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

Рычажный привод самодельного велосипеда

КАК СДЕЛАТЬ РУЧНОЙ ПРИВОД ДЛЯ ВЕЛОСИПЕДА

Идея сделать ручной привод велосипеда началось с публикаций «М-К», посвященных дополнительному ручному приводу у велосипеда — на переднее колесо. Замысел сам по себе очень заманчивый: получить выигрыш в силе на трудных участках пути, при подъеме в гору; устранить пассивность рук при езде. Однако когда решил сделать что-то подобное для своего велосипеда, не смог отдать предпочтение какой-либо из схем: каждая имела серьезные недостатки. Взять, к примеру, варианты, в основе которых лежит ручной привод Дутова — с крутящимися шатунами.

В сущности, это механическое перенесение на переднее колесо обыкновенной цепной передачи для заднего колеса: те же звездочки, педали, цепь. Только трансмиссия смонтирована не горизонтально, а вертикально, вдоль рулевой колонки и вилки. Те, кто пользуется этой схемой, знают ее слабые стороны. И прежде всего: крутить руками шатуны и одновременно управлять велосипедом даже на малейших поворотах очень сложно. Кроме того, максимальное усилие с рук снимается лишь при движении их вперед от себя, да и то если седло оборудовано спинкой — для упора; действия рук и ног не взаимосвязаны, нет условий для полного слияния прикладываемых сил.

На участках, где ручной привод не нужен, он по сравнению с рулем неудобен для управления. Не выручает и сочетание руля и шатунного привода. Как-то в журнале появилось описание качающегося руля-привода Егорова. Я решился на повторение. Но испытания показали, что велосипед с таким приводом довольно неустойчив, не говоря уже о сложности самой конструкции. Однако именно эта схема и натолкнула меня на мысль, как избежать перечисленных недостатков.

Главная идея свелась к следующему: нужно, чтобы рычаги привода совершали не качающееся, а «машущее» движение, то есть опускались бы или поднимались одновременно, а зафиксированные в горизонтальном положении — служили бы всем нам привычным удобным рулем. Уже первый вариант нашел одобрение и поддержку в редакции. Воодушевленный этим, я в течение года совершенствовал и дорабатывал конструкцию и наконец, решился вынести ее на суд читателей: кажется, в ней есть то, что можно брать за основу и развивать дальше.

Как же устроен машущий привод! Его рычагами служат рога обычного руля, отрезанные от рулевой колонки и доработанные в соответствии с новыми функциями. К ним приварены шарнирные втулки и полушестерни взаимного зацепления, обеспечивающие одновременность «взмахов» половин руля, становящихся отныне и рычагами привода на переднее колесо. Передача осуществляется не цепью, а тросиком — через промежуточный шкив на основной блок переднего колеса, совершающего возвратно-вращательное движение.

В качестве переднего колеса использовано заднее, у которого вместо звездочки установлен блок под тросик. При «взмахе» руля вверх идет холостой ход привода: освобожденный от натяжения тросик под действием ленточной пружины наматывается на блок колеса. Обратному «взмаху» руля — вниз, помимо прилагаемых усилий рук, помогает сцепленная с одним из рычагов спиральная пружина. Вытягиваясь вверх, тросик заставляет вращаться блох, а через него и само переднее колесо.

Ритм качаний руля выбирается произвольно, в зависимости от собственных возможностей велосипедиста и условий дороги. На трудных участках и подъемах удается удваивать прилагаемые для движения усилия — за счет одновременности давления ноги на педаль и выжимания руками рычагов в нижнее положение. Кроме того, точка крепления тросика к рычагу может изменяться на ходу. Выполняется это так. На приваренном к концу рычага гребешке имеется специальное стремя — место крепления тросика.

Передвигая стремя в момент холостого хода, мы изменяем плечо, а значит, и прилагаемое усилие. Для изготовления привода были использованы в основном готовые детали: разного рода вело-, авто- и мотозапчасти. Так, шарнирная часть рычагов собрана из элементов рулевой колонки и передней вилки старого велосипеда — это втулки. подшипники, их корпуса. К втулкам приварены соответственно доработанные шестерни из запчастей к мотоциклу: в них расточен внутренний диаметр (под втулки) и сделан вырез для фиксации сваркой концов половин руля.

