Крутящий момент велосипеда - Infinity-Terra.ru
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (пока оценок нет)
Загрузка...

Крутящий момент велосипеда

Крутящий момент мотор-колеса электровелосипеда

Опубликовано в Тех. характеристики Просмотров: 12368

При характеристике как двигателей внутреннего сгорания, так и электродвигателей транспортных средств, применяется такой термин, как крутящий момент, который в целом является критерием оценки тяговых возможностей двигателя. Как оказалось, выражение «крутячий момент» понятно не всем. Людей, изучающих технические характеристики того или иного электродвигателя в первую очередь интересует мощность, энергозатратность и максимальная скорость. О крутящем моменте мало кто спрашивает, и зря. Мы расскажем вам о нем подробно, поскольку не думаем, что вы правильно сможете оценить петенциал электродвигателя, располагая лишь скупыми техническими

параметрами его работоспособности. Для того, чтобы в должной степени оценить покупку, а также не пожалеть о сделанном выборе в пользу определенной мощности мотор-колеса, предлагаем вам ознакомится с нижеизложенным.

Сначала попробуем разобраться с определениями, поэтому вернемся к школьному курсу физики. Крутящий момент — это произведение силы на плечо рычага, к которому она приложена: Мкр = F х L. При этом Сила измеряется в ньютонах, рычаг – в метрах. 1 Нм – крутящий момент, который создает сила в 1 Н, приложенная к концу рычага длиной в 1 м. Единица измерения крутящего момента — Ньютон-метр. Получить больший крутящий момент можно двумя путями – увеличив длину рычага или вес груза.

Издавна для путешествия людей и транспортировки грузов использовались всевозможные механизмы. Сначала, роль колеса сводилась лишь к уменьшению сопротивления и переводу силы трения в движение (качение). Существенное изменение механизма применения колеса произошло благодаря появлению такого гениального изобретения, как двигатель. Кроме пассивной трансформации трения из одного вида в другой, колесо стало создавать тяговую (движущую) силу.

Мощность, развиваемая мотор-колесом – это его способность вращаться как можно быстрее, одновременно создавая на оси колеса крутящий момент. При контакте колеса с дорожным покрытием крутящий момент мотор-колеса электровелосипеда становится тяговой силой.

Существуют такие параметры мотор-колеса, как число оборотов электродвигателя при максимальной мощности и максимальном крутящем моменте, а также величина этой мощности и крутящего момента. Эти показатели измеряются в оборотах в минуту, киловаттах (кВт), ньютометрах (Нм).

Существует прямая зависимость показателя крутящего момента мотор колеса от силы тока и числа его оборотов, поэтому крутящий момент – величина не постоянная. Производители мотор-колес ведут борьбу за то, чтобы максимальный крутящий момент электродвигателя развивался в как можно более широком диапазоне оборотов.

При вращательном движении мотор-колеса его мощность определяется как производящее крутящего момента на угловую скорость вращения. Мощность показывает, сколько раз на единицу времени электродвигатель создает крутящий момент, то есть мощность прямо зависит от количества оборотов мотор-колеса. Мощность электродвигателя указывается в Вт, кВт.

Номинальный крутящий момент электродвигателя велосипеда вычисляют за формулой:
Mном=Pном / nном, где Pном – номинальная мощность мотор-колеса (кВт) , а nном – номинальная частота вращения (об/мин).Данная формула наглядно демонстрирует взаимосвязь мощности и крутящего момента мотор-колеса электровелосипеда.

Максимальный крутящий момент мотор-колеса электровелосипеда – это наибольший момент вращения, развиваемый электродвигателем в установленном режиме при номинальном напряжении и частоте, соединении обмоток, соответствующем номинальным условиям работы, номинальному току возбуждения.

На практике высокий крутящий момент мотор-колеса особенно заметен при разгонах и при передвижении по бездорожью. От крутящего момента зависит время достижение электродвигателем максимальной мощности, а значит и динамика разгона при старте.

Минимальный вращающий момент электродвигателя — наименьший момент вращения, развиваемый двигателем в процессе разгона с неподвижного состояния до частоты вращения, соответствующей максимальному моменту при номинальных напряжении и частоте, при соединении обмоток, соответствующем номинальным условиям работы электродвигателя.

Крутящий момент мотор-колеса электрического велосипеда отвечает за способность ускорятся и преодолевать препятствия. Каждому значению частоты оборотов мотор-колеса соответствует свое значение мощности и крутящего момента.

Не стоит путать понятия «вращающий момент» и «крутячий момент», поскольку они совершенно не тождественны. В технике «вращающий момент» ассоциируется со внешним усилием, прилагаемым к объекту, а понятие «крутячий момент» подразумевает внутреннее усилие, возникающее в обьекте под влиянием приложенных нагрузок.

