Что лучше, переднее мотор-колесо или заднее? Велосипед с передним приводом


Широкая кость. Самый проходимый велосипед в мире. Полный привод. | вело жизнь

Что необходимо для успешного передвижения по Антарктиде, чтобы это выглядело как безумное приключение, а не очередная прихоть богатеев? Вездеход отпадает сразу, снегоход и в Подмосковье снегоход (сиди себе и жги бензин), собак жалко, к тому же, они периодически устают и просят есть, на своих двух далеко не уйдешь, и вот остается только один вариант — велосипед!

Вы спросите: какой уважаемый велосипед в трезвом уме и светлой памяти сможет катать вас по безжизненным ледяным пустыням, занесенным миллионами тонн снега? У нас есть один на примете! 

Все как у других горных велосипедов, за исключением одного: он полноприводный.

У байка AWD, выполненного брендом Christini, как и у любых других его собратьев, всего 2 колеса (пусть и очень толстых), вилка с амортизаторами, педали, вращающие цепь, пара десятков скоростей, руль и седло — словом, все как у других горных велосипедов. За исключением одного: он полноприводный. Да, к значку «4х4» все уже давно привыкли, но «2х2» чаще всего воспринимается как логотип известного телеканала. Идея полноприводного велосипеда появилась достаточно давно, а воплотил ее в жизнь и запатентовал Стив Кристини, пустивший своё первое творение в продажу еще в 2001 году. Сегодня он активно использует свою технологию в производстве полноприводных мотоциклов.

Зачем это вообще нужно, понятно в первую очередь тем, кто видит разницу между полным приводом и неполным приводом у автомобилей в условиях бездорожья, или тем, кто катался на обычном велосипеде по снегу или песку. При обычных затратах сил на полноприводном байке вы получаете отличное сцепление с дорогой, а переднее колесо не просто подгоняется задним и выполняет роль рулевого, но и принимает непосредственное участие в движении.

За основу укротителя ледяных пустынь был взят так называемый фэтбайк.

Сама технология AWD представляет собой механизм из нехитрых, но очень продвинутых шестеренок, спрятанных в раме и вилке. Они и передают крутящий момент от задней втулки к передней. В результате мы получаем полноприводный байк, способный без лишних усилий пробираться через пески и снег. Собственно, ради последнего и была разработана интересующая нас модель. За основу укротителя ледяных пустынь Christini был взят так называемый «фэтбайк» (fatbike), неплохо прижившийся в мире MTB даже с одним ведущим колесом. Разумеется, байк никакой не жирный, просто его передняя вилка и задний треугольник рассчитаны специально для огромных 29-дюймовых колес, что существенно снижает давление велосипеда на снежную поверхность и не дает ему глубоко зарываться.

Свой вездеход мистер Кристини разработал специально для одной неугомонной спортсменки из Австралии, которая решила покорить на нем Антарктиду. Изначально в качестве рабочей лошадки рассматривался обычный фэтбайк. Но накрутившая несколько тысяч километров по всему земному шару Кейт Лиминг решила, что для велопутешествий по Южному полюсу нужно что-то посерьезней. Байк уже протестировали в максимально приближенных к Антарктиде условиях — в Шпицбергене. Что из этого вышло, можно узнать из видео.

 

 Велопробег, который должен был к моменту написания статьи уже начаться, пока что по разным причинам переносится, а созданный байк признан шедевром инженерии и, скорей всего, попадет в продажу. Правда, ограниченным тиражом.

Источник

Рубрики: Великие люди, Вело устройство, Видео, Достижения, Новости | Тэги: 2х2, Christini, полный привод для путешествий по Антарктиде, Самый проходимый велосипед в мире, снег, Широкая кость | Ссылка

velotime.kz

Типы приводов электрических велосипедов - OUTDOOR TIME

Элетровелосипед, он же велогибрид, представляет собой велосипед, который частично или полностью приводится в движение электрическим приводом. Давайте оставим в стороне нужность или ненужность этого вида транстпорта, мы это еще обязательно обсудим, а разберемся из чего электробайк сделан и с чем его есть. Для начала поговорим о типах моторных приводов и их особенностях.

Начнем с того, что все типы моторов можно разделить всего на два класса:– Мотор-колесо– Кареточный мотор

Но я разделю «по классической» схеме – по типу привода:– Задний– Передний– Полный

Сразу уточню, что все сравнивается в формате при прочих равных: мощность, вольтаж, контроллер.

Задний привод велогибрида.

Мотор-колесо. Самый простой в установке мотор, простой тем, что для слабомощного мотора (до 500 W) подойдет любая рама. Развесовка велосипеда идет с упором на заднее колесо. При старте велосипед всегда норовит немного закозлиться, а если старт производится на подвижном грунте – заднюю часть начнет водить. Так же стоит быть осторожным на скользких и сыпучих грунтах при повороте зад будет уходить в занос. Этот тип привода неплохо берет горки, но вот для пожилых людей я бы его не стал рекомендовать. Один из самых популярных приводов электровелосипедов в мире на данный момент.

Кареточный мотор. По сути является задним приводом, но с одной значительной оговоркой: это единственный тип мотора, при работе которого обязательно вращение педалей (возможно уже существуют моторы, которые имеют свободный ход, но автору о таких неизвестно). Технически, мотор дает наименьшее сопротивление кручению, поэтому педалировать на таком моторе проще всего. По сути он дает все преимущества обычного велосипеда и просто помогает педалировать. Часто на таких моторах отсутствует ручка газа, а мотор подключен к Pedal Assist и включается только тогда, когда райдер начинает крутить педали. Если посмотреть на рынок в целом, то у «топовых» производителей обычных велосипедов присутствуют модели топовых электровелосипедов (флагманы) и почти поголовно у всех эти модели на кареточном моторе. По сути это самая лучшая и наглядная интеграция велосипеда и мотора, настоящий велогибрид.