Как уже отмечалось, вместо переднего колеса установлено заднее, сепаратор в его втулке сделан подпружиненным. Для этого он проточен и к нему припаян крючок, а к конусу — втулка с отверстиями; крючок и отверстия служат для крепления концов пружины сепаратора. Вместо звездочки к втулке крепится блок под тросик — доработанный штампованный шкив от автомобиля.

Его диаметром 90 мм, наружный — 120 мм. Через отверстие в щеке блока пропущен тросик, концы которого затем сплетены и прикреплены к стремени. Для вращения блока против хода колеса и наматывания троса при холостом ходе рычагов руля служит ленточная пружина, взятая от мотоциклетного кикстартера. Еще одна пружина в атом приводе — спиральная — крепится ко второму рычагу руля. В горизонтальной плоскости обе половины руля фиксируются благодаря специальному упору, который подпружинен и автоматически убирается при движении рычагов вверх.

Приводимая здесь диаграмма положений тросика при перемещении стремени по гребенке позволяет рассчитывать передаточное отношение и желаемый диаметр блока. Мной был взят готовый блок с рабочей окружностью (длина витка троса на нем), равной 280 мм. Таково же расстояние А—А1 на диаграмме, то есть передаточное число равно 1,0. Это значит, что при нахождении стремени в первом положении при движении рычага с гребенкой вверх блок (а с ним и колесо) совершит один полный оборот.

Противоположное, крайнее положение стремени изменяет отношение: отрезок Б—Б1 равен 170 мм, соответственно передаточное число будет: 170 : 280 — 0,6. В заключение два справочных размера: диаметр переднего колеса 720 мм; расстояние от его оси до центров вращения рычагов руля составляет 820 мм. Буду рад, если мой привод кому-то сослужит добрую службу, и еще больше: если кто-то разовьет идею дальше, усовершенствует конструкцию по-своему. Хотелось бы, чтобы эта тема получила продолжение и на страницах «М-К», который так помог мне.

(Автор: И. ЗАБАШТА)

Рис. 1, Схема ручного привода велосипеда: 1 — заднее колесо в качестве перед него, 2 — блок с ленточной пружиной, 3- промежуточный шкивок, 4 — тросик привода, 5 — упор, 6, 10 — рычаги руля, 7 — полушестерни, 8 — гребенка, 9 — стремя, 11 — зеркало, 12 — пружина-аккумулятор энергии.

Рис. 2. Шарнирный узел рычагов руля (позиции рис. 1)

Рис. 3. Схема гребенки и стремени.

Р ис 4. Заделка тросика на блоке,

Внешний вид ручного привода велосипеда.

Рис. 5. Доработка сепаратора втулки; 1 — сепаратор, 2 — припаянный крючок (под пружинку).

Рис 6. Доработка конуса втулки: 1 — конус, 2 — припаянная втулка с отверстием (под пружинку).

Рис. 7. Диаграмма движений гребенки с тросиком: А — положение для наибольшего передаточного отношения, Б—для наименьшего (A1, B1 — для нижнего положения рычага руля).

Велосипеды с ручным приводом

5 минут Автор: Мария Дубровина 671

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.

Читайте также:  Ехать на машине ехать на велосипеде

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!

Велосипед с импульсным приводом

Велосипед представляет собой почти идеальное средство передвижения. Он прост по конструкции, всегда готов к действию, мобилен и не загрязняет окружающую среду. Однако есть у велосипеда один очень существенный недостаток, обусловленный особенностями работы кривошипно-шатунного механизма педального привода. Дело в том, что при вращении привода периодически появляются положения педалей, когда линия действия силы проходит через центр их вращения.

