Велосипед с вальным приводом

Техническая реализация.
Для обеспечения возможности переключения передач приводной вал соединяют с встроенным в заднюю втулку (ступицу) редуктором. На сегодняшний день можно выделить три наиболее крупных производителя встроенных (внутренних) редукторов, которые можно использовать с вальным приводом, это Shimano, SRAM и Sturmey-Archer.

Велосипед с вальным приводом Коническая зубчатая передача.
Использование конических шестерен позволяет развернуть ось крутящего момента, который идет от педалей, на 90 градусов. Для передачи крутящего момента к заднему колесу требуется две пары конических шестерен (Z-образная передача), одна возле кареточного узла, вторая возле втулки заднего колеса. Конические шестерни − самый эффективный способ изменения угла оси вала, они обеспечивают меньшее трение по сравнению с червячными передачами.


У многих велосипедистов (да и пешеходов, имеющих общие представления о механике) безусловно возник вопрос: «Крутить ногами вал — наверняка тяжелее, чем цепь. Да и обслуживание более сложного механизма более трудоемкое, а некоторым и не под силу».
Но так ли это на само деле?!
Как цепной привод, так и карданный имеют свои преимущества и дают близкий КПД на уровне около 95%. Карданный привод является более безопасным и простым. Он исключает опасность рывков цепи при езде по пересечённой местности. Он чище и наезднику больше не придется иметь дела с перепачкаными маслом цепью и одеждой. Также он более долговечен и неприхотлив, поскольку все части привода закрыты.
Цепной же привод гибче и он может поглотить больше толчков, поскольку может растягиваться. Также он имеет больше места для различных шестерен, а наличие различных передаточных соотношений является важным для плавной и комфортной езды (в автомобилях это обеспечивается педалью сцепления). Кроме того, он дешевле, чем карданный привод.
Итак, у карданный привод: 
«+» оригинален, 
«+» реже требует профилактики,
«+» закрытость конструкции делает ее более стойкой к внешним механическим и климатическим воздействиям,
«+» значительно больший клиренс (около 30 см),
«+» большая безопасность для пользователя — одежда не может быть «зак.
;-» сложность реализации вальной передачи на полноподвесных велосипедах (возможно, тоже решится скоро),
«-» более жесткий ход — передача ударов от колеса на педали/ноги (и это может быть исправлено),
«-» не дает возможности так же компактно реализовать большое количество передач; но переключение передач на кардане происходит плавнее. 

 Но следует заметить, что вальный привод уже сегодня вполне подойдет для прогулочных и городских велосипедов, особенно с точки зрения элегантности и эстетичности внешнего вида велосипеда.
Велосипед с вальным приводом 

Что касается стоимости карданных веломашин, то на сегодня она составляет около 30000 рублей (где купить такой веловипед в Украине я пока не нашел, поэтому переводите в гривны соответственно текущего курса валют).

Источники информации:
wikipedia.org
velosvit.com.uа

www.shukach.com

История развития


Первые велосипеды на карданном приводе были созданы около 100 лет назад. А. Фернхед изобрёл карданный механизм, который расположил под задним треугольником рамы. Через десятилетие карданные велосипеды приобрели огромную популярность. В 1910 году компания Pierce Arrow Automobile начала производить их серийно. Карданные байки быстро раскупались, а затем райдеры на них стали завоёвывать призовые места на соревнованиях.

Преимущества

  • Отсутствие проблем с цепью. Если она рвётся, пачкает штаны, рвёт одежду, постоянно слетает и так далее, то у велосипеда с карданным валом таких проблем нет.
  • Меньшая склонность к поломкам. Это связано с тем, что у рассматриваемой передачи меньше трущихся и вращающихся частей.
  • Долговечность. Опять же за счёт более надёжной конструкции трансмиссии.
  • Закрытая карданная передача реже требует ТО и регулировок. Она не подвержена влиянию погодных условий и механических повреждений.
  • Большее расстояние от привода до земли, что позволит входить в более резкие повороты и ездить по гористой местности.
  • В отличие от цепной передачи, здесь можно переключать скорости, стоя на месте. Для первой нужно время, чтобы цепь перекинулась с одной звезды на другую, у последней же это время сведено к минимуму.

Недостатки

  • Карданная передача прибавляет массу на 1–3 килограмма.
  • Сложность ремонта в полевых и домашних условиях.
  • Меньшее количество скоростей, чем на мультиспидах с цепной передачей. Это вызвано тем, что несколько конических зубчатых передач занимают много места и значительно прибавляют вес байку. Поэтому количество скоростей у велосипеда с валовым приводом всего около 7–8.
  • Высокая стоимость.

Отличия от цепных велосипедов

Цепная и карданная передача конкурируют между собой. Что же выбрать?

Цепь требует постоянного обслуживания: замены смазки, настройки переключателей или даже смены петуха.

КПД этих двух передач почти не отличаются.

Безопасность карданной трансмиссии по сравнению с цепной позволит вам выезжать на длительные велопрогулки как по дороге, так и по пересечённой местности.