Передний привод электровелосипедов.

Мотор-колесо. Более сложный мотор, который требует установки усиления дропаутов, чтобы компенсировать реактивный момент, их рекомендуется усиливать при мощности более 250 W. При такой компоновке развесовка велосипеда получается более правильной и его сильно легче переносить. Старт всегда получается очень плавным, что делает его более удобным для пожилых людей, но в остальном минусов больше. При резком старте колесо гарантировано будет прокручиваться, прежде чем велосипед поедет. То же самое произойдет и при подъеме в горку. Чем круче горка, тем меньше будет сцепления, даже если вы ляжете на руль. Хотя, в поворотах никаких заносов не будет, так что это тоже стоит записать в плюсы.

Электровелосипед на полном приводе.

Два мотор-колеса. Состоит из совокупности вышеперечисленных приводов. Имеет как свои плюсы, так и свои минусы. В плюсы можно отнести развесовку велосипеда, а так полный контроль как при прохождении подъемов, так и поворотов. С точки зрения проходимости и управляемости этот тип привода вобрал в себя все самое лучшее от предыдущих двух, но есть и недостатки. Первый и самый главный – синхронизация моторов осуществляется целиком через контроллер и рассинхронизация может привести к сгоранию мотора или моторов. Так же к минусам стоит отнести вес, который будет наибольшим среди всех вариантов. И напоследок: полный привод самый прожорливый, поэтому за проходимость приходится платить дальностью пробега.

Тут нужно понимать, что в случае с мотор-колесом все зависит от мощности и вольтажа мотора. Конечно 250 W ни в каком виде не закозлят велосипед и не прокрутят колесо при старте, но при увеличении мощности и вольтажа, вышеописанные нюансы будут чувствоваться все сильнее и сильнее.

Это первая статья, которая откроет дорогу нашему проекту в мир электровелосипедов. Надеюсь, вам понравится материал. За консультацию в этом вопросе автор благодарит фирму «Эльтреко», которая дала протестировать электровелосипеды и проверить все на практике.

Благодарю за внимание,Алексей Евдокимов

outdoortime.info

Что лучше, переднее мотор-колесо или заднее?

Если вы планируете оснастить свой велосипед электроприводом или купить электровелосипед, прежде всего вам нужно выбрать оптимальный привод мотор-колеса. В зависимости от конфигурации, электроколесо можно крепить на переднюю или заднюю ступицу. У каждого варианта привода есть свои достоинства и недостатки, а выбор оптимального варианта зависит от особенностей велосипеда и его предстоящего использования, стиля езды, индивидуальных предпочтений и других факторов.

Поскольку ступичный электродвигатель утяжеляет колесо, при выборе типа привода необходимо определиться, какой вариант предпочтителен для вас в плане комфорта передвижения. Примите во внимание размеры и мощность подходящего электродвигателя, планируемое расположение аккумуляторной батареи и распределение нагрузки. Чтобы уравновесить переднее электроколесо, аккумулятор обычно устанавливают на багажник, а при использовании заднего мотор-колеса АКБ традиционно размещают в треугольнике рамы.

Переднее мотор-колесо для электровелосипеда

Преимуществами передней установки ступичного электродвигателя являются:

  1. Простота монтажа – колесо спереди снимается, и вместо него устанавливается заспицованный в обод электродвигатель. Регулировщик скоростей и трансмиссия при этом не затрагиваются. Электроколесо крепится шайбами и гайками. Затем фиксируются рычаг газа, тормоза и другие комплектующие, устанавливаются контроллер и АКБ. В завершение, регулируются тормоза, и аккуратно закрепляются проводки.
  2. Универсальность – передние ступичные двигатели подходят к велосипедам всевозможных модификаций.
  3. Получение практически полноприводного средства передвижения – с передним электрическим и задним педальным приводом.
  4. Безупречная балансировка веса – при расположении электромотора впереди и батареи на багажнике. При удачном распределении массы обеспечивается максимальная эффективность торможения. Это особенно ощутимо, когда велосипед с передним мотор-колесом используется для езды по скользкой заснеженной поверхности. Существенный перевес, наоборот, приводит к непредсказуемому поведению транспортного средства.
  5. Достижение увеличенных значений крутящего момента.
  6. Возможность визуального контроля работы мотор-колеса и своевременной остановки при выявлении очевидных отклонений в его работе.

Среди недостатков переднего электропривода можно выделить затрудненный прокат по бездорожью, что особенно ощутимо на малых скоростях. Это связано с тем, что именно на переднее колесо приходится встречный удар при езде по кочкам и другим препятствиям. Также дискомфорт ощущается при разгоне и езде в гору – из-за динамической разгрузки велосипеда. Поэтому отвечая на вопрос «Что лучше, переднее или заднее мотор-колесо?», можно сделать вывод, что для горной или холмистой местности и бездорожья предпочтительна установка мотора сзади, а для передвижения по ровной трассе – спереди.

Впереди устанавливаются электромоторы различной мощности – от 250 до 1000 Вт. Но с повышением мощности возрастает нагрузка на раму. Вилки же у многих велосипедов недостаточно прочны для установки мощных двигателей и требуют усиления фиксирующим крепежом. Иначе велик риск деформации и разрушения дропаутов вилки под действием сильного крутящего момента.