Если вы желаете получить более высокую скорость и вместе с тем хорошую тягу, тогда вам стоит остановить свой выбор на мотор-колесах минимум в 500 W. Сочетание отличного показателя крутящего момента и большой скорости делают электровелосипеды с 500 W мотор-колесами одним из лучших предложений на мировом рынке при хорошем соотношении: приемлемая цена — качество — технические характеристики. Использование мотор-колес мощностью больше, чем в 500 Вт, оправдано в тех случаях, если велосипедисту приходится преодолевать крутые подъемы, или если он желает увеличить грузоподъемность своего электровелосипеда. Стоит учитывать, что вместе с мощностью электровелосипеда будет возрастать и его вес, поскольку в таком случае необходимо будет комплектовать свой электрический велосипед ещё и более мощными и, соответственно, более тяжелыми аккумуляторами. Существенное увеличение веса может чрезмерно перегрузить раму.

Чем больше мощность электродвигателя, тем большим является его крутящий момент. Соответственно, увеличивается опасность и того, что дропауты велосипедной вилки, где установлено переднеприводное мотор-колесо, могут разогнуться, и колесо просто выпадет при эксплуатации электровелосипеда. В случае покупки велосипедного электродвигателя большой мощности, не забудьте побеспокоится о приобретении велосипедного крепежа для надежной фиксации переднеприводного мотор-колеса в велосипедной вилке. Если вы используете 250 W или 350 W электродвигатель, то, думаю, что у вас, скорое всего, никогда и не возникнет подобных проблем, чего не скажешь о 500W или, скажем, 1000W мотор-колесах. При комплектации электровелосипеда электрическим двигателем, нужно брать во внимание эксплуатационное состояние и сплав велосипедной вилки, поскольку большинство из тех, что поставляются на рынок страны, не рассчитаны на дополнительные тяговые нагрузки мотор-колеса, и попросту могут сломаться в случае установки на них мощного мотор-колеса. К примеру, алюминиевая велосипедная вилка не совсем подходит для комплектиования электровелосипеда, хотя по иронии судьбы велосипеды алюминиевой конструкции обычно дороже своих стальных аналогов из-за преимущества в весе. Для электрического велосипеда больше подойдет качественная стальная вилка, поскольку при установке мотор-колеса показатель прочности велосипедной вилки более важен, нежели весовой. Чтобы проверить, является ли ваша вилка стальной, посмотрите, притягивается ли к ней магнит.

© Сергей Вольтер 2013
Любое копирование, перепечатка и распространение материалов статей без разрешения правообладателя запрещены и преследуются по закону. Нарушение авторских прав будет рассматриваться согласно статьи 52 Закона Украины «О авторском праве и смежных правах», статьи 176 Криминального Кодекса Украины, статьи 432 Гражданского кодекса Украины, статьи 51-2 Кодекса Украины об административных правонарушениях.

BMW X4 Крепыш › Бортжурнал › Момент и мощность. Теория.

Крутящий момент и мощность.

Споры по поводу значимости момента и мощности в характеристиках автомобиля не утихают и по сей день, хотя казалось уже было много сказанного. Этот вопрос меня тоже волновал, но до определенного времени я не мог расставить все по полочкам, чтобы понять полную зависимость всех параметров.

Чтение различных форумов и статей не позволяло однозначно разобраться, но с каждым разом оставалось все меньше и меньше вопросов. И недавно я все-таки связал все параметры между собой и все стало на свои места.

Основная проблема многих статей о мощности и моменте в том, что они не раскрывают суть мощности и почему автомобиль с большей мощностью и меньшим моментом в итоге разгоняется быстрее. Просто предлагают в это поверить, ссылаясь на таинственную физику и сравнительные тесты.

При этом с моментом все понятно — это характеристика самого двигателя, показывающая насколько он «силен» на определенном частоте вращения коленчатого вала. Но что такое мощность и как использовать ее график мало где объяснено доступным языком.

Главный ключик к разгадке — понимании работы коробки передач. Подобно редуктору коробка передач может уменьшать передаваемую частоту вращения и одновременно повышать передаваемый момент.

Возьмем велосипед Кама из нашего детства. Все велосипеды одинаковые, с одной единственной передачей. И будет ехать тот из нас быстрее у кого ноги сильнее. Это и есть крутящий момент. Чем больше крутящий момент (сила ног велосипедиста), тем больше усилий прикладывается, тем больше ускорение мы получаем. И ускорение будет ощущаться тем больше, чем больше прикладываемый момент. А максимальную скорость наберет тот, кто умеет крутить педали быстрее всех.

Но на практике ездить на велосипеде с одной передачей не удобно — с горки не хватает частоты вращения педалей и нет возможности набрать большую скорость, а в крутую горку не хватает сил (того самого момента) и приходится преодолевать ее пешком. Для решения этих вопросов можно поменять велосипед с другими колесами или звездочками (передаточным коэффициентом), или можно добавить систему переключения передач, которая меняет передаточное число между передней и задней звездочками, и соответственно два важных параметра — частоту вращения и нагрузку.