Где купить

Карданные велосипеды очень редкие. Не в каждом магазине такие байки продаются, и даже не в каждом втором. Поэтому лучше всего заказывать их в интернет-магазинах. Минусом покупки в Интернете является то, что вы не можете пощупать байк, прокатиться на нём. Если вы всё же решили заказывать, обязательно обратите внимание на ростовку велосипеда и его назначение.

Основные производители

Наиболее известными фирмами-производителями велосипедов с карданным приводом считаются следующие.

Alpine Bikes

Эта кампания производит как цепные, так и карданные велосипеды. Это очень крепкие и надёжные байки, не требующие постоянного обслуживания.


Карданный привод Alpine наиболее надёжный, но он проигрывает в весе.

Отзывы владельцев об Alpine Bike 30M говорят о том, что это тяжёлый, но очень прочный велосипед. Радует хороший накат, плавный ход и отсутствие посторонних шумов при езде. Для работы вала необходимо всего около 50–70 граммов масла, которое достаточно менять лишь раз в год. Кардан вращается в заднем пере и передаёт усилие на планетарную втулку. Качественная втулка Nexus Inter8 чётко работает. Очень удобно, что при езде не надо следить за переключателями и положением цепи. Ресурс трансмиссии – не менее 50 тысяч километров. Велосипед готов служить вам долго!

Привод не скрипит и не люфтит, всё отлично после нескольких тысяч километров. КПД кручения педалей возрос, достаточно легко разогнать байк. Alpine Bike 30M явно не для гонок, а создан, скорее всего, для туристов, ведь на нём установлен задний багажник, полноразмерные крылья, сидушка с пружинами и тормоза типа V-brake.

Eltreco

Фирма Eltreco разработала не просто байк с карданной передачей, а велогибрид, работающий от электромотора. На нём вы можете прекратить педалирование, если устали, но при этом продолжать движение. Рассмотрим велосипед Eltreco Patrol Кардан 28”.

Большие 28-дюймовые колёса положительно сказываются на инертности, поэтому он отлично подходит для длительных поездок. Шины с агрессивным протектором и антипрокольным покрытием обеспечивают хорошее сцепление с земляным или дорожным покрытием в любую погоду.


Ещё одно достоинство – складная рама. У вас не возникнет проблем с транспортировкой байка. Рама сделана из алюминия 6061. В местах швов и крепления аккумулятора она дополнительно усилена, что придаёт конструкции отличную надёжность.

Карданный привод резко и быстро переключает скорости, а также не требует частых переборок и обслуживания. Мастер поможет вам выполнить первоначальную настройку трансмиссии, а затем надо будет лишь менять масло по мере необходимости.

Качественная покраска в стиле милитари имеет хорошую устойчивость к любым погодным условиям и не выгорает на солнце. Байк рассчитан на райдера, чей вес не превышает 110 кг. Вес самого велосипеда – 26 кг.

На этом электробайке можно ездить только от аккумулятора или только за счёт вращения педалей, а можно и совместить эти режимы, помогая своим мышцам электромотором.

Очень цепкие дисковые тормоза от японской фирмы Shimano никогда не подведут в ответственный момент!

В общем, Eltreco Patrol Кардан 28” – это то, что нужно для езды по городу или велопутешественнику, ведь в байке сочетаются качества, необходимые для быстрой езды по дороге и длительных поездок.

Как вы уже поняли, карданные байки нужны для катания по городу, причём они не требуют с ними возиться, смазывать трансмиссию каждые 100 км и ремонтировать. Для человека, который просто хочет кататься, а не копаться в велосипеде, такой байк – идеальный вариант!

velofans.ru

Велосипед с цепным приводом


В цепной передаче механическая энергия передаётся на колесо при помощи гибкого элемента — цепи, путём зацепления её за звёзды трансмиссии. Может иметь постоянное и переменное передаточное число. Наиболее применяемый тип привода на велосипедах.

Велосипед с цепным приводом.

Преимущества:

— прочность стальной цепи позволяет передавать большие нагрузки на колесо;
— возможность одной цепью передавать движение нескольким звездам;
— высокий КПД — 0,9 — 0,98;
— легкая установка и замена цепи.

Недостатки:

— быстрый износ и растяжение со временем;
— при работе цепи с малыми звездами, её скорость не постоянна, что вызывает рывки и колебания передаточного отношения.

Велосипед с ременным приводом

Велосипед с ременным приводом — безцепной велосипед, в котором крутящий момент передаётся от каретки к колесу при помощи ремня (ременная передача).


Велосипед с ременным приводом.

Преимущества:

— ремень не боится коррозии;
— система не требует смазки;
— ременная передача меньше шумит;
— низкий вес.

Недостатки:

— для переключения скоростей можно использовать только встроенные во втулки переключатели (планетарные);
— нельзя применять механизм переключения передач на ведомых звёздах;.
— рама своей конструкцией должна предусматривать возможность установки и замены ремня, так как он не разъединяется как цепь.