Заднее электро-колесо для велосипеда

Преимуществами установки ступичного электромотора сзади выступают:

  1. Максимально надежное крепление – без дополнительных внешних фиксаторов.
  2. Возможность установки мощного двигателя без использования дополнительного фиксирующего крепежа.
  3. Меньшая подверженность электродвигателя воздействию влаги и загрязнений – благодаря частичному прикрытию дисковым тормозом и кассетой звезд.
  4. Прекрасная динамика разгона, комфорт передвижения по холмистой местности, уверенное преодоление подъемов, эффективное сцепление с поверхностью.
  5. Высокая проходимость по снежному покрытию и рыхлому грунту.

К недостаткам установки электродвигателя на заднюю ступицу относится более сложный монтаж – дополнительно крепятся тормозные диски, кассета или трещотка со звездами и остальные элементы трансмиссии. Еще один недостаток – при заносе на дороге управлять заднеприводным электровелосипедом сложнее, чем переднеприводным. Обычно тяжелое заднее мотор-колесо для электровелосипеда используется в сочетании с аккумулятором, размещенным в велосумке или водонепроницаемом боксе в треугольнике рамного каркаса. Это позволяет равномерно распределить вес и улучшить управляемость.

О том, как переделать велосипед в электровелосипед и сделать поездки более легкими и комфортными, читайте здесь.

 

www.voltbikes.ru

Велосипед с ручным приводом: как устроен, различные модели

Кому-кому, а любителям велопрогулок не приходится жаловаться на отсутствие физических нагрузок. Правда, и среди них находятся те, кому хотелось бы увеличить энергозатраты и задействовать не только ножные группы мышц. Специально для них и было разработано такое устройство, как велосипед с ручным приводом, в управлении которым самое активное участие принимают плечевой пояс, руки и грудь.

Кому это надо

Устройство большинства переднеприводных и двухприводных моделей трудно назвать эстетически совершенным: мы, мягко говоря, привыкли к иному облику байков. Однако велосипеды, у которых ведущим становится переднее колесо, не так уж мало востребованы. У них есть несколько преимуществ, благодаря которым такие модели никогда не перестанут существовать:

  • при нагрузке на переднее и заднее колесо в 2 раза увеличивается тяговая сила веломашины, что способствует быстрому набору скорости;
  • данный вид транспорта могут использовать люди с ограниченными возможностями (если совершать движения ногами трудно или невозможно), а также дети, не способные справиться со сложными ножными приводами из-за небольшого роста;
  • подобный велосипед выполняет функцию комплексного велотренажёра, избавляющего заядлых велосипедистов от необходимости дополнительно посещать спортзалы в поисках нагрузки для рук.

Велосипеды с ручным педалированием не назовёшь профессиональными. Изготавливают их индивидуально, «на любителя» и в серийное производство не запускают. Большинство из существующих моделей – авторские самоделки от мастеров-велолюбителей. И всё же есть несколько официально существующих вариантов, которые можно приобрести или взять за образец в процессе самостоятельного конструирования.

Велосипеды RaXibo

Швейцарский двухприводный велосипед RaXibo равномерно распределяет нагрузку на разные группы мышц. Работать приходится и ногами, и руками. Тяжесть чувствуется даже грудной клеткой. Дополнительный привод устанавливается на руле, конструкция выглядит довольно сложно, но езде при этом не мешает.

Велосипеды TwiCycle

Модели этого варианта имеют на передней вилке обычное колесо, оснащённое переключателем передач и трещоткой. Руль перемещается, покачиваясь в вертикальной втулке снизу вверх. К рулю присоединена звёздочка, закрепляющая педали. При подъёме руля в колёсной втулке начинает работать трещотка, а при надавливании, опускающем руль, приходит в движение переднее колесо. Такое вращение плавным не назовёшь, но суть не в этом. Никаких особенных деталей под заказ при подобной переоснастке не понадобится: вполне подойдут серийные.

Велосипеды Varibike

Немецкая компания Varibike специализируется на производстве нестандартных веломоделей. Данное устройство оснащено как ножными, так и ручными педалями. Во время движения нужно вращать хотя бы один из красных рычагов, чтобы велосипед продолжал ехать. При желании ногами можно не работать вообще. Правда, на руки и плечевой пояс падает колоссальная нагрузка, ведь помимо ручного педалирования остаётся ещё и необходимость управления байком. Чтобы удерживать центральное положение колеса, в конструкции предусмотрена специальная возвратная пружина из стали (это могут быть также два баллона) и вогнутая вилка. Та же технология используется не только на представленном горном велосипеде FR3, но и на модели Road Race Bike, а также на велосипеде-тандеме.

Любишь кататься – люби каретку закрепить

Наконец, нельзя забывать о самом распространённом велосипеде в нашей стране – самой неистребимой модели велосипеда под названием «Сделай сам». Опытные самодельщики утверждают, что ничего сложного в сборке вот такого, к примеру, велосипеда нет:

Цифры на схеме обозначают следующие детали:

  1. болт;
  2. цепная вилка;
  3. руль от дорожного велосипеда;
  4. шатуны, на которых педали заменены перепончатыми рукоятками;
  5. звёздочка верхней каретки;
  6. подседельная труба;
  7. прокладка для регулировки;
  8. перекладина рамы;
  9. хомут;
  10. удлинённая цепь;
  11. шатун с добавочной звёздочкой нижней каретки;
  12. шатун с основной звёздочкой нижней каретки.