Возвращаемся к автомобилю. Момент измеряется в Н*м, частота вращения в об/мин. В цифрах получается, что одно и то же ускорение с одной и той же скорости можно получить при разных прикладываемых моментах:

Читайте также:  Складной велосипед алюминиевая рама

1. 300 Нм при 2000 об/мин
2. 150 Нм при 4000 об/мин

И дело не в самих оборотах, а просто в более низкой передаче и соответственно более низкой нагрузке, с которой справляется и более слабый мотор. Или перефразируя — в увеличении момента на колесах в следствии понижения передачи. Т.е. сами повышенные обороты двигателя скорее вредны — момент падает, механические потери увеличиваются, расход топлива и масла увеличивается, повышается шум от работы двигателя. Но все это ради возможности продолжать движение все еще на нижней передаче, где мотору работать в целом легче, чем на следующей передаче.

Теперь можно перейти к графику мощности двигателя. По сути это некоторая передаточная характеристика, которая позволяет выявить лучшее соотношение между коэффициентом передачи коробки и моментом двигателя, или другими словами при какой комбинации значений на колесах будет максимальная тяга для ускорения с необходимой скорости.

Мощность не является величиной, которую мы можем почувствовать нашими органами чувств. Она лишь показывает потенциальные возможности мотора передать максимально возможную тягу на колеса при грамотном использовании передаточных чисел в трансмиссии.

И понятие мощности теряет смысл если мы выкинем коробку передач и автомобиль будет ездить на одной фиксированной передаче 1:1. В этом случае ускорение автомобиля будет повторять график момента, а итоговая динамика зависеть от площади графика момента (его интеграла). Максимальная частота вращения будет определять максимальную скорость. А значение мощности на высоких частотах не даст ничего т.к. не будет возможности ее реализовать за счет изменения коэффициента передачи.

Формула мощности в лошадиных силах:

Мощность (л.с.) = Момент (Нм) * Обороты / 9549 * 1.36

Для примера разгоним автомобиль до 60 км/ч, выберем вручную третью передачу и нажмем газ в пол. Ускорение, ощущаемое нами и фиксируемое приборами ускорения, будет повторять график момента двигателя, и мы будем ощущать максимальный подхват на той частоте, где у двигателя находится максимальный момент. До этого и после этого ускорение будет ниже. И кажется, что момент двигателя важнее т.к. именно он разгоняет автомобиль. Но мы забыли про коробку передач. Если вместо третьей передачи мы перейдем на вторую, то нагрузка на двигатель снизится, а значит такое же ускорение или лучше можно получить и при меньшем моменте на более высоких оборотах.

И если при переключении с третьей передачи на вторую обороты повысятся в 1.5 раза (и тяга на колесах увеличится в 1.5 раза), а момент двигателя упадет всего в 1.2 раза, то в итоге мы получим выигрыш в ускорении в 1.25 раза. Именно это мы ощущаем, когда в автоматической трансмиссии скидывается передача и машина начинает ускорятся резвее, чем секундой до этого, пока автомобиль ехал на повышенной передаче.

Но всегда ли это справедливо? Конечно нет. Если обороты повышаются в 1.5 раза, а момент двигателя падает в 2 раза, то это приведет к уменьшению тяги. И мы почувствуем только рев двигателя и снижения динамики.

Теперь перейдем к вопросу — что же важнее момент или мощность? Тяжело ответить сразу на этот вопрос, надо смотреть конкретные цифры, а точнее графики.

Например, если двигатель выдает момент 700 Нм на частоте 3000 об/мин — это хорошо и на этих оборотах машина будет уверенно ускоряться. Эти цифры соответствуют мощности в 294 л.с. Но точно такое же ускорение можно получить и с моментом 350 Нм на частоте 6000 об/мин на более низкой передаче. С одной стороны в плюсе снижение нагрузки на коробку передач, с другой стороны в минусе повышенный расход топлива т.к. КПД двигателя с ростом частоты обычно уменьшается из-за механических потерь.

Из-за особенности работы коробки передач при резком старте с места низкие обороты будут пройдены всего один раз на первой передаче и только тогда мы ощутим всю прелесть высокого момента двигателя в максимальном варианте, но потом смена одной передачи на другую будет заставлять работать двигатель в диапазоне высоких оборот. И тут важно, чтобы момент не сильно падал, а значит проявляется мощность двигателя, куда уже заложено умножение момента на обороты. И чем больше двигатель держит высокий момент с ростом оборотов и чем соответственно выше максимальная мощность, тем будет выше ускорение с использованием более легких передач.

Это справедливо для разгона с полностью открытым дросселем акселератора или в режиме гоночного вождения, когда поддерживается максимально возможное ускорение и обороты двигателя.

