Semenjak
ditemukan pada abad ke-19, sepeda mengalami beberapa kali perubahan. Mulai dari
jenis peruntukkan sepeda, jenis rangka dan masih banyak lagi. Peruntukkan sepeda
telah dibahas dalam Bagian 1 dan untuk tipe rangka beserta material
pembentuknya sudah dikupas dalam Bagian 2.
Kali ini,
saya akan coba bahas sistem drivetrain
yang digunakan pada sepeda dari awal perkembangan sampai saat ini (sepeda
modern). Sistem drivetrain tidak
dapat dilepaskan peranannya dari sebuah alat transportasi. Baik kendaraan bermotor
maupun tidak-bermotor, pasti terdapat sistem drivetrain dengan model tertentu.
Berikut
beberapa sistem drivetrain yang
diterapkan pada sepeda:
- Sistem non-drivetrain (masih menggunakan kaki) – sekitar tahun 1819
Pada awal perkembangan sepeda, konsep awal dibuatnya sepeda adalah untuk
mempercepat dan mempermudah pergerakkan manusia dibandingkan dengan berjalan
kaki. Konsep sepeda awal yaitu dinamakan sebagai velocipede. Velocipede dikembangkan
pada tahun 1819 di London, Inggris. Pengembang pertama velocipede adalah Denis Johnson. Velocipede juga disebut sebagai “hobby-horse”; karena memang pengendara velocipede memang diposisikan seperti duduk di atas kuda, bedanya,
penggerak velocipede yaitu dengan
menggunakan kaki pengendara. Sebagai catatan, velocipede belum mengakomodasi sistem pedal.
Berikut gambaran tentang velocipede:
- Sistem direct-drive (penggunakaan pedal tanpa gigi rasio) – sekitar tahun 1865 ~ 1870an
b. Selang beberapa tahun, velocipede mengalami
perkembangan. Bentuk keseluruhan sepeda tidak mengalami perubahan bentuk yang
signifikan. Perubahan justru terdapat pada sistem penggerak. Pada velocipede generasi kedua ini, sistem
pedal mulai dikenalkan. Pengendara tidak perlu lagi mengayunkan kaki meraka
secara langsung menyentuh tanah untuk menggerakkan velocipede.
Sistem pedal diperkenalkan dan dipasangkan pada as roda
depan. Jika dibandingkan dengan sistem pedal saat ini, mirip seperti sepeda
balita roda tiga yang mempunyai sistem pedal pada as roda depan. Sistem pedal
ini terbukti meningkatkan efisiensi gerakan kaki dibandingkan dengan velocipede generasi awal. Sistem
penggerak yaitu menggunakan roda depan.
Berikut gambaran velocipede generasi
kedua (velocipede a pedales):
Berikut modifikasi velocipede generasi
kedua dengan menggunakan ukuran roda depan yang jauh lebih besar dari roda
belakang (high-wheel bicycle atau penny-farthing):
- Sistem gigi gasio dengan satu percepatan (single speed gear ratio, menandakan awal drivetrain sepeda modern) – dimulai sekitar tahun 1880an
c. Perkembangan sepeda penny-farthing
begitu cepat seiring dengan semakin cepatnya gerak manusia menggunakan
sepeda tinggi tersebut. Tetapi ada bahaya yang mengintai, yaitu dengan
menggunakan sepeda penny-farthing pada
kecepatan tinggi, maka potensi jatuh dan cedera menjadi semakin tinggi pula.
Pada
awal tahun 1880, safety bicycle diperkenalkan
ke publik oleh Harry John Lawson. Pak Harry juga memperkenalkan sepeda dengan
sistem rantai pertama dan berpenggerak roda belakang. Sistem rantai ini
menggunakan gigi rasio tertentu pada bagian pedal dan as roda belakang. Sistem
penggerak roda belakang pada sepeda dinilai jauh lebih aman dibandingkan dengan
sepeda berpenggerak roda depan untuk penggunaan pada kecepatan tinggi.
Berikut gambaran safety bicycle:
Dengan menggunakan sistem penggerak roda belakang, maka masing-masing
roda mempunyai tugas masing-masing yang terbagi rata. Roda belakang sebagai
penggerak tunggal dan roda depan sebagai pengarah gerakan sepeda. Pada titik
ini, sepeda mengalami perubahan yang cukup revolusioner.