К раме крепится дополнительная каретка, которую можно вместе с кусочком подседельной трубы и вилкой вырезать с помощью ножовки из рамы старенького дорожника. Подседельная труба стиснута, особым образом отогнута и хомутом прикреплена под седло. Цепную вилку притягивают к передней трубе рамы 2 болта. На каретке переставлены шатуны, на месте педалей у них прикреплены рукоятки. Шатуны верхней и нижней кареток установлены параллельно друг другу. Руль взят от велосипеда «Салют», чтобы во время поворота он не мешал рукояткам. Чтобы со звёздочек кареток не соскакивала соединяющая их удлинённая цепь, можно слегка подточить зубья звёздочек на наждачном круге.

Одним словом, если очень захотеть, можно модернизировать старый велосипед и превратить его в настоящее двухприводное чудо. Здесь вам и нагрузка на руки, и хорошая задачка для мозга. Экспериментируйте и наслаждайтесь быстрой ездой. Удачи на дорогах!

загрузка...

velofans.ru

велосипед с приводом на переднее управляемое колесо - патент РФ 2414374

Изобретение относится к велосипедам, в которых педальный вал проходит через втулку колеса и соединён с колесом через универсальный шарнир или шарнир равных угловых скоростей. При повороте руля (10) в пределах заданного угла обеспечивается удержание вилки (4) от поворота. При повороте на угол больше заданного руль (10) упирается в выступы (16) вилки (4) и обеспечивается поворот вилки (4) и колеса. Между рамой (13) и вилкой (4) установлены пружины (15), установочное усилие которых достаточно для удержания вилки (4) в нейтральном положении при движении и которые не препятствуют повороту вилки (4) после поворота руля (10) в крайние положения за счёт приложения к пружинам (15) усилия, превышающего установочное. При возврате руля (10) в нейтральное положение вилка (4) автоматически занимает своё нейтральное положение. Решение направлено на устранение раскачивания руля от сил давления на педали. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

Стремление конструкторов уменьшить нагрузку велосипедиста путем снижения его аэродинамического сопротивления привело к созданию множества конструкций велосипедов, на которых человек размещен в полулежащей позе. В этом случае конструктивно выгодно выполнить привод от педалей на переднее колесо. При этом переднее колесо сохраняло функции управляемого колеса. К сожалению, велосипед с приводом на переднее управляемое колесо обладает серьезным недостатком. Во время езды горизонтальная составляющая силы воздействия ногой на педаль стремиться повернуть руль. При нажатии правой ногой - влево, при нажатии левой - вправо. Раскачивание руля приходится гасить усилиями рук.

Решение этой задачи известно из GB 635550 А.

Вилка переднего колеса выполнена неповоротной. Поэтому сила давления на педаль никак не влияет на поведение руля.

Для того чтобы переднее колесо сохранило при этом функцию управляемого колеса, предложена следующая его конструкция. Колесо состоит из двух основных частей: поворотной части и неповоротной (или центральной). К поворотной части относятся обод с шиной и диск колеса (или спицевый набор). К центральной части - втулка, имеющая привод от педалей и крепления колеса к вилке. Между ними установлено подвижное соединение, также состоящее из поворотной и неповоротной частей, которые входят в соответствующие части колеса. Соединение позволяет передавать крутящий момент от втулки к шине при любом наклоне плоскости вращения поворотной части (в заданном диапазоне углов) относительно втулки колеса. Такими соединениями могут быть, например, шарнир Гука или шарнир равных угловых скоростей (ШРУС).

Рассматриваемая схема поворота управляемого колеса позволяет получить угол его отклонения до плюс-минус 15 градусов при расстоянии между педалями по горизонтали около 0,2 м. Такие параметры приемлемы при движении со скоростью выше 5÷7 км/час. Тем не менее, в какой-то ситуации может возникнуть потребность поворота колеса на больший угол. Например, когда велосипедист ведет велосипед за руль, или когда балансирует на малой скорости, или когда во время езды требуется резко повернуть руль при неожиданном появлении препятствия. (В этом случае велика вероятность падения.)

Настоящее изобретение направлено на решение этой задачи.

Для того чтобы поворотная часть колеса отклонялась не в произвольную сторону, а только по направлению, по которому должно катиться колесо, в конструкцию введен механизм поворота. Он связан со стержнем руля, что обеспечивает управление велосипедом.

В настоящем изобретении рассматриваются новые конструкции механизма поворота колеса, которые, по мнению автора, более компактны и более надежны.

Краткое описание чертежей.

Фиг.1 - принципиальная схема компоновки переднего колеса.

Фиг.2 - вид сверху при повороте велосипеда.

Фиг.3 - схема устройства центральной части переднего колеса.

Фиг.4 - предлагаемый механизм поворота колеса.

Фиг.5 - схема установки удерживающих пружин.

Фиг.6 - схема шестеренчатого механизма привода колеса.

На чертежах обозначены

1 - Поворотная часть колеса.

2 - Втулка.

3 - Шарнир равных угловых скоростей.

4 - Вилка переднего колеса.

5 - Подшипник механизма поворота колеса.

6 - Точка фиксации наружной обоймы подшипника (5).

7 - Элемент вилки, фиксирующий подшипник (5).

8 - Точка крепления к подшипнику (5) тяги управления.

9 - Корпус механизма поворота колеса.

10 - Труба руля.

11 - Стержень руля.

12 - Ролики.

13 - Рама велосипеда.

14 - Шарнир поворота вилки.

15 - Удерживающие пружины.

16 - Выступы на передней вилке колеса.

17 - Вал педального узла.

18 - Ведущая шестерня.

19 - Ведомая шестерня.

На фиг.1 показана схема компоновки переднего колеса. Поворотная часть колеса (1) крепится к втулке (2) через ШРУЗ (3). Втулка для простоты изображена выполненной как одно целое с педалями. (Так делали на старинных велосипедах - «пауках».) На фиг.2 эта же схема показана при виде сверху по сечению А-А на фиг.1. Причем плоскость поворотной части (1) повернута относительно вилки (4).