В обычной же городской езде мы не можем поддерживать такой темп езды в силу ряда различных причин и в большинстве случаев автомобиль будет стараться выбрать передачу повыше, чтобы снизить частоту вращения двигателя и тем самым снизить расход топлива. И если вдруг нам нужно резко ускорится, то возможны две ситуации — ускорение на той же передачи и ускорение с понижением передачи.

В первом случае двигатель с большим моментом на низких оборотах выдаст большее ускорение, нежели двигатель с меньшим моментом, но большей мощностью на высоких оборотах. При этом отклик будет моментальным, а расход топлива приемлемым. Работа двигателя будет восприниматься как более эластичная и в салоне будет меньше шума.

Во втором случае все будет зависеть от скорости переключения коробки передач и автоматики, которой нужно время для принятия решения о переключении (если мы не управляем передачами вручную). Но если с этими параметрами нет проблем и коробка переключается очень быстро, то нужный подхват мы получим просто перейдя на более низшую передачу.

Подытожим информацию в виде вопросов и ответов:

Что показывает график момента двигателя?
— Ускорение автомобиля будет пропорционально графику момента на любой фиксированной передаче.

Что показывает график мощности двигателя?
— Определяет максимальную мощность и частоту работы двигателя, когда соотношение момента двигателя и коэффициента передачи коробки самые выгодные для ускорения с заданной скорости.

На каких оборотах я почувствую максимальное ускорение не меняя текущей передачи?
— На оборотах максимального момента.

На каких оборотах я почувствую максимальное ускорение если есть возможность установить любой коэффициент передачи трансмиссии (например, при использовании вариатора)?
— На оборотах максимальной мощности (за исключением первой передачи).

Примеры в цифрах и графиках.

Допустим у нас есть график момента абстрактного двигателя. Если есть момент, значит мы можем построить по формуле и график мощности.

Теперь расположим на графике момент на колесах на каждой передаче. Возьмем коэффициент первой передачи — 1, второй — 1.2, третьей — 1.5

Теперь предположим, что мы двигаемся на третьей передачи и обороты находятся на частоте 4 000 об/мин. И если нам нужно быстро ускорится, то на какой передаче это лучше всего сделать?

В данной ситуации возможно выгодней продолжать двигаться на 3-ей передачи и сэкономить два переключения передач. Но имея быструю коробку будет все-таки выгодней переключится на 2-ю передачу.

А вот с 3000 об/мин на 3-ей передаче однозначно лучше всего переключится на 1-ю передачу и получить прирост тяги на колесах почти в полтора раза.

Для наглядности посмотрим еще на график момента аналога дизельного мотора.

График трех передач с такими же коэффициентами:

Что будет, если мы переключимся с 1-ой передачи на вторую не на 4100 об/мин, а скажем на 3000 об/мин, где заканчивается максимальный момент? Тогда мы потеряем ускорение, пропорциональное площади этой закрашенной фигуры:

Но что важнее момент или мощность? Хорошо иметь и то и другое. Но если надо выбирать, то давайте сравним опять первый мотор с похожим, но который имеет больший момент на низких оборотах, но меньшую мощность. При этом максимальная частота вращения останется прежней.

Построим график тяги трех передач и закрасим красным цветом выигрыш второго мотора с большим моментом, а синим первого с большей мощностью.

Если принять, что второй мотор является дизельным, то он вряд ли сможет раскручиваться до 7000 об/мин, поэтому снизив максимальные обороты до 5000 об/мин придется вначале изменить коэффициент 3-ей передачи для возможности двигаться с высокими скоростями, а следом и изменить коэффициенты двух других передач. В итоге график сравнения двух моторов (условно назовем первый » бензиновым «, а второй «дизельным») будет выглядеть следующим образом.

Но режим «газ в пол» не является главным приоритетом и используется не так часто. В городском режиме для каждой скорости движения «дизельный» мотор будет работать на той же передаче на более низких оборотах, и при этом иметь больший запас момента для возможного ускорения без необходимости скидывать передачу вниз.

Очень надеюсь, что теперь многим стало ясно что такое момент, что такое мощность и как они влияют на ускорение автомобиля. Нажми кнопку «нравится» и дай возможность остальным тоже понять суть этих параметров 😉

Читайте также:  Крепление для велосипеда на стену вертикально

Крутящий момент велосипеда

ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ПЕДАЛИРОВАНИЯ ВЕЛОСИПЕДИСТА


В. П. Любовицкий, доктор технических наук, О. А. Логинов, инженер, оба мастера спорта СССР, Ленинград

Анализ техники педалирования велосипедиста характеризуется многообразием подходов исследователей к их оценке, методов контроля и измерений, форм трактовки полученных результатов, а также рекомендаций по их практическому использованию. В настоящей статье разработана методика оценки качества педалирования велосипедиста, на основании которой можно в дальнейшем проводить исследования с целью увязывания многообразных факторов, влияющих на этот весьма сложный и высокочастотный с точки зрения биомеханики циклический процесс.