Велосипед с вальным приводом

Велосипед с вальным приводом — для передачи крутящего момента от узла каретки к колесу применяют вал, вместо цепи. Такую передачу часто называют карданной, хотя как правило в ней нет карданного узла, потому что в нём нет необходимости, а используется прямой вал с конической передачей.


Велосипед с вальным приводом.

Преимущества:

— простой в эксплуатации;
— большой срок службы;
— в отличии от цепи нельзя испачкаться смазкой;
— шестерни закрыты от попадания грязи и мусора, а поэтому реже требуют смазки.

Недостатки:

— высокая цена;
— для переключения передач используются только планетарные втулки, цена которых также высокая.

Велосипеды с электроприводом

В велосипеде с электроприводом (электровелосипеде) двигатель постоянного тока преобразует электрическую энергию в механическую. Так как двигатель как правило находится во втулке колеса, то крутящий момент сразу передаётся на ось колеса.

Велосипед с электроприводом.

Преимущества:

— механическая энергия поступает на колесо непосредственно в месте её получения, фактически привод отсутствует;
— кроме подшипников самой втулки нет узлов трения.


Недостатки:

— высокая цена;
— большой вес;

Велосипед с гидравлическим приводом

Велосипед с гидравлическим приводом, где для передачи крутящего момента от узла каретки к колесу происходит при помощи гидравлической системы. Гидравлическая система состоит из насоса, который нагнетает давление жидкости, турбины, преобразующей поток жидкости в механическую энергию и трубопроводов для передачи рабочей жидкости.

Велосипед с гидравлическим приводом.

Преимущества:

— меньшее количество движущихся частей;
— механизм чистый и работает бесшумно;
— привод можно использовать и как гидравлические тормоза;
— за счёт гибких трубок можно сделать привод на передние колеса или оба колеса;
— гидравлическая система требует меньше ухода, чем открытая цепь;
— крутящий момент передаётся во время педалирования и вперед и назад.

Недостатки:

— большой вес;
— низкий КПД — 75%;
— при разрыве системы, утечке жидкости и её потере, движение становится невозможным.

velomasterclass.ru

В конце XIX века многие изобретатели и конструкторы пытались создать бесцепные велосипедные приводы. Кроме вала предлагалось множество других альтернатив цепи, но только вальный привод получил дальнейшую практическую реализацию.

Первые вальные приводы для велосипедов были изобретены в 1890 году независимо друг от друга в США и Великобритании. А. Фернхед (англ. A. Fearnhead) создал такой привод в Лондоне в 1890 г. и запатентовал его 1891 году. В его прототипе вал вращался внутри трубки, которая находилась над пером рамы, в более поздних моделях вал вращался непосредственно внутри пера[1]. В США, Вальтер Стиллман (англ. Walter Stillman) подал заявку на патент для велосипедного вального привода десятого декабря 1890 года. Патент был выдан 21 июля 1891 года[2].

Вальный привод не был хорошо принят в Англии, поэтому в 1894 году Фернхед привёз его в США, где компания Pope Manufacturing Company (англ.) купила эксклюзивные права на это изобретение на территории США.

Любопытно, что известный конструктор велосипедов того времени, профессор Арчибальд Шарп (англ. Archibald Sharp), был против вала; в своей классической книге «Велосипеды и трициклы» 1896, он пишет:

  Механизм Фернхеда …. если бы можно было изготавливать конические шестерни с большой точностью и минимальными затратами, то можно было бы сказать, что передачи такого типа смогли бы заменить цепной привод, но факт того, что зубья конических шестерен невозможно фрезеровать с необходимой точностью, является серьёзным препятствием для его практического внедрения[3].  

Производство вальных приводов в США начались уже в 1893 году компанией League Cycle Company[4]. Вскоре после этого, французская компания Metropole выпускает бесцепной велосипед «Acatane»[4]. В 1897 году начинается массовое производство бесцепных приводов в США по лицензии компании League Cycle Company[4]. В 1898-99 годах бесцепные велосипеды становятся довольно популярными, но количество их продаж заметно меньше, чем классических велосипедов, из-за относительно высокой цены.

Вальные велосипеды были также несколько менее эффективным, чем обычные велосипеды. Около восьми процентов потерь энергии приходилось на передачи, в частности, из-за ограниченных производственных технологий того времени. Заднее колесо было труднее снять, чтобы заменить покрышку или камеру. Многие из этих недостатков были преодолены в двадцатом веке.

В 1902 году компания Hill-Climber выпустила на рынок трёхскоростной велосипед с приводом от вала, в котором разные передаточные отношения был реализованы тремя наборами конических шестерён[5]. Хотя небольшое количество бесцепных велосипедов производилось, по большей части, велосипеды с валом исчезли из вида на протяжении большей части 20-го века.

Однако до сих пор существует ниша на рынке велосипедов, которую занимают велосипеды с вальным приводом, особенно в секторе дорожных (городских) велосипедов. И есть ряд производителей, которые предлагают такие велосипеды, либо как часть более широкого класса, либо как отдельный класс велосипедов.

ru-wiki.org


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock
detector