На фиг.3 показана центральная часть предлагаемой конструкции колеса в двух проекциях. Видно, что на наружной поверхности ШРУЗ в плоскости его симметрии установлен подшипник (5), являющийся основной частью механизма поворота колеса. В точке (6) подшипник соединен с пером вилки (4), имеющим жесткий элемент (7) с подшипником в точке (6). К точке (8) крепится тяга механизма поворота, которая связывает поворотную часть колеса со стержнем руля. При перемещении точки (8) подшипник отклоняется от нейтрального положения вправо-влево по ходу велосипеда, поворачиваясь вокруг показанной на правой проекции оси 00, проходящей через точку (6) и ось колеса. Таким образом, у наружной обоймы подшипника механизма поворота остается одна степень свободы - поворот вправо-влево по необходимому направлению качения колеса. Внутренняя обойма подшипника, корпус механизма поворота (9) и прикрепленная к нему часть колеса образуют поворотную часть колеса (1), которая имеет две степени свободы - поворот и вращение вокруг оси втулки.

Эта конструкция отличается от предложенной в GB 635550 А. Там наружная обойма подшипника (5) заключена в корпус, который жесткой штангой соединен с рулем (10, 11). Поворот корпуса (и, следовательно, колеса), удержание их от наклонов выполняет только эта штанга. Внутренняя обойма подшипника (5) жестко соединена с диском (спицевым набором) колеса. Из компоновочных соображений подшипник механизма поворота вынесен из плоскости качения колеса, что увеличивает расстояние между перьями вилки. В противном случае уменьшится угол поворота колеса по направлению движения. И то и другое решение ухудшает характеристики велосипеда по сравнению с предлагаемой конструкцией.

Устройство механизма поворота с жесткой штангой имеет еще один недостаток. Вал переднего колеса крепится к вилке не в двух точках, как обычно, а в трех: два пера вилки и средняя часть вилки через подшипник механизма поворота, жесткую штангу и руль. Образуется статически неопределимая система. Как следствие, проблемы вибраций и прочности. Их решение означает увеличение массы и сложности конструкции велосипеда.

В предлагаемой конструкции подшипник механизма поворота (5) связан с рулем не жесткими элементами, а системой тяг. Следовательно, вал имеет не три, а две опоры. Система статически определимая.

Механизм поворота может иметь и иную конструкцию. Например, показанную на фиг.4, где колесо повернуто вправо по ходу. Здесь корпус механизма поворота выполнен в виде удлиненного силового элемента. С ним жестко соединена труба руля (10) своим стержнем (11). На корпусе крепятся ролики (12), прижимающиеся беговыми поверхностями к ободу колеса с противоположных его сторон. Ролики удерживают колесо в одной плоскости вращения и поворачивают эту плоскость при повороте руля относительно вилки (4) и рамы (13). Эта конструкция более простая, но она требует высокого качества изготовления обода.

Для решения указанной выше проблемы поворота колеса вправо-влево на угол больше расчетного для нормальной езды предлагается следующее. Передняя вилка крепится к раме не жестко, а на шарнире, как у привычного велосипеда. Кроме того, в конструкции предусмотрено удерживающее устройство (УУ), которое удерживает вилку от поворота, пока руль движется в пределах заданных углов. Если же руль поворачивается в какую-нибудь сторону до упора, то УУ освобождает вилку, и при дальнейшем движении руля в том же направлении вилка движется вместе с рулем. Конструкции УУ могут быть самые разнообразные.

На фиг.5 представлен один из возможных вариантов. Стержень руля (11) поворачивается внутри вилки (4). Вилка (4) соединена с рамой (13) шарниром (14). Функцию УУ выполняют пружины (15). Их установочное усилие больше силы, стремящейся повернуть вилку во время педалирования. Поэтому повернуть вилку можно только усилиями рук, надавливая трубой руля (10) на выступы вилки (16). При возврате руля в сторону своего нейтрального положения вилка автоматически занимает свое нейтральное положение, фиксируя вилку колеса.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Велосипед с приводом на переднее управляемое колесо, имеющий:педали с рычагами на концах вала (17) педального узла, закрепленного через подшипники на передней вилке (4),втулку (2), соединенную с валом (17) педального узла,шестерни (18, 19), обеспечивающие передачу крутящего момента от педалей к втулке (2),подвижное соединение (3), установленное между втулкой (2) и диском (спицевым набором) колеса, позволяющее рулем (10, 11) через механизм поворота колеса отклонять плоскости вращения диска (спицевого набора) колеса и обода с шиной по необходимому направлению движения велосипеда, передавая при этом крутящий момент от втулки (2) к диску (спицевому набору),отличающийся тем, что при повороте руля в пределах заданного угла обеспечивается удержание вилки (4) от поворота; при повороте руля на угол больше заданного обеспечивается поворот вилки.

2. Велосипед по п.1, отличающийся тем, что между вилкой (4) и рамой (13) установлены пружины (15), установочное усилие которых достаточно для удержания вилки (4) в нейтральном положении при движении, и которые не препятствуют повороту вилки после поворота руля в крайние положения за счет приложения к пружинам усилия, превышающего установочное.

3. Велосипед по п.1, отличающийся тем, что механизм поворота колеса содержит подшипник (5), установленный так, чтобы его плоскость симметрии, перпендикулярная оси вращения, совпадала с плоскостью, проходящей через центры сечений шины, подшипник (5) соединен с пером вилки жестким элементом (7) с подшипником в точке (6), а в точке (8) - со стержнем руля через систему тяг.