Perubahan yang paling
terlihat adalah perubahan pada bentuk / geometri sepeda dan sistem penggerak
yang mempromosikan bersepeda yang fun dan
aman. Bentuk sepeda pada saat itu merupakan titik awal revolusi sepeda modern.
Sistem penggerak telah menggunakan sistem rantai dengan rasio tunggal.
Rasio drivetrain tidak dapat
dirubah-rubah kecuali mengganti perangkat chainring
dan flywheel pada roda belakang. Sistem
penggerak rasio tunggal juga dapat kita temukan pada model sepeda modern
seperti sepeda fixie (fixed-gear), sepeda santai dan model
sepeda lain yang biasanya untuk keperluan transportasi sehari-hari yang
sederhana.
Sepeda fixie:
Sepeda single speed dengan
keranjang belanja:
Sepeda penjelajah single speed dengan
penggerak v-belt:
- Sistem gigi rasio multi-percepatan dengan derailleur – dimulai pada tahun 1905
d. Penggunaan sepeda dengan rasio tunggal dirasa tidak terlalu praktis
untuk berbagai medan, terutama dengan medan yang mananjak. Penggantian mata gir
(chainring dan freewheel) untuk keperluan tertentu juga dianggap kurang praktis.
Dari permasalahan ini lah kemudian muncul pengembangan dari safety bicycle yaitu dengan menambahkan
satu atau dua mata gir pada as belakang (penambahan satu atau dua cog pada freewheel, sehingga total ada dua atau tiga cog pada freewheel). Sistem
ini mulai dikenalkan pada tahun 1905 di Inggris. Kemudian, untuk memindahkan
rantai dari cog satu ke cog lainnya digunakanlah semacam tongkat
pemindah (bentuknya mirip dengan tuas persneling mobil). Untuk memindahkan
posisi rantai, maka pengendara dapat menggeser tuas ke arah depan atau belakang
sesuai dengan posisi rantai saat itu. Kemudian, batang pengait rantai akan
menggeser rantai sesuai dengan posisi yang diinginkan. Ada pula yang
menggunakan semacam puli tensioner untuk memindahkan posisi rantai.
Saat itu, produsen yang memproduksi sistem derailleur tersebut adalah Vittoria dan Campagnolo.
Berikut generasi awal deraileur untuk
sistem 4-percepatan (dengan menggunakan batang pemindah):
Berikut generasi awal deraileur untuk
sistem 2-percepatan (dengan menggunakan bantuan puli tensioner):
Dan derailleur mengalami
perkembangan seiring dengan kebutuhan akan penambahan jumlah cog pada freewheel. Jumlah cog bertambah,
maka dibutuhkan sistem pengoperan / pemindahan mata gir yang lebih cepat dan
efisien (terutama untuk kebutuhan balap). Dari kebutuhan tersebut, maka lahir
lah sistem parallelogram derailleur
yang awalnya dikenalkan oleh Campagnolo pada tahun 1949.
Sistem parallelogram derailleur ini dioperasikan
dengan menggunakan kabel dan dioperasikan melalui semacam tuas persneling yang
biasanya diletakkan di atas top-tube atau
di area di sekitar head-tube.
Generasi paralellogram derailleur yang
diperkenalkan oleh Campagnolo:
(sumber: http://en.wikipedia.org/wiki/Campagnolo)
Kemudian, pada tahun 1964, perusahaan Suntour menyempurnakan bentuk derailleur tersebut dan mematenkan
dengan model slant-parallelogram
derailleur. Model yang dikeluarkan oleh Suntour ini yang dijadikan cikal-bakal
derailleur modern pada sepeda masa
kini. Yang membedakan antara derailleur Campagnolo
dan Suntour adalah kemampuan untuk puli dalam mengatur jarak dengan cog. Dalam hal ini, slant-parallelogram derailleur milik Suntour lebih konsisten dalam
menjaga jarak antara puli dengan cog.
Hal ini tentu saja berdampak pada kemudahan dalam pemindahan gigi rasio.
