Una guida completa ai gearbox: come funzionano, quali vantaggi offrono, quali limiti presentano e perché sistemi come Pinion, Effigear, Avinox e Gobao stanno ridefinendo il futuro delle trasmissioni
Le trasmissioni integrate, o gearbox, sono disponibili per una vasta gamma di biciclette, comprese le eMTB, ma perché sono molto meno diffuse rispetto alle onnipresenti cassette e deragliatori?
Questi sistemi ad alte prestazioni per biciclette sono in vendita da anni, con caratteristiche che includono trasmissione a cinghia in carbonio, cambiata elettronica e persino l’integrazione con il motore delle e-bike.
Tuttavia, la stragrande maggioranza dei ciclisti continua a utilizzare cassette e deragliatori.
Ciò solleva una domanda: ci sono problemi fondamentali legati ai gearbox? Oppure i loro vantaggi vengono sottovalutati?
Che cosa sono le trasmissioni integrate
Una trasmissione integrata è un sistema meccanico in grado di modificare il rapporto di trasmissione di una bicicletta, consentendo di regolare lo sforzo in pedalata e la velocità. Questi sistemi utilizzano un ingegnoso sistema di ingranaggi cilindrici e sono integrati direttamente nel telaio, nella zona del movimento centrale.
Mentre il ciclista pedala, le pedivelle azionano direttamente gli ingranaggi; la potenza viene convertita all’interno del gearbox e quindi trasmessa alla ruota posteriore tramite una cinghia (più raramente un tradizionale catena).
Sebbene le bici con trasmissione integrata siano ancora una rarità sui sentieri, c’è un crescente interesse per i loro vantaggi – quali le migliori prestazioni delle sospensioni e le capacità di cambiata uniche come quella da fermo – che non possono essere ignorati.
In questa guida spiegheremo come funzionano i gearbox compresi i più recenti prototipi Avinox e Gobao integrati nei motori per e-bike, i loro pro e contro, e se riteniamo che nei prossimi anni sostituiranno il design convenzionale della trasmissione.
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Come funziona una trasmissione integrata
I gearbox per biciclette utilizzano un design complesso mutuato dall’industria automobilistica. Due serie di ingranaggi si innestano l’una nell’altra per creare diversi rapporti di trasmissione, controllati da un comando montato sul manubrio.
Così Pinion – il principale produttore sul mercato – descrive la propria tecnologia: “I sistemi Pinion utilizzano ingranaggi cilindrici con due sottounità collegate in sequenza. I singoli rapporti di trasmissione si ottengono abbinando le due sottounità con varie combinazioni di pignoni. Gli intervalli tra le marce sono distribuiti in modo uniforme e viene definita una gamma di rapporti di trasmissione ergonomicamente ottimale, specifica per l’ambito di utilizzo.”
Una volta che la forza applicata dal ciclista ha azionato gli ingranaggi ed è stata convertita dal gearbox, viene trasferita alla ruota posteriore tramite una cinghia. Questa sostituisce la catena convenzionale della bicicletta e svolge la stessa funzione: collegare la guarnitura alla ruota posteriore – tramite corona e pignone singoli – per azionarla.
Il cambio di marcia, tuttavia, è leggermente diverso sulle biciclette con trasmissione integrata. Alcuni gearbox utilizzano un sistema a trasmissione a variazione continua (CVT), che offre una gamma di rapporti uniforme e regola il rapporto senza “passaggi” distinti. Altri, come gli ultimi modelli Pinion, offrono opzioni a 18, 12 o 9 rapporti con marce equidistanti.
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I limiti delle trasmissioni integrate
Nonostante l’elevata qualità dei moderni gearbox, ci sono innumerevoli ragioni per cui non ne vediamo di più sulle nuove bici.
Necessità di telai dedicati
Una trasmissione integrata non può essere montata su qualsiasi bici: i produttori devono realizzare telai progettati appositamente, il che comporta un aumento dei costi.