Циклический характер основного функционального движения велосипедиста — педалирования — является определяющим фактором при рассмотрении проблемы техники педалирования. Многочасовые велогонки, особенно многодневные требуют от спортсмена осмысленной экономии энергии, находящей свое выражение в рациональной технике педалирования. Экономичное педалирование — залог успеха гонщика при прочих равных условиях. В моменты максимальной усталости организма оно позволяет при незначительных усилиях поддерживать высокую скорость движения, а на решающих этапах гонки — выполнять работу с наивысшей отдачей. Еще более повышенные требования к качеству педалирования предъявляются в индивидуальных, командных и гитовых гонках на треке, в которых фактор быстрой утомляемости организма гонщика оказывает серьезное влияние на характер педалирования в заключительной фазе гонки и, как следствие этого, снижает КПД системы «гонщик — велосипедист».

Таким образом, объективная оценка качества педалирования велосипедиста является решающей задачей в исследовании этого процесса.

Основным фактором, с точки зрения механики обеспечивающим привод велосипеда, является крутящий момент от приложенного усилия к педали. В дальнейшем он принят в качестве основной единицы измерения, показывающей количественную и качественную взаимосвязь «биологического» двигателя — организма велосипедиста, совершающего работу, и велосипеда как механической системы, потребляющей эту работу с определенной эффективностью, в основе которой лежит качество педалирования.

На качество педалирования при общепринятой конструкции гоночного велосипеда может оказать влияние целый ряд факторов:

посадка велосипедиста, степень его тренированности, физиологические, эмоциональные характеристики и т. д. При этом необходимо отметить, что далеко не все перечисленные факторы могут быть учтены в полном объеме.

Для анализа комплексного влияния перечисленных факторов на качество педалирования был использован хорошо известный тензометрический метод, различные варианты и результаты использования которого неоднократно описывались в литературе. Система, примененная в настоящем исследовании, позволяет вести регистрацию крутящих моментов на обоих шатунах велосипеда и углах их поворота, а также воспроизводить фазовую картину изменения крутящего момента на велосипеде, установленном на обычном велостанке. Для регистрации оценки педалирования система предусматривает индукционную установку, смонтированную на оси заднего ролика велостанка. Установка позволяет плавно менять и контролировать момент сопротивления, создаваемый в процессе исследования.

Рис. 1. Графики функций, определяющих качество педалирования велосипедиста низкой квалификации:
1 — крутящий момент М1 , создаваемый на левом шатуне; 2 — крутящий момент М2 , создаваемый на правом шатуне; 3 — результирующий крутящий момент М; 4 — крутящий момент относительно средне-интегральной его величины; 5 — производная функция движущего момента

Рис. 2. Графики функций, определяющих качество педалирования велосипедиста низкой квалификации при увеличении сопротивления:
1 — крутящий момент M1 , создаваемый на левом шатуне; 2 — крутящий момент М2 , создаваемый на правом шатуне; 3 — результирующий крутящий момент М; 4 — крутящий момент относительно средне-интегральной его величины; 5 — производная функция движущего момента

Исследованию были подвергнуты всего два спортсмена. Полученные результаты позволяют продемонстрировать эффективность предлагаемого метода оценки качества педалирования и внести необходимую коррекцию. Следует отметить, что используемая аппаратура пока еще технически не совершенна и не позволяет осуществить оперативную обратную связь для реализации управления качеством педалирования. Аппаратура применялась лишь для получения предварительных данных с целью отработки методики критерия оценок качества педалирования велосипедиста.

Для разработки критериев оценки качества педалирования велосипедиста и иллюстрации метода расчета были выполнены предварительные записи крутящих моментов в функ-

Рис. 3. График функций, определяющих качество педалирования велосипедиста высокой квалификации:
1 — крутящий момент М1 , создаваемый на левом шатуне; 2 — крутящий момент М2 , создаваемый на правом шатуне; 3 — результирующий крутящий момент М; 4 — крутящий момент относительно средне-интегральной его величины; 5 — производная функция движущего момента

ции угла а-поворота шатуна для двух специально подобранных гонщиков: гонщика низкой квалификации на обычном велостанке (рис. 1); этого же гонщика на велосипеде, нагруженном моментом сопротивления (рис.2); гонщика высокой квалификации на обычном велостанке (рис. 3).

Особенностью представленных на рис. 1 — 3 графиков является преднамеренное отсутствие масштаба исследуемых функций, так как в процессе эксперимента перед гонщиками ставилась только одна задача — продемонстрировать характерное для них качество педалирования.