4. Велосипед по п.1, отличающийся тем, что механизм поворота колеса содержит установленный между колесом и верхней частью вилки удлиненный силовой элемент с роликами (12), которые примыкают к ободу колеса справа и слева, и который центральной частью жестко соединен со стержнем руля.

www.freepatent.ru

ИЗОБРЕТАЙТЕ ВЕЛОСИПЕД | МОДЕЛИСТ-КОНСТРУКТОР

С таким предложением, вопреки известной скептической поговорке, наш журнал обратился к читателям еще в № 6 за 1969 год, опубликовав подборку о некоторых необычных конструкциях и описание велосипеда С. И. Горшкова с дополнительным, ручным приводом на переднее колесо.

О совершенствовании этого самого доступного и «вневозрастного» или, вернее, всевозрастного, транспорта «М-К» писал и позднее. В № 8 за 1971 год мы рассказали об экспериментальной гоночной веломашине Л. Дутова, оба колеса которой были ведущими благодаря переднему двухступенчатому ручному приводу. Там же помещено интервью с главным конструктором Харьковского велосипедного завода, где в качестве главных направлений дальнейшего совершенствования веломашины называлось облегчение веса, создание многоскоростных втулок и уменьшение габаритов за счет малых колес и разборной рамы — для удобства транспортировки и хранения. В следующем году в № 9 мы познакомили читателей с новыми разработками С. И. Горшкова.

Сегодня, публикуя новые материалы по этой теме, мы обращаемся к активу нашего общественного КБ — читателям журнала — с приглашением продолжить поиски модернизации велосипеда. Пишите нам о своих конструкциях, усовершенствованиях: пусть «изобретение» велосипеда продолжается!

Несколько лет назад в такой «автомобильной» стране, как США, произошла любопытная сенсация: впервые здесь было продано велосипедов больше, чем автомобилей. Начавшийся тогда «велосипедный бум» стал принимать все больший размах, особенно усилившийся затем в связи с топливным кризисом. Несмотря на то, что в Соединенных Штатах выпускается около 6 млн. велосипедов в год, промышленность не успевает за стремительно растущим спросом: Америка закупает вдвое больше, чем производит сама. Предполагают, что в этом году в США будет уже 100 млн. владельцев велосипедов — это каждый второй житель страны! Становится понятным и другой необычный факт: бестселлером — популярнейшей книгой года — стала в Америке не так давно книга Юджина Слоэна… о велосипеде!

Рис. 1. Универсальный велосипед однобалочной схемы.

Рис. 2. Складной велосипед «Десна».

Рис. 3. Велосипед, складывающийся как ножницы.

Рис. 4. Он же в сложенном виде.

Рис. 5. Вариант многоступенчатого складывания.

В английском городе Портсмуте проводится «велосипедный эксперимент»: открыта трехметровая дорожка, где движение разрешено только на велосипедах. Эта «велострада», протянувшаяся через город на восемь километров, связала жилые дома со школами, промышленными районами и торговыми центрами.

Интерес и внимание к двухколесной машине, бывшей долгое время «гадким утенком» транспорта, гонимым сверкающими лаком и хромом толстошинными красавцами с двигателями внутреннего сгорания, растет сегодня во многих странах. Ею всерьез занялись промышленники, социологи, градостроители, изобретатели. И этот повальный интерес, конечно, отнюдь не дань новой экстравагантной моде.

Дело в том, что в простой конструкции велосипеда заложены качества, способные в какой-то мере решать многие жизненные для населения больших и малых городов проблемы, начиная от загрязнения воздуха выхлопными газами и шума от автотранспорта до уходящей в область медицины проблемы гиподинамии: малоподвижности жителей больших административных центров с густой сетью транспорта и «магнетизмом» телевидения.

Действительно, велосипед в некотором смысле — панацея от многих из этих Сед. Он бесшумен, не загрязняет атмосферу, доступен всем слоим населения и всем возрастам, способен повседневно давать необходимую и так недостающую многим физическую нагрузку. Он не боится перегруженности улиц и не отвоевывает у города полезную площадь под гаражи и стоянки: на месте для двух автомобилей можно поставить около 40 велосипедов. Список достоинств и преимуществ можно было бы продолжить. Но…

Оказалось, что старина-велосипед несколько отстал от жизни.

ВТОРОЕ РОЖДЕНИЕ

В самом деле, в отличие от других видов транспорта велосипеда почти не коснулось крыло технического прогресса. Родившись в начале прошлого века, когда в 1801 году русский крепостной Артамонов изобрел свой «самокат с педальным приводом на переднее колесо», велосипед уже к концу того же столетия обрел нынешние конструктивную схему и узлы и практически без существенных изменений вошел в наши дни.

Очевидно, именно поэтому в связи с пробуждением интереса к двухколесным машинам в последние годы наблюдается возобновление конструкторских поисков в области совершенствования этой техники, стремление «осовременить» ее, помочь «гадкому утенку» превратиться в белого лебедя городского асфальта. Любопытно, что наряду с применением новейших материалов — в Нью-Йорке, например, не так давно на одной из выставок демонстрировался пластмассовый велосипед, весивший всего 7,3 кг, — все расширяется и поиск новых конструктивных решений.

Показательно, что в Японии, выпускающей и без того вполне конкурентоспособные современные велосипеды, был объявлен национальный конкурс на лучшую конструкцию двухколесной машины, а затем проведен и первый международный конкурс. На него откликнулись конструкторы почти 30 стран мира. Несмотря на большое количество и разнообразие представленных работ, они показали некоторые общие тенденции «второго рождения» велосипеда.