Il sistema di montaggio dei sistemi Pinion (per mountain bike tradizionali) è a design aperto ed è stato adottato da molti produttori internazionali – ma si tratta comunque di un numero esiguo di marchi (e di biciclette) rispetto a quelli che montano il sistema tradizionale.
Il produttore francese Effigear ha progettato un gearbox chiamato Mimic Evo, che utilizza il sistema di montaggio di Pinion, oltre ad aver integrato il proprio sistema di trasmissione in un motore Valeo con il progetto Cyclee.
Peso e attriti aggiuntivi
Le trasmissioni integrate sono più pesanti delle cassette e dei deragliatori: realizzare un numero elevato di pignoni all’interno di uno chassis chiuso in modo che risulti leggero è un’impresa ingegneristica complessa.
Tuttavia, i vantaggi in termini di guidabilità derivanti dalla massa aggiuntiva posizionata in basso al centro della bici sono evidenti, tanto che alcuni dei migliori atleti di downhill fissano circa 2 kg di zavorra alle loro armi da gara. La Orbea Rallon viene addirittura fornita con i pesi già inclusi.
I gearbox sono centralizzati nella bicicletta, mentre i deragliatori e le cassette rappresentano una massa “non sospesa”, che riduce l’efficacia delle sospensioni.
Grazie alle nuove tecnologie di produzione e ai nuovi materiali, il peso delle trasmissioni integrate è destinato a diminuire. Al contrario, i cambi di fascia alta sono ora elettronici e l’integrazione di batterie e motori interni ne aumenta il peso.
I gearbox creano più resistenza rispetto a un deragliatore e a una cassetta. Una catena che scorre su una corona anteriore e su un pignone posteriore presenta una resistenza notevolmente bassa, in particolare a basse potenze.
In una trasmissione integrata, gli ingranaggi che si innestano e i cuscinetti aggiuntivi, necessari per fornire diversi rapporti di trasmissione, aumentano gli attriti.
Prezzo elevato e mercato OE dominato da SRAM/Shimano
I gearbox sono stati storicamente considerati una scelta costosa, poiché richiedono un gran numero di componenti, una produzione di precisione e un’estesa attività di ricerca e sviluppo.
La differenza di prezzo è ancora elevata. Ad esempio, la Nicolai G1 GPI costa 9.499 € con un sistema Pinion C1.12 e 6.949 € con una trasmissione tradizionale SRAM GX Eagle T-Type.
Passando alle eMTB, in casa Haibike il modello Hybe CF11 costa 11.000 € con la trasmissione elettronica SRAM X0 Eagle AXS T-Type, mentre la AllMtn CF11 TRN/IQ, con motore dotato di trasmissione integrata Pinion Motor Gearbox Unit (MGU), costa 9.000 euro. Le specifiche sono simili: telaio in carbonio, batteria da 800 Wh, sospensioni dello stesso livello.
I gearbox rappresentano anche un’eccezione in un settore che si è evoluto attorno ai deragliatori posteriori. SRAM e Shimano sono i due maggiori produttori di trasmissioni tradizionali (oltre che di freni e altri componenti), ma non producono gearbox.
I due marchi esercitano un’influenza considerevole sui componenti OE (original equipment) che vendono ai produttori di biciclette, mentre i produttori di gearbox sono di dimensioni minime in confronto.
I negozi di biciclette hanno quasi sempre in magazzino deragliatori, cassette, comandi e catene, quindi le riparazioni e le sostituzioni sono rapide e semplici per i consumatori. Al contrario, i comandi per le trasmissioni integrate, i ricambi e le cinghie opzionali sono più difficili e richiedono più tempo da reperire.
I vantaggi delle trasmissioni integrate
Nonostante i problemi che abbiamo evidenziato sopra, i gearbox presentano ancora molti aspetti positivi e sono una scelta sensata, specialmente per alcune discipline e tipologie di ciclismo.
