen worden versterkt of juist worden tenietgedaan in combinatie met elektrische ondersteuning.
Achternaafversnellingen
Achternaafversnellingen zijn interne versnellingssystemen. Dit houdt in dat het een gesloten systeem betreft. Met als groot voordeel dat het onderhoudsarm is, relatief slijtvast is en je geen pedaal omwenteling nodig hebt om te schakelen. Je kunt ook schakelen als je niet fietst, dus vanuit stilstand. Vergeet je terug te schakelen of moet je een noodstop maken, dan schakel je eenvoudig lichter en fiets je weer gemakkelijk verder in een lekkere versnelling. Je hoeft niet te overcompenseren met bovenmatig trappen. Bijna alle naafversnellingen werken met een gebruiksvriendelijke draaischakelaar, enkele kunnen ook elektrisch worden bediend en sommige zelfs volledig automatisch. Bijkomend voordeel van een achternaafversnelling is dat deze aangedreven kan worden met een riem. Een riemaandrijving is onderhoudsarm, en is stiller en duurzamer dan een traditionele ketting.
Algemeen nadeel van een naafversnelling is een lager rendement ten opzichte van een derailleurversnelling. Dat wil zeggen dat er meer energie verloren gaat in het systeem, waardoor je zwaarder trapt. Bij een e-bike hoeft dat minder erg te zijn, aangezien er toch trapbekrachtiging is. Besef wel dat je minder fietstijd uit je accu haalt en harder moet werken of extra langzaam gaat als je zonder bekrachtiging fietst. Minder fietstijd uit je accu betekent ook een minder lange levensduur van de accu, omdat je relatief sneller moet opladen en daar ‘slijt’ je accu van.
Er zijn verschillende versnellingsnaaf merken en nog veel meer modellen. De toepasbaarheid van al die versnellingsnaven loopt sterk uit een. Kortgezegd kun je stellen dat voordelige, eenvoudige uitvoeringen (Shimano Nexus en Alfine 8) geschikt zijn voor stadsfiets en licht-recreatief gebruik en de luxere varianten/merken (Shimano Alfine 11, Enviolo en Rohloff) ook zwaarder gebruik aankunnen. Sommige versnellingsnaven draaien in een gesloten oliebad. Hierdoor wordt het verlies aan rendement beperkt en de levensduur verlengd.
De meeste (dus niet alle) versnellingsnaven hebben een beperkt bereik tussen de lichtste en zwaarste versnelling (300 procent). De lichtere versnellingen zijn daarmee prima voor het vlakke Nederland en over lichte heuvels, maar zijn ongeschikt om echt te klimmen. Je kunt dat op je e-bike compenseren door de mate van trapbekrachtiging te verhogen mits die rek er nog in zit, dat gebruikt alleen weer onnodig veel energie. Een andere oplossing is een lichter verzet monteren, maar dan lever je automatisch zwaardere versnellingen in die je op het vlakke weer nodig hebt, de 25 kilometer per uur haal je dan waarschijnlijk niet.
Veel versnellingsnaven zijn erg licht uitgevoerd (lees: niet robuust) en zijn niet gemaakt voor- of minder bestand tegen–elektrische trapbekrachtiging. Hoe de diverse fabrikanten en uitvoeringen zich daarin verhouden, daar komen we in een volgende editie op terug
Achterwielen met een naafversnelling zijn het meest complexe systeem om te demonteren wanneer je bijvoorbeeld een band moet vervangen. Rohloff is daarop een positieve uitzondering, dat gaat dan wel weer heel eenvoudig. En last but not least, een naafversnelling gaat altijd in combinatie met een midden-of voorwielmotor.
Voor- en nadelen schakelen met achternaafversnellingen
+ onderhoudsarm
+ duurzaam
+ makkelijk schakelen
+ riemaandrijving mogelijk
– laag rendement (valt mee bij de luxere systemen)
– beperkt bereik (onder andere Rohloff uitgezonderd) lastig bandverwisselen
Trapasversnellingen
Trapasversnellingen vormen eveneens een intern versnellingssysteem en hebben daarmee dezelfde voordelen als achternaafversnellingen. Weinig onderhoud, makkelijk schakelen en de populaire riemaandrijving is mogelijk. Goed beschouwd is er tot nog toe één systeem dat wordt toegepast, te weten Pinion. Dit is dan ook gelijk best of the class, heel functioneel en extreem duurzaam. Er bestaan nog een paar andere, waaronder Schlumpf en Kappstein Doppio, maar die worden zelden of nooit gemonteerd op e-bikes. Pinion heeft niet, of in veel mindere mate, dezelfde nadelen als de naafversnellingen. Het rendementsverlies is slechts zo’n twee procent ten opzichte van een derailleur, onder andere doordat elke versnelling een direct drive is. Pinion is bovendien uiterst robuust en het bereik is enorm (in de achttien versnellingen tellen de variant 636 procent). Er zijn diverse uitvoeringen van Pinion en het merk heeft nog een aantal bijkomende voor- en nadelen waar we in een volgende uitgave verder op in gaan.