Прежде всего это уменьшение диаметра колес и упрощение конструкции рамы: сведение ее к однобалочной схеме (рис. 1). И то и другое направлено на то, чтобы облегчить машину и иметь возможность складывать ее. Ведь в современных городских условиях складной и легкий велосипед удобнее перевозить в автотранспорте и метро, проще поднимать в узкой кабине лифта и хранить в квартире.

Наша промышленность уже освоила выпуск подобного велосипеда. Например, модель «Десна» (рис. 2) имеет колеса диаметром 20″ и однотрубную раму с механизмом складывания. В сложенном виде его габариты — 820Х650Х300 мм; велосипед легко умещается в багажнике автомобиля или на антресолях квартиры. Быстродействующие рычажные зажимы позволяют мгновенно собрать его, без инструмента регулировать высоту седла и руля. Благодаря этому велосипед становится универсальным: им может пользоваться как подросток, так и взрослый.

Примененный в «Десне», как и в других отечественных моделях, принцип складывания — пополам, колесо на колесо — сегодня можно уже назвать классическим: он широко используется и в зарубежных конструкциях так называемых малоколесных велосипедов с диаметром шин 16″. На международном конкурсе вторыми премиями были отмечены велосипеды с принципиально новым способом складывания — типа «ножницы» (рис. 3). Однако это скорее поощрение за оригинальность, чем признание способа лучшим: уменьшая длину складываемого велосипеда, неизбежно увеличивают его высоту. Да и длина машины заметно сокращается только благодаря сверхмаленьким, почти самокатным колесам.

Второе большое направление поиска в усовершенствовании двухколесного транспорта — привод. Скорее даже не второе, а первое, если судить по тому, что велосипед с рычажным приводом (рис. 6) шведскою конструктора получил первую премию упомянутого конкурса, а третьей была отмечена трехколесная спортивная велотележка — тренажер для гребцов, на котором также использован оригинальный привод, передающий усилие и от рук и от ног. И наконец, можно судить по нашей почте: больше всего читательских писем посвящено приводу.

Рис. 6. «Мостовая» схема рамы и рычаги вместо педалей.

Рис. 7. Рычажно-цепной привод.

Рис. 8. Велосипед шведского конструктора. Только ли комфорт?

Рис. 9. Велосамокат.

Несколько слов о рычажном приводе. Впервые появившись в прошлом веке, идея эта возрождается потом почти у каждого поколения конструкторов велосипедов. И это понятно. Заманчиво заменить чем-то короткие шатуны вместе со звездочкой — ведь они требуют приложения немалых усилий на педали и к тому же имеют при вращении мертвую точку. А длинные горизонтальные рычаги, совершающие колебательное движение вверх-вниз, даже при малых усилиях смогли бы передавать тот же или даже больший момент. Вся загвоздка — в разработке несложной вспомогательной системы, которая связала бы рычаги со звездочкой задней втулки.

Настойчиво работает в этом направлении американский конструктор гоночных машин Тревор Гаррис. В его велосипедах (рис. 7) две короткие цепи, соединенные с рычагами, вращают расположенные по обе стороны задней втулки шестерни. Интересно, что одна из его последних машин имеет 20 скоростей.

Любопытна конструкция житомирского архитектора А. Зелинского, которая также предполагает «шагающие» движения велосипедиста: он стоит на двух шарнирных, площадках, «переминаясь» с ноги на ногу, и тем самым через систему передач вращает заднее колесо. Такой вариант дает возможность построить самый компактный из нескладывающихся велосипедов (рис. 9), хотя езда стоя отнюдь не способствует общей устойчивости велосипедиста из-за раскачивающих движений.

Одному из наших читателей, студенту из Уфы Фирдаусу Ибраеву, пришла идея инерционного дополнительного привода. Он предлагает в переднее колесо встраивать тяжелый диск, играющий роль маховика и запасающий энергию вращения на спусках, которую он сможет затем «отдавать» на ровном месте. Автор, правда, умалчивает, что делать с этим маховиком при подъеме в гору, хотя, например, для торможения он предусматривает «отключение» его на свободное вращение.

НА ПЕДАЛЯХ… РУКИ

Как бы неказисто ни выглядел велосипед с ручным приводом, такая конструкция упорно привлекает внимание многих любителей двухколесной техники. «Возможность использовать силу ног и рук одновременно во время дальней поездки или при подъеме в гору не требует, очевидно, особых пояснений о получаемых преимуществах», — пишет наш читатель В. Росляков, оснастивший обычный дорожный велосипед дополнительным, ручным приводом. При этом он подчеркивает, что такая модернизация позволит ездить на велосипеде и тем, кто не может пользоваться ножным приводом. Но главный выигрыш, конечно, в удваивании «тяговой силы» благодаря тому, что и переднее колесо становится ведущим.

Схема ручного привода каждым из обращающихся к нему решается по-разному. Однако интересна тенденция максимально использовать при этом узлы и детали от существующего ножного привода. В конструкции В. Рослякова найден наиболее простой, как нам кажется, вариант. Передний привод у него смонтирован на планке (рис. 10), которая закрепляется верхним концом на руле, а нижним — на основании вилки.

 

 

Рис. 10. Ручной привод:

 

1 — крепление планки, 2 — планка, 3 — звездочка с кареткой, 4 — цепь, 5 — втулка со звездочкой.

 

Сам привод представляет собой каретку с педалями от старого подросткового велосипеда, с ведущей звездочкой z = 32. В качестве переднего колеса используется заднее от такого же велосипеда, со звездочкой z = 13 (ножной привод имеет звездочки z = 45 и z = 18). Цепь применена стандартная.