Как видно из графиков, характер педалирования в рассматриваемых трех случаях различен. У гонщика низкой квалификации при форсировании нагрузки наблюдается отрицательный крутящий момент на левом шатуне (см. рис. 2), область которого заштрихована. При увеличении числа оборотов путем снятия нагрузки и перехода на более легкий режим педалирования область отрицательного момента хоть и сужается (см. рис. 1), но остается по-прежнему в каждом цикле педалирования. Кривые результирующего крутящего момента характеризуются существенным перепадом экстремальных значений Mmax и Mmin. Наилучшие показатели крутящего момента наблюдаются у гонщика более высокой квалификации (см. рис. 3).

Полученные экспериментальные данные позволяют продемонстрировать показатели двух критериев K1 и К2 оценки качества педалирования, к которым были предъявлены следующие требования: критерии должны быть без-

Трансмиссия велосипеда

5 минут Автор: Андрей Смирнов 549

Велосипедная трансмиссия – это оборудование для велосипедов, являющееся сложной системой и предназначающееся для передачи усилий мышц велосипедиста на заднее колесо велосипеда для движения.

Составные части трансмиссии

Трансмиссия велосипеда состоит из таких составляющих:
Кассета. Это находящаяся на колесе и прикрепляющаяся к нему с помощью втулки часть трансмиссии. Она состоит из одной шестеренки или из двух-трех разных по размеру шестеренок. Их также называют «звездами».

Еще одна часть трансмиссии – «система» (также называется цепной привод). В нее входят, кроме кассет (это звезды или шестерни), каретки, на которых и вращаются подвижные части — шатуны и цепи. Последние связывают все элементы в одну систему. Цепи устроены таким образом, что передают усилие для прокручивания колес с эффективностью до 98%.

Цепи для велосипедов могут быть разной ширины и иметь большее или меньшее расстояние между узлами (спинами), то есть между теми местами, вокруг которых происходит поворот участков цепи при ее движении и которые скрепляют звенья.

Переключатель скоростей (передач) задний. Выполняет не только функцию переключения передач, но и регулирует натяжение цепи (поддерживает ее во время переключений). Изменение передачи осуществляется путем перевода цепи с одной звездочки на другую.

Переключатель передний. Еще один переключатель скоростей (но без функции регулировки натяжения). Передний переключатель есть только на тех велосипедах, у которых впереди две и более звездочки. Устройство изменяет несколько параметров: частоту вращения педалей, угловую скорость, а также крутящий момент велосипедного колеса.

Шифтеры (манетки переключения). Это специальные рычаги, с помощью которых (также в этом участвуют тросики) велосипедист регулирует переключение передач. Они обычно крепятся на руле, справа и слева от него. Тросики находятся в своеобразных защитных приспособлениях — в рубашках — жестких трубках, которые присоединяются прямо к раме велика.

Для чего нужен переключатель скоростей?

Передачи нужны велосипедисту для регулирования усилий, прилагаемых для кручения педалей на разных участках местности: равнина, подъем, спуск. Если велосипед (например, устаревшая модель с маленьким и большим колесом, называющаяся пенни-фартинг) имеет фиксированную передачу (одну-единственную), то одна прокрутка педалей будет крутить колесо также на один оборот.

У тех велосипедов, которые имеют переключатель скоростей, есть возможность достичь оптимальной частоты вращения педалей (каденса), с приложением адекватного количества усилий. Для горного подъема используют большие звезды (шестерни) сзади в сочетании с маленькой передней звездой. Для равнинной местности без ветра можно переключаться на заднюю шестерню поменьше.

Виды трансмиссий велосипеда

Трансмиссия для велосипедов может быть:

  • Прямой, когда ведущее колесо с педалями скреплено напрямую, без применения системы с цепью. Такая трансмиссия встречается на пенни-фартингах, моноциклах (с одним колесом), трехколесных детских велосипедах.
  • Зубчатой, в которой используются шестеренки с зубьями.
  • Вальной, в которой используются валы для передачи крутящего момента.
  • Ременной. Здесь используются ремни, которые, в отличие от цепей, не требуют смазки.
  • Гидравлической. Используется гидравлическая система, а не механическая.
  • В виде планетарной втулки, состоящей из большого числа деталей и напоминающей коробку передач автомобиля.
  • Комбинированной, являющейся гибридом сразу двух видов трансмиссий для велосипеда: внешней и внутренней (планетарной).

