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Différents systèmes de changement de vitesse sont couramment utilisés sur les bicyclettes. Le dérailleur classique, dans lequel un dérailleur arrière fait passer la chaîne d'un pignon à l'autre, est le plus courant.
Les engrenages sont plus sophistiqués. Habituellement, un engrenage encapsulé est installé dans le moyeu ou dans le pédalier. Les deux systèmes ont leurs avantages et leurs inconvénients. Selon l'application, l'un ou l'autre système est plutôt préféré. Dans le cas des systèmes à engrenages, la chaîne peut être remplacée par une courroie crantée si le cadre est préparé à cet usage.
La boîte centrale d’engrenages Pinion est un changement de vitesses composé de deux engrenages partiels engagés l’un derrière l’autre avec 12 ou 18 vitesses espacées de manière identique. Le changement de vitesses est protégé des intempéries dans un boîtier étanche, intégré dans le cadre au niveau du pédalier.
Dans le boîtier P. 1.18, les 18 vitesses sont espacées de manière identique avec des pas de 11,5%. La boîte de vitesse atteint un rapport total de 636% et dépasse ainsi l’éventail offert par les changements de vitesses dans le moyen ou par dérailleur. Il n’y a pas de recouvrements de vitesse ou de vitesse qu’il ne faudrait pas utiliser. On change de vitesse par la poignée tournante ergonomique, en pouvant sauter plusieurs vitesses ou même à l’arrêt, par exemple à un feu rouge.
Une boîte Pinion est conçue pour une durée de vie de 60 000 kilomètres. Grâce à l’huile retenue dans la boîte fermée hermétiquement, aucun entretien n’est nécessaire à part un changement d’huile une fois par année.
L’indexation précise des vitesses se passant dans la boîte, un allongement du câble n’a pas d’influence sur l’exactitude du changement de vitesse. Il n’est plus nécessaire de régler les vitesses après un certain temps.
La boîte de vitesses centrale peut être combinée à une chaîne ou à une courroie crantée Gates Carbondrive à très faible entretien.
La boîte de vitesses Pinion est fabriquée et développée en Allemagne.
Les changements de vitesses de moyeu fonctionnent avec des engrenages planétaires qui sont enfermés dans le boîtier du moyeu. A l’extérieur il n’y a qu’un seul pignon sur lequel la chaîne est entraînée. En fonction de la vitesse sélectionnée, le pignon et la roue tournent à des cadences différentes. Le modèle le plus connu de ce changement de vitesses est le moyeu à trois vitesses de Sturmey Archer, qui ne compte qu’un engrenage planétaire.
Les changements de vitesse de moyeu actuels ont jusqu’à 14 vitesses, ce qui est atteint par le couplage successif de plusieurs engrenages planétaires. Comme l’ensemble des engrenages sont enfermés dans le moyeu, ces changements de vitesses demandent peu d’entretien. Passer une autre vitesse à l’arrêt ou en sauter plusieurs lors d’un changement est possible sans problème. On peut utiliser toutes les vitesses, il n’y a pas de recouvrement. Du fait que le cours de la chaîne est droit, l’usure du pignon et de la chaîne est minime. Avec un cadre spécialement préparé à cet effet, un changement de vitesses de moyeu peut aussi être combiné avec une courroie crantée.
La construction d’un changement de vitesses de moyeu est plus complexe qu’un dérailleur. Pour cette raison un tel moyeu est plus cher à l’achat, mais cela est plus que compensé par les faibles coûts d’entretien. Le saut des vitesses est légèrement plus grand que pour un dérailleur et le poids plus élevé. Les changements de vitesse de moyeu ont souvent la préférence pour des vélos utilisés au quotidien et pour les vélos de randonnée.
La courroie Gates CarbonDrive a été spécialement développée pour être utilisée sur des transmissions de vélo. Grâce aux fibres de carbone qu’elle intègre, elle a une grande résistance à la traction et ne s’étend pratiquement pas. A la différence d’une chaîne, sa longueur reste constante et la courroie ne doit pas être retendue.
Comme tout graissage est superflu, la transmission reste propre et se laisse au besoin nettoyer avec de l’eau savonneuse. La durée de vie de 20 000 kilomètres est bien plus longue que celle d’une chaîne. Combinée à un boîtier de changement de vitesses fermé, elle constitue une transmission dont l’entretien est très réduit.
Avec la technologie CenterTrack (CDX), la courroie CarbonDrive a connu un développement décisif. La courroie crantée ne peut plus frotter les flasques latéraux, ce qui rend désormais impossible une telle diminution de performance. Le nettoyage automatique dans des conditions de boue ou de neige a été nettement amélioré.
Des voix critiques mentionnent avant tout le frottement plus important sur la courroie crantée, mais qu’est-ce que ça représente au quotidien? Différentes mesures sur des bancs d’essais ont abouti ces dernières années à des résultats comparables. En comparaison d’une courroie crantée, une nouvelle chaîne propre a un degré d’efficacité plus élevé de 0,5%. Cela signifie que si tu roules 100 km avec une transmission par chaîne, en dépensant la même énergie tu rouleras 99,5 km avec une courroie crantée. Ce petit avantage se réduit toutefois avec la progressive accumulation de saleté sur la chaîne et son usure, ce qui fait que l’efficacité d’une courroie est finalement plus élevée. Sur toute la durée de vie, l’efficacité d’une courroie reste pratiquement la même tandis que celle d’une chaîne diminue de 3%. A l’usage, les avantages de la courroie crantée l’emportent sur la chaîne, car le frottement légèrement plus grand est marginal et se remarque à peine.