Gamma di rapporti più ampia
La gamma di rapporti è la differenza percentuale tra la marcia più alta e quella più bassa disponibili. Il sistema SRAM Eagle a 12 velocità con cassetta 10-52d, per citare una trasmissione tradizionale, offre una gamma del 520%.
I gearbox superano di gran lunga questi numeri: Pinion vanta infatti una gamma del 600% sul suo modello mountain bike C-Line a 12 velocità e un incredibile 636% su quello da turismo P-Line a 18 velocità.
Robustezza e manutenzione ridotta
Le trasmissioni integrate sono estremamente robuste e in grado di gestire carichi elevati con facilità.
Tuttavia, se un gearbox si rompe, è meglio che i componenti di precisione al suo interno vengano riparati da un professionista.
Anche per quanto riguarda gli intervalli di manutenzione, le trasmissioni integrate vincono. Pinion promette intervalli di manutenzione sbalorditivi di 10.000 km per i suoi ultimi modelli – e si tratta solo del cambio dell’olio. I deragliatori e le cassette sono esposti alle intemperie e possono subire usura – in particolare sulle MTB, dove sono preda di fango, polvere e detriti sui sentieri.
Le discipline più adatta ai gearbox
Gli appassionati di off-road possono trarre vantaggio dalla robustezza dei gearbox, accoppiati a una cinghia al posto della catena, poiché le trasmissioni delle MTB sono utilizzate in contesti caratterizzati da coppia elevata e forti sollecitazioni.
MTB, Downhill e contesti ad alta coppia
Nella mountain bike, la struttura sigillata delle trasmissioni integrate garantisce protezione dallo sporco e l’assenza di un deragliatore soggetto a danni. Il peso aggiuntivo rappresenta tuttavia uno svantaggio per alcuni.
Nel mondo del Downhill, invece, questo approccio è sempre più diffuso: massa collocata opportunamente in basso sulla bici, sospensione posteriore più efficiente, resistenza agli usi e abusi della disciplina, oltre a semplicità meccanica e grande libertà nel design della bici.
L’interesse di marchi e team è crescente, con la britannica Hattie Harnden che ha vinto la tappa di Coppa del Mondo DH a Les Gets in sella alla sua Gamux Sego DH. La prima in assoluto per una bici con gearbox!
Turismo, commuting, cargo bike
Le bici da turismo, da bikepacking e da commuting (pendolarismo) privilegiano la bassa manutenzione e la robustezza, quindi i lunghi intervalli di manutenzione e la resistenza intrinseca dei gearbox rappresentano un vantaggio. Anche l’ampia gamma di rapporti è rilevante in questo caso.
Le cargo bike devono gestire un peso elevato del sistema bici, quindi potrebbero trarre vantaggio dalla resistenza di un gearbox, mentre lo svantaggio dell’aumento di peso incide in misura minore rispetto a una semplice bicicletta.
Limiti su strada, gravel e XC
Le perdite per attrito intrinseche (soprattutto a basse potenze) e l’aumento di peso sono fattori che ostacolano l’adozione delle trasmissioni integrate nelle bici da strada e gravel, e in quel mountain biking dove la fase pedalata è la più importante, come il Cross Country.
Il futuro prossimo venturo: MGU su e-bike
La prossima frontiera – quella dove ci si attende una maggiore diffusione – è quella delle e-bike con le cosiddette MGU (Motor Gearbox Unit) che uniscono assistenza alla pedalata e trasmissione integrata a variazione continua (CVT).
L’ultima fiera Eurobike ha visto tra i protagonisti le proposte di Avinox e Gobao, la seconda già in avanzata fase di sviluppo. La curiosità è molta per quello che promette essere un vero “game changer” nell’industria bici: un sistema tutto-in-uno semplice e funzionale. Che promette di dare la spinta decisiva anche ai gearbox su mountain bike tradizionali.