 

Такое решение интересно прежде всего тем, что не требует никаких серьезных изменений или переделок в самом велосипеде: достаточно лишь поднять и несколько выгнуть руль, чтобы удобнее было работать руками, когда они находятся на педалях переднего привода.

 

Подкупает также доступность такого привода любым владельцам велосипедов, так как для его изготовления не нужно сложных токарных, слесарных или сварочных работ. Есть и еще одно немаловажное достоинство у этой конструкции: она сохраняет привычный контур двухколесной машины, хорошо вписывается в него благодаря своей компактности.

 

 

Этого нельзя сказать о других решениях ручного привода (о некоторых из них мы расскажем в последующих публикациях). Как правило, они имеют двухступенчатую передачу и, будучи выполненными почему-то преим/щественно в виде вертикальной колонки, громоздятся над рулем и передним колесом, портя общий вид модернизированного велосипеда. Очевидно, такой привод имело бы смысл закрывать легким жестким кожухом.

 

Если дополнительный, ручной привод на велосипеде для многих пока проблематичен, то вот на веломобилях, подобных публикуемому здесь, он, наверно, был бы перспективен именно как дополнительный резерв «мощности».

 

Б. РЕВСКИЙ

Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter, чтобы сообщить нам.

Рекомендуем почитать

  • АВТОМОБИЛЬ «ДЛЯ ДУШИ» Я очень давний подписчик журнала - еще с «ЮМК», номера которого искал когда-то по киоскам. Подшивки «М-К» и сегодня дают толчок к творчеству, являются технической энциклопедией и...
  • «МОЙДОДЫР» НА ТРОТУАРЕ В Москве во дворе дома № 11 по 2-му Щукинскому проезду нередко можно увидеть машины самой невероятной конструкции, которыми управляют девчонки и мальчишки. И самое удивительное, что всю...

modelist-konstruktor.com

Карданный велосипед без цепи: плюсы и минусы

Велосипед с карданным приводом обеспечивает крутящий момент конкретно через вал, а не цепной механизм. Вальный привод изобрели более ста лет назад. Сложнейшая технология и недопустимость переключения передаточного отношения не позволили изобретению получить хорошее продолжение. С наступлением XXI века технологические методики стали развиваться, тогда передаточное отношение конкретно цепного привода сравняли с механикой внутренних втулочных редукторов. В результате рынок несколько пополнился серийными байками, оснащёнными вальными приводами.

Как развивались идеи

Идея создания подобных приводов без цепи появилась в конце XIX века. Помимо вала существовали совсем варианты цепи, так и не получившие дальнейшего распространения. Первые устройства разработали в 1890 году одновременно США и страна Великобритания. К вальному приводу скептически отнеслась Англия, отсюда и попал он в американскую компанию Pope Manufacturing Company, выкупившую права на разработку уникального устройства в штатах.

Начало производства вальные приводы получили от League Cycle Company. По истечении небольшого времени французские разработчики выпустили первый велосипед без цепи, которые вскоре стали производить массово.

Техобеспечение

Передачи переключаются за счёт приводного вала, соединённого с внутренним втулочным редуктором. Среди современных производителей велосипеда с карданной передачей самыми крупными считаются компании Sturmey-Archer наряду с Shimano и, непосредственно, SRAM.

Благодаря коническим шестерням, обеспечивается разворот оси крутящего момента от педалей преимущественно на 90 градусов. Сила вращения передаётся заднему колесу за счёт двух пар конических шестерен. Первая пара находится в непосредственной близости к кареточному валу, вторая – рядом с задней втулкой. Передача производится в Z-образной форме.

Конические шестерни гарантируют оптимальное изменение угла валочной оси, за счёт чего отмечается меньшее трение в отличие от червячных передач.

Велосипед с карданом несколько проще и безопаснее в эксплуатации. Во время езды по пересечённой местности исключается риск рывков цепи. Поскольку он чище, одежда велосипедиста и цепь байка не замасливаются. Закрытый привод имеет довольно длительный срок службы и устойчив к поломкам.

Семь главных преимуществ карданного велосипеда

  1. Безопасное пользование для велосипедиста. Исключается попадание одежды в цепь и рывки механизма, поскольку карданный велосипед не имеет звёздочки и масляной цепи.
  2. Высокая надёжность, обусловленная минимизацией количества подвижных деталей.
  3. Долговечность, обеспеченная закрытой конструкцией механизма.
  4. Низкие требования к профилактическому обслуживанию.
  5. Хорошая аэродинамика.
  6. Увеличенная дистанция между велорамой и дорогой. Хорошее расстояние образуется, благодаря отсутствию передней звезды.
  7. Оригинальность конструкции.
  8. Не так мало весит конструкция – 1–3 кг.
  9. Высокая себестоимость.
  10. Сложный ремонт. В случае поломки лучше отвезти велосипед на шиномонтаж.
  11. Невозможность компактной реализации большого количества передач, хотя их переключение считается более плавным.
  12. Ход несколько жёстче, чем у цепного велосипеда.

Недочёты велосипеда с вальным приводом

  1. Не так мало весит конструкция – 1–3 кг.
  2. Высокая себестоимость.
  3. Сложный ремонт. В случае поломки лучше отвезти велосипед на шиномонтаж.
  4. Невозможность компактной реализации большого количества передач, хотя их переключение считается более плавным.
  5. Ход несколько жёстче, чем у цепного велосипеда.

Заключение

Велосипед с вальным приводом идеально подходит для езды по городу, поскольку нет необходимости прилагать особые усилия на ровной дороге. Большое количество скоростей при езде по асфальту также не требуется. Приобретение уникального велосипеда однажды позволит эксплуатировать его в дальнейшем очень долго.

sportotip.ru


Смотрите также