Op het gebied van trapasversnellingen zien we een heel interessante ontwikkeling. Er zijn een aantal producenten die de trapasversnellingen combineren met een middenmotor. Dit heeft een aantal grote voordelen. Een geïntegreerd concept levert gewichts- en rendementsvoordeel op en vraagt maar één centrale smering. Al het gewicht komt mooi in het midden van de fiets en op een laag zwaartepunt. Beide wielen blijven vrij van versnellingen en/of een motor, zodat het wisselen van banden bij deze optie het meest eenvoudig gaat. Intradrive en Valeo/Effigear zijn de voorlopers in deze nieuwe markt. Laatst genoemde heeft inmiddels met veertien fietsfabrikanten een overeenkomst over het gebruik van zijn versnellingssysteem. De eerste modellenen productiefietsen zullen echter pas in 2024 beschikbaar komen.
Voor- en nadelen schakelen met trapasversnellingen
+ onderhoudsarm
+ extreem duurzaam
+ makkelijk schakelen
+ riemaandrijving mogelijk
+ hoog rendement voor een onderhoudsarm systeem
+ groot bereik
– lastig band verwisselen bij motor in achterwiel (bij geïntegreerde versnelling/motor trapas juist meest eenvoudig van alle systemen)
Derailleurversnellingen
Derailleurversnellingen zijn een extern, oftewel een open, versnellingssysteem. Het grote voordeel is het hoge rendement, aangezien elke versnelling een direct drive is, oftewel een directe overbrenging. Bij een derailleur is er een groot versnellingsbereik mogelijk, met name bij meerdere tandbladen voor of een 12-speed wide range (twaalf versnellingen met een breed bereik) achter. Een ander voordeel is het lage gewicht ten opzichte van alle andere versnellingssystemen.
Een (goede) derailleur schakelt erg snel tijdens het trappen en dat wordt vaak door vlotte, sportieve rijders gewaardeerd. Kies je vervolgens voor elektronisch bediende versnellingen, dan gaat het nog sneller en doeltreffender. Bij derailleurversnellingsystemen liggen ketting en tandwielen bloot en daardoor hebben ze altijd het nadeel van kwetsbaarheid en onderhoudsgevoeligheid. Een ketting dient altijd goedgesmeerd te zijn om: a) lekker te draaien; b) beschermd te zijn tegen weersinvloeden en c)lang mee te gaan. Tegenwoordig zijn er erg goede smeermiddelen, zoals wax en superolie die een zeer droge en bestendige smering mogelijk maken met weinig moeite.
De slijtage van ketting en tandwielen is een ander nadeel ten opzichte vaneen intern versnellingssysteem, het geen extra het geval is in combinatie met een middenmotor. Doordat de kracht van de motor via de aandrijving van de ketting en tandwielen op het achterwiel wordt overgebracht slijten ketting en tandwielen extra snel. De afstelling van derailleurversnellingen luistert nauw en kan door gebruik sneller verlopen dan bij andere systemen. Het monteren en demonteren van het achterwiel is simpel als je een beetje oefent/weet wat te doen (vergelijkbaar met wisselen van een achterwiel van een racefiets).
Er zijn qua derailleurversnellingen een aantal grote aanbieders en wat kleinere spelers. Shimano en Sram zul je het meest tegenkomen. Zij hebben beide heel veel modellen. Geef je meer geld uit, dan ga je sneller en geluidlozer schakelen, kan de derailleur meer trap- of motorkracht aan tijdens schakelen en gaat de hele aandrijving langer mee.
Voor- en nadelen schakelen met derailleurversnellingen
+ hoog rendement
+ groot bereik mogelijk
+ snel schakelen tijdens fietsen
+ laag gewicht
+ vrij eenvoudig band wisselen
– onderhoudsgevoelig-aan slijtage onderhevig
– schakelen vanuit stilstand niet mogelijk
– kwetsbaar voor invloed van buitenaf
– afstelgevoelig
Tekst & foto’s: Eugen Uppelschoten
Dit artikel komt uit het magazine Electrified #1. Dit magazine is nog steeds los te bestellen in onze webshop, klik hier voor de webshop. Wil jij op de hoogte blijven van al het nieuws omtrent elektrische fietsen? Houd dan de nieuwspagina van Electrified in de gaten! Benieuwd naar routes, tips & tricks en nog meer leesvoer? Word abonnee van Electrified E-bike Magazine.