Эти положения называются «мёртвыми», потому что крутящий момент силы, приложенной к педали, в них равен нулю (так называемые «верхняя мёртвая точка» — ВМТ и «нижняя мёртвая точка» — НМТ). Из-за этого в «мёртвых» положениях и в близких к ним ноги велосипедиста не совершают полезной работы, даже если с той же силой давят на педали. Максимальный крутящий момент педальный привод развивает лишь в те моменты, когда педали занимают горизонтальное или близкое к нему положение. Получается, что велосипедист, вращая педали, расходует свою энергию не очень экономно, растрачивая некоторую часть сил впустую.

Разумеется, это упрощённая схема, реальная картина работы педального привода выглядит несколько сложнее. Да и за рулём велосипеда сидит не манекен, а человек разумный. Любой мало-мальски опытный велосипедист «налегает на педали» только тогда, когда шатуны привода занимают положение, близкое к горизонтальному, а «мёртвое» положение проходит по инерции, практически не прилагая никаких усилий.

Но даже такая упрощённая схема позволяет прийти к очень обнадёживающему выводу. Работу педального привода можно улучшить и добиться более равномерного распределения крутящего момента. Причём сделать это довольно просто. Достаточно в кинематическую схему ввести пружину, аккумулирующую энергию в тот момент, когда привод развивает максимальный крутящий момент (велосипедист в этот момент инстинктивно прилагает максимум усилий), и передать накопленную энергию на ведущую звездочку привода, когда положение педалей приходится на «мёртвую» зону.

Общий вид конструкции привода с аккумулирующей пружиной показан на рис.1. Шатуны 1 педалей жёстко закреплены на валу каретки 2. Правый (по ходу велосипеда) шатун соединяется с ведущей звездочкой 3 с помощью переходной втулки 4. Соединение втулки со звездочкой подвижное и выполнено таким образом, что звездочка 3 имеет возможность свободно поворачиваться на угол

40′-45°. Пружина 5 одним концом крепится к штоку правого шатуна, а другим — к ведущей звездочке.

Работает привод следующим образом. Предположим, правая педаль находится в ВМТ. Чтобы тронутся с места, велосипедист должен поставить правую ногу на педаль и начать вращение привода. При этом шатун 1 начинает поворачиваться вместе с втулкой 4 и валом 2 по часовой стрелке (на рис.1), сжимая пружину 5. Так будет происходить до тех пор, пока шатун не повернётся на угол 40-45°. В этот момент ведущая звёздочка войдёт в зацепления с выступами втулки 4 и, при дальнейшем вращении педалей, будет передавать через цепь крутящий момент на заднее колесо велосипеда. Велосипед тронется с места и начнёт разгоняться.

По мере приближения правой педали к НМТ крутящий момент, развиваемый приводом, снижается, сжатая пружина 5 начинает распрямляться и высвобождать накопленную энергию. При этом ведущая звёздочка опережает вращение шатуна педали, продолжая разгонять велосипед за счёт энергии, аккумулированной пружиной. Когда правая педаль займёт положение в НМТ, а левая в ВМТ, процесс работы привода повторяется.

В установившемся режиме движения пружина короткими импульсами эффективно подталкивают ведущую звездочку, когда педали проходят верхнюю и нижнюю мёртвые точки.

Такой режим работы позволяет комфортно и длительное время поддерживать высокие обороты вращения педального привода и передвигаться на более высокой скорости.

Эффективность работы привода существенно зависит от жёсткости пружины, которую необходимо индивидуально подбирать исходя из массы и физической подготовки самого велосипедиста. Если при подходе педали к ВМТ ведущая звёздочка не опережает вращение шатуна, то жёсткость аккумулирующей пружины надо повысить. И наоборот, если после прохода педалью ВМТ к ней приходится прикладывать заметное усилие, но это не приводит к сжатию пружины и сцеплению ведущей звездочки с выступами втулки, то жёсткость пружины необходимо снизить. Сделать это можно подбором диаметра пружинной проволоки.

При освоении езды на велосипеде с таким приводом от велосипедиста потребуются определенные навыки. Так, придётся привыкнуть к тому, что в момент прохождения педалями ВМТ и НМТ следует приостановить или хотя бы несколько замедлить скорость вращения педалей, давая возможность пружине отдать накопленную энергию. Однако после привыкания это не представляет каких-либо затруднений и не вызывает ощущения дискомфорта.