Планетарная втулка

Планетарная втулка (механизм внутреннего переключения скоростей) в основном применяется на обычных велосипедах, не предназначенных для особых и нестандартных нагрузок. Она состоит из таких деталей:

  • Солнечной шестерни, находящейся в центре и прикрепленной к оси колеса велосипеда.
  • Планетарные шестеренки или саттелиты, крутящиеся вокруг первой (детали названы так из-за того, что их положение напоминает планеты и солнце).
  • Элемента, который называется «водило». Он фиксирует предыдущие элементы между собой.
  • Эпицикл или эпициклическая шестерня. Она окружает все саттелиты и центральную солнечную шестерню. Именно она вращается от кручения педалей велосипедистом.
  • Шлицевой привод, скрепляющий и передающий крутящий момент от звездочки колеса до механизма планетарной втулки.
Читайте также:  Регулировка колес велосипеда

Настройка трансмиссии велосипеда

Что касается настройки трансмиссии велосипеда, этой чрезвычайно важной части ухода за велосипедом в процессе его эксплуатации, она проводится в несколько этапов:

  • Проверка натяжения троса (для лучшей работы можно предусмотреть запас и немного расслабить его).
  • Проверка работы тросика и подкручивание трех винтов (H, L, что значит, соответственно, «High» и «Low», а также винта натяжения) так, чтобы ролики, расположенные с двух сторон от велосипедной цепи, были точно на одной линии с самой большой и с самой маленькой звездой.

Работа трансмиссии велосипеда — это то, что должен знать каждый велосипедист, ведь исправление возникающих поломок, а также уход за элементами трансмисси и ее настройка — вопросы, с которыми придется столкнуться каждому владельцу велосипеда.

Кареточный мотор для велосипеда

Кареточные моторы для велосипеда смогли завоевать большую популярность, что объясняется наличием некоторых достоинств. Ниже рассмотрим, какие преимущества и недостатки имеются у данного вида движков, их особенности и как можно самостоятельно выполнить установку?

Электровелосипед с кареточным мотором – транспорт будущего

Другое название кареточных моторов — подвесной или «mid drive motor». При производстве используется дорогостоящий синусный контроллер, из-за чего движок работает достаточно тихо. Это является основной причиной завышенной стоимости.

По надежности он сравним с редукторным вариантом мотор-колеса. Рассматриваемый мотор также обладает редуктором, который необходим для увеличения крутящего момента.

Еще одна отличительная особенность заключается в месте установки — он монтируется непосредственно в каретку велосипеда. При этом трансмиссия остается в традиционном варианте.

Преимущества кареточных моторов

Среди главных достоинств велолюбители выделяют следующее:

  1. Для установки не требуется трогать спицы колес, менять их или наоборот спицевать. Агрегат ставится за место каретки.
  2. В мотор сразу встроен контроллер.
  3. Не требуется ставить усилители дропаутов.
  4. Если аккумулятор сядет, то вы сможете продолжить езду, прибегнув к кручению педалей. Это объяснимо тем, что мотор не затрагивает вращающиеся детали.
  5. Отсутствует так называемая «гиря в колесе», что исключает нежелательную нагрузку на спицах и обода.
  6. Пользователь может свободно настраивать передачи. Допустим, передвигаясь по бездорожью, поставить пониженную передачу, а при езде по асфальтированной дороге увеличить ее.
  7. Многие готовые модели, представленные в магазинах, имеют довольно тихий мотор.
  8. По сравнению с другими вариантами велосипедных движков рассматриваемый вариант имеет меньше проводов, которые крепятся к раме.
  9. В случае прокола или при необходимости ремонтных работ снять колесо не составит труда.

Также отмечается неизменность клиренса, если установить большую переднюю звезду. Подобные велосипеды имеют более лучший накат, из-за чего экономится заряд. Чего нельзя сказать о мотор-колесе. Велики с кареточным агрегатом имеют центр тяжести посередине, что обеспечивает более лучшую управляемость на плохой дороге.

Недостатки кареточных моторов

Среди недостатков выделяют:

  1. Цепь подвергается быстрому износу. Зубчики звезд и трансмиссия также имеет немного урезанный эксплуатационный срок.
  2. Монтажные работы не проводятся без специальных инструментов, предназначенных для кареточных моторов.
  3. Если сравнивать с движком, который крепится на колесо, то подвесной вариант имеет меньшую надежность. Это связано с наличием увеличенного количества подвижных элементов.

Избежать проблему с износом цепи и звезд можно, купив специальное устройство — Gear Sensor. Через него проходит тросик, отвечающий за заднее переключение скоростей. Когда вы меняете скорость, то движок на это время останавливается, и тем самым дает осуществить эту операцию за счет нагрузки на педали. Устройство предотвращает хрусты и облегчает переключение скорости передач, за счет чего можно продлить работу цепи и звезд.

Как самому установить подвесной электромотор для велосипеда?

Подвесной электромотор принято устанавливать на раму, посередине между колесами. Установка подобного движка на велосипед не требует специальных знаний. Если следовать инструкции, то вы беспроблемно сможете выполнить монтажные работы самостоятельно. Но, она может отличаться в зависимости от производителя. Каждая модель представленного агрегата может монтироваться иначе. Подробная инструкция по установке прилагается в комплекте. Ниже приведем общую схему:

  1. Снимите заднее колесо и соедините цепь с движком, предварительно установив звезду.
  2. Закрепите электромотор, затем аккумулятор и генератор.
  3. В конце ставятся приводные цепи, которые исходят из агрегата к заднему колесу, а также привод, необходимый для импульсной передачи.