Slant-parallelogram dearilleur generasi pertama milik Suntour:
(sumber: http://en.wikipedia.org/wiki/Suntour)
Sekedar info, setelah masa paten slant-parallelogram
derailleur milik Suntour habis, maka banyak perusahaan seperti Campagnolo,
Shimano, SRAM dan perusahaan-perusahaan lain yang memakai sistem milik Suntour
tersebut. Sampai tulisan ini ditulis, Suntour (kini berganti nama menjadi
SR-Suntour) tidak lagi memproduksi derailleur,
tetapi memproduksi komponen lain dari sepeda.
Perusahaan yang masih
mengeluarkan inovasi derailleur adalah
Campagnolo, Shimano dan SRAM.
Sejauh ini, inovasi seputar deraileur
masih merupakan perbaikkan dari sistem slant-paralellogram
yang dikembangkan oleh Suntour. Inovasi terbaru dari derailleur adalah slant-parallelogram
derailleur yang digerakkan secara elektronis (menggunakan media nirkabel),
tidak lagi menggunakan kabel baja; serta jumlah pilihan percapatan yang
mencapai 12-percepatan (berarti ada 12 cog
yang diselipkan di as belakang roda sepeda).
Sistem SRAM eTAP yang menggunakan media nirkabel:
- Sistem gigi rasio multi-percepatan dengan gear-box – dimulai pada tahun 1930an
e. Dalam perkembangan sistem penggerak sepeda, derailleur bukan tanpa kekurangan. Untuk beberapa kalangan, sistem derailleur masih memiliki keterbatasan
dalam hal jumlah total rasio yang dapat digunakan. Dikarenakan pada sistem derailleur menggunakan cog dengan ukuran tertentu, maka ruang
yang dimiliki untuk penempatan cog juga
terbatas.
Untuk itu, terobosan-pun dilakukan yaitu dengan menggunakan gear-box. Penggunaan gear-box terinspirasi dari sepeda motor
yang menggunakan sistem gear-box. Konsep
gear-box pada sepeda-pun sama dengan
konsep gear-box pada sepeda motor,
yaitu mengkonversi torsi dan kecepatan puntir dari sumber tenaga (gowesan kaki pengendara)
ke roda belakang dengan perantara rantai/belt
pada perbandingan tertentu yang diinginkan.
Sistem gearbox sepeda pertama
kali diperkenalkan oleh perusahaan yang berbasis di Jerman, yaitu Adler pada tahun
1930. Pada saat itu, Adler memperkenalkan gearbox
dengan 3-percepatan yang perpindahan giginya dioperasikan melalui kabel.
Generasi pertama gearbox Adler untuk sepeda dengan 3-percepatan:
Seperti pada sepeda motor, penempatan gearbox pada sepeda harus dekat dengan sumber tenaga, yaitu di
sekitar posisi poros crank (lengan
gowes).
Keuntungan yang didapat dari penggunaan gearbox apabila dibandingkan dengan derailleur antara lain:
-
Memperbaiki
performa perpindahan gigi
-
Melindungi
mata gir dari kotoran, lumpur dan benturan dengan lingkungan sekitar
-
Memperbaiki
titik berat sepeda (agar center-of-gravity
berada lebih ke posisi tengah sepeda)
Dalam perkembangannya, beberapa perusahaan mengembangkan model gearbox mereka sendiri. Perusahaan besar yang ikut mengembangkan sistem gearbox sepeda sampai saat ini antara lain: SR-Suntour, Pinion dan Bosch.
SR-Suntour V-Boxx:
Seiring dengan berkembangnya sepeda elektrik, maka penggunaan gearbox semakin tinggi. Salah satu produsen gearbox untuk sepeda elektrik adalah Bosch.
Dari beberapa
sistem perpindahan percepatan dalam sepeda, tiap sistem mempunyai kelebihan dan
kekurangan masing-masing. Tidak ada sistem yang sempurna. Dan semua akan
kembali kepada pengguna yang akan menggunakan sistem tersebut sesuai dengan
kebutuhan.
Sekian
artikel mengenai sistem penggerak sepeda dari masa awal ditemukan sampai masa
sepeda modern seperti sekarang. Tunggu artikel berikutnya mengenai sepeda.
Referensi:
:-)
Tidak ada komentar:
Posting Komentar