Как видно из описания принципа работы модернизированного привода, конструктивному изменению подвергается только соединение ведущей звездочки с правым шатуном, поэтому для подобной доработки подходит практически любая модель велосипеда.

Для этого понадобится изготовить втулку свободного хода 4 с внутренними выступами (рис.2), которую нужно приварить к шатуну. Последний следует предварительно отсоединить от ведущей звездочки и доработать, как показано на рис.З. В соответствии с рис.4 доработать придётся и ведущую звёздочку, сквозные пазы в которой должны точно совмещаться с внутренними выступами втулки 4. Пружина 5 представляет собой один неполный виток из пружинной проволоки Ø4-5 мм (рис.5). Концы пружины в домашних условиях можно изогнуть, если их предварительно нагреть над газовой горелкой.

При точном изготовлении деталей сборка модернизированного варианта педального привода не вызывает особых затруднений. Правый шатун в сборе с ведущей звёздочкой крепится на валу каретки 2 обычным способом — с помощью клина 9, При установке пружины один её конец заводится в отверстие на ведущей звездочке, а другой загнутый конец охватывает верхний конец шатуна. Фиксатор 8 — из мягкой проволоки. Чтобы иметь возможность отрегулировать жёсткость пружины, желательно предусмотреть в звёздочке несколько дополнительных отверстий 10.

Экспериментальные ходовые испытания подтвердили экономичность и надёжность работы привода. В ходе испытаний велосипед с модернизированным приводом прошёл около 3500 км. Из наиболее значимых положительных эффектов по результатам проведенных испытаний можно отметить, что по сравнению с обычным велосипедом существенно снижается утомляемость, особенно это заметно в дальних поездках.

Читайте также:  Центральная подножка для велосипеда

В. Зеленов (Воронеж)
По материалам журнала «САМ»

Велосипед с рычажным ножным приводом

Владельцы патента RU 2258625:

Изобретение относится к приводу с возвратно-поступательно движущимися рычагами, управляющими тормозом. Рычаги (1, 2) снабжены двумя обгонными муфтами, смонтированными на одной оси со звездочкой (4), связанной первой гибкой передачей (5) с приводной звездочкой (6). Между собой рычаги (1, 2) связаны второй гибкой передачей с диском (9) на оси (10). При этом рычаги являются двуплечими и дополнительно связаны между собой третьей гибкой передачей (14) с диском (15), размещенным на той же оси (10) для обеспечения передачи сил с педали на педаль, приложенных к туклипсам. Ось (10) может быть неподвижной или может иметь шарнир (11) и связь с тормозом (13), действующим при приложении сил к обоим рычагам (1, 2). Техническое решение направлено на ускорение переноса силы с педали на педаль. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Устройство относится к велосипедам с возвратно-поступательно движущимися ножными рычагами с тормозами, управляемыми ножными рычагами. Оно может быть использовано при разработке, доработке и доукомплектовании выпускаемых велосипедов.

В RU 2000244 С1 раскрыт велосипед с рычажным приводом, в котором рычаги с двумя обгонными муфтами, смонтированными на одной оси со звездочкой, связаны первой гибкой передачей с приводной звездочкой рабочего колеса, при этом еще одна вторая гибкая передача с диском на оси связывает эти рычаги между собой. Недостатком данного устройства, выбранного в качестве ближайшего аналога, является отсутствие возможности торможения педалями.

В DE 9319687 U раскрыт двуплечий рычаг, концы которого связаны через привод. Однако в данном устройстве на привод воздействуют только в положении стоя, нажимая продольно размещенными ногами на каждый конец рычага.

В GB 191003288 А раскрыт привод с возвратно-поступательно движущися педалями, для подтягивания вверх которых используются или туклипсы, или связь через вторую гибкую передачу с диском. Однако при подтягивании педали посредством туклипса не обеспечивается передача силы на другую педаль.