Производители электродвигателей на велосипед

В основном кареточные движки предлагаются в комплекте со всем необходимым — конроллер, встроенный в мотор, специальная система, провода и т.д. Подвесные электрические движки для велосипедов можно условно поделить на несколько типов:

  • Специальные агрегаты, предназначенные для установки в велики определенных фирм (Bosch, Impulse, Yamaha, Shimano). То есть на простой двухколесный транспорт их поставить не получится.
  • Универсальные моторы, монтаж которых можно осуществить на любом велосипеде.
  • Моторы, сразу встроенные в байк.

Ниже вы сможете ознакомиться с наиболее популярными и надежными производителями, выпускающих кареточные моторы. Стоит отметить, что некоторые компании, среди которых Бош или Панасоник, перешли на так называемые информационные шины CAN, из-за чего необходимо покупать оригинальные батареи по завышенным ценникам.

Bosch Centerdrive

Представленная компания занимает лидирующую позицию в сфере вело- и мотостроения. Выпускают моторы с шестернями, в которых насчитывается до 20 зубчиков. Отличаются более сильным разгоном и надежностью. Предлагают к приобретению два типа кареточных движков — до 32км в час и до 45км в час.

Производитель активно применяет инновационную технологию, помогающая в педалировании. Система учитывает частоту кручения педалей и скорость колеса в задней части. Это позволяет полностью и мгновенно контролировать двигатель. Помимо этого, была внедрена система, отслеживающая состояние цепи, а именно — ее сдвиг. Такая функция полезна и значительно увеличит ее эксплуатационный срок, включая звезды.

Двигатель запускается автоматически, когда велосипедист начинает крутить педали со скоростью 20 оборотов в 60 сек.

Недостаток — повышенный шум.

Panasonic

Панасоник начал выпускать кареточные движки для велосипедов еще в 1996 году. На данный момент предлагаются два типа:

Также предусмотрено несколько различных батарей, среди которых. Сами движки отличаются надежностью, демонстрируют хорошие скоростные результаты. Из минусов выделяют малый заряд батареи.

BAFANG

Производят два различных вида электромоторов, которые устанавливаются лишь на специальные рамы.

Первый вариант — модель MM G520.250 подразумевает мощность в 250в. Крутящий момент достигает 95Нм. Вес не более трех килограмм.

Второй — MM G521.500. Предлагается на выбор с мощностью 350в или 500в. Крутящий момент — 120Нм. Масса не отличается от вышеописанной модели.

При этом уровень шума не превышает 55дБ.

Мотор включается также автоматически, отслеживая кручение педалей. В основном их продают сразу в наборе, где велосипедист сможет найти множество вспомогательных электронных деталей и механических элементов, необходимых для установки.

Impulse

Компания Derby Cycle выпустила в свет свои первые кареточные движки под названием Impulse относительно недавно — в 2011 году. Агрегаты предназначены для байков фирмы Raleigh, Kalkhoff или Focus. По сравнению с моторами фирмы Bosch, Impulse работают намного тише. На данный момент вы можете приобрести следующие модели:

  • Impulse 2.0. Мощность равно 250в. Максимальная скорость достигает 25 километров в час. В комплекте можно выбрать аккумуляторную батарею.
  • Evo. Имеет 250в мощности. Предлагается в двух видах, отличающихся между собой максимальной скорость — 25 километров в час или 45. Также можно выбрать себе определенный аккумулятор.
  • Evo RS. Максимальная мощность составляет 350в. Может развивать скорость до 45 километров в час. Может устанавливаться только на E-Trekking, E-Mountainbike.

Yamaha

Является самым молодым производителем кареточных велосипедных движков. Отличаются доступной стоимостью, в сравнении с Bosch. Несмотря на это, специалисты и велолюбители поставили не совсем высокую оценку представленным моделям. Они объяснили это тем, что агрегат имеет недостаточно хорошую отзывчивость.

На данный момент выпускаются следующие версии движков — PW-X и PWseries SE. Первый вариант имеет следующие характеристики:

Shimano STEPS

Производитель показал в свет первые свои движки в 2015 году. Особенность их кареточных моторов заключается в более тихой работе, показатель опережает модели Bosch и Yamaha. Отличаются наиболее меньшей мощностью, но показывают хорошие результаты в отзывчивости и контролировании крутящего момента.

Вес достигает всего 3,2 килограмма. Популярны в велосипедах городского типа. Встроена специальная система охлаждения. Мощность двигателя достигает 250в. Крутящий момент достигает 70Нм.

Brose

Можно установить на модели великов Specialized Turbo Levo и Bulls. Обладает тихим звуком, компактностью. Мощность равна 250в, развивает скорость до 45 км в час.

Ссылка на основную публикацию