В US 4544174 А раскрыта ось гибкой передачи, выполненная с шарниром на противоположном диску конце, оснащенная регулируемым демпфером и связанная с тормозом, действующим при приложении сил к обоим рычагам. Недостатком данного устройства является сложность сочленения гибкой передачи с рычагами.

Задачей изобретения является снижение зоны непроизводительного вращения оси педалей, ускорение переноса силы F с педали на педаль, возможность связать педаль с другой педалью гибкой передачей, что в зависимости от полноты исполнения схемы позволяет или исключить необходимость использования туклипсов, или повысить их эффективность, а также использовать связь между рычагами для включения в систему тормоза.

Указанные задачи решены в велосипеде с рычажным приводом, в котором рычаги с двумя обгонными муфтами, смонтированными на одной оси со звездочкой, связаны первой гибкой передачей с приводной звездочкой рабочего колеса. Вторая гибкая передача с диском на оси связывает эти рычаги между собой. Рычаги выполнены двуплечими с аналогичной второй гибкой передаче третьей гибкой передачей с диском, размещенным на той же оси, для обеспечения передачи сил с педали на педаль, приложенных к туклипсам. Ось второй гибкой передачи может быть выполнена с шарниром на противоположном диску конце, оснащена регулируемым демпфером и связана с тормозом, действующим при приложении сил к обоим рычагам.

Чертеж — кинематическая схема привода.

Привод содержит рычаги 1 и 2 с двумя обгонными муфтами 3, смонтированными на одной оси со звездочкой 4, связанной первой гибкой передачей 5 с приводной звездочкой 6 рабочего колеса 7, кроме того, он, по требованию заказчика, дополнительно оснащается:

второй гибкой передачей 8 с диском 9 на оси 10 (в этом варианте неподвижной), связывающей рычаги между собой, а расширение возможностей схемы осуществлено тем, что привод дополнительно оборудован:

осью 10 второй гибкой передачи 8, выполненной с шарниром 11 на противоположном диску конце, оснащенной регулируемым демпфером 12 и жестким или тросовым тормозом 13,

двумя двуплечными рычагами 1 и 2 с дополнительной третьей гибкой передачей 14 с диском 15, аналогичной второй гибкой передаче и размещенной на той же оси, что допускает передачу педалям сил, прилагаемых к туклипсам.

Принцип работы устройства.

Рычаги 1 и 2 посредством двух обгонных муфт 3 поочередно приводят в однонаправленное вращательное движение звездочку 4, которая связана гибкой передачей 5 с приводной звездочкой 6, которая вращает рабочее колесо 7. Гибкая передача 8 с диском 9 на оси 10 (в этом варианте неподвижной) связывает один рычаг с другим, что обеспечивает надежный контакт ног с педалями и ускоряет перенос силы F с педали на педаль, чем облегчается перемещение по пересеченной местности.

Ось 10 оснащена шарниром 11, регулируемым демпфером 12 и жестким или тросовым тормозом 13, действующим при приложении к обеим рычагам сил F/2.

Применение двуплечных рычагов 1 и 2 с дополнительной гибкой передачей 14 и диском 15 допускает приложение к педали силы, противодействующей силе F, т.е. использование туклипсов.

1. Велосипед с рычажным ножным приводом, где рычаги снабжены двумя обгонными муфтами, смонтированными на одной оси со звездочкой, связанной первой гибкой передачей с приводной звездочкой рабочего колеса, вторая гибкая передача с диском на оси связывает эти рычаги между собой, отличающийся тем, что рычаги являются двуплечими с аналогичной второй гибкой передаче третьей гибкой передачей с диском, размещенным на той же оси, для обеспечения передачи сил с педали на педаль, приложенных к туклипсам.

2. Велосипед по п.1, отличающийся тем, что ось второй гибкой передачи выполнена с шарниром на противоположном диску конце, оснащена регулируемым демпфером и связана с тормозом, действующим при приложении сил к обоим рычагам.

3. Велосипед по п.1, отличающийся тем, что ось диска является неподвижной.

ИЗОБРЕТАЙТЕ ВЕЛОСИПЕД

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.

Читайте также:  Точка обода колеса велосипеда совершает

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».

Ссылка на основную публикацию