Ременная передача на велосипеде и ее особенности

Содержание

Что представляют собой велосипеды с карданом

Велосипед, в котором используется карданный вал, и отсутствуют цепи и звездочками. Во время движения нет надобности, следить за состоянием цепи и переключать передачи.

Карданный вал представляет собой единый металлический механизм без гнущихся частей. За счет цельной трубки система получается несгибаемой. Все передвижения полностью передаются на заднее колесо. Вращение передается через вал вместо цепи.

История карданного велосипеда

Самый первый велосипед был с деревянной рамой и без педалей. Наездникам приходилось часто менять обувь. Изобретатели продолжали работать над совершенствованием транспортного средства.

Запатентован велосипед был более 50 лет назад. Но не смог приобрести продолжение своего существования из-за сложности в производстве и отсутствия переключения скоростей.

Развитие карданной передачи:

1890 год – английский изобретатель А. Фернхед разработал первый вальный привод. В первой модели вал располагался над задней вилкой рамы, в отдельном кожухе. Далее, в моделирующих устройствах вращение вала происходило внутри пера. Англия не одобрила открытия.

В 1894 году Фернхед доставляет устройство в США. Американское предприятие Pope Manufactuping приобретает эксклюзивные полномочия этого открытия в своей стране. В этом же году, автономно от Фернхеда, американский конструктор В. Стиллман подает заявку на патент точно такого же устройства.

1899 – велосипеды с карданной передачей находятся на пике известности. Но по продажам они продолжают уступать, вело транспорту с цепной передачей.

1910 год – американская автомобильная фабрика Pierce Arrow Automobile, выпустила серию вальных велосипедов. Спортсмены принимали участие в международных велогонках на таких двухколесных машинах и выигрывали. Некоторое время транспортное средство преобладало над велосипедами с цепью.

Преимущества карданного велосипеда

Время идет, технический прогресс не стоит на месте. Сейчас велосипед с карданной передачей можно встретить гораздо чаще, чем раньше. Это говорит о превосходстве транспортного средства.

Неоспоримые преимущества:

Не спадает и не рвется цепь.
Улучшена проходимость за счет клиренса. Подходит для прогулок по горной местности.
Сохраняется целостность одежды благодаря отсутствию цепи и звездочке.
Редко требуется техническое обслуживание.
Налаженная работа системы, что повышает надежность транспортного средства.
Существует защита трансмиссии от механических и климатических влияний.
Безупречная аэродинамика.
Возможность переключать передачи на месте (удобно для поездок по городу).

Безусловно, карданный велосипед имеет определенные минусы.

Недостатки велосипедов с карданом

Увеличенный вес за счет конструкции карданной передачи.
Минимальное количество переключения передач (от 3 до 8 передач).

Это основные минусы, которые останавливают покупателей от приобретения такого велосипеда.

На сегодняшний день уже имеется прогресс. Решены следующие моменты:

используется кардан с минимальным весом;
увеличена жесткость в строении задней части рамы.

Отличия карданных велосипедов от конкурентов

Основным конкурентом карданной передачи до сих пор остается велосипед с цепным приводом.

Транспортное средство с цепной передачей требует постоянного ухода системы. Скорость может меняться за счет зацепления цепи на малые звезды. Это приводит к рывкам и колебаниям во время движения.

По КПД карданный (95%) и цепной (80-95%) приводы близки друг к другу.

Городские велосипеды

На примере городского велосипеда Pride Comfort Men’s 28’’ мы рассмотрим аспекты использования планетарной втулки Shimano sg-3c41, 36h. Велосипед разработан специально для комфортного ежедневного передвижению в пределах города. Байк собран на алюминиевой раме и оснащен ригидной вилкой. В стандартный комплект оборудования входит алюминиевые подножки, багажник, полноразмерные пластиковые крылья. И Pride не был бы самим собой, не оформив прекрасный внешний вид со стильными изгибами руля, но без потери «мужественности» в облике.

Задняя втулка, к которой мы подбираемся, 3-скоростная, планетарного типа с ножным тормозом по имени Shimano Nexus Inter-3 sg-3c41. Поскольку переключение передач происходит внутри втулки, то такая система может пройти без обслуживания, без малого 50 000 км. Очень хорошо подружится с ножным тормозом публика, которая привыкла к такой системе тормозов. Но стоит помнить, что торможение одним колесом зачастую малоэффективно. Поэтому на этой модели установлен передний тормоз – обычный ободовый. Велосипед с планетарной втулкой использует самую простую и очень надежную, почти вечную цепь для односкоростной трансмиссии.

Втулка имеет стальной корпус, что конечно, сказывается на ее весе – 1175 г, но для комфортного велосипеда это не главное. В инструкции к втулке вообще указано, что она необслуживаемая. Звучит успокаивающе.

Теперь перейдем к другому типу велосипеда – складному.

Впечатления после месяца езды

Ездил на велике в разную погоду. Условия были следующие:

солнечный день и чистый асфальт
сильный дождь, грязные лужи и фонтаны из-под колес машин
мокрая песчаная дорога
мокрая земляная дорога
пыльная проселочная дорога

Чем отличается эта система от цепи по моим ощущениям?

Работает она бесшумно. В те редкие моменты, когда не щелкает каретка и педали, во время езды слышен только ровный низкий гул колес и шум ветра.
С большим каденсом крутить немного легче. Нет инерции из-за массы цепи, поэтому перед горкой как-то действительно легче раскрутить обороты и въехать, не переключаясь на пониженную передачу. Видимо по этой же причине за рубежом становится все больше любителей этой системы на циклокроссах.
Она не пачкает штаны. Не скажу, что ремень не пачкается. Он покрывается пылью со стороны зубьев и эта пыль потом мажется, но ее легко смыть, да и мажется все-таки не так, как цепь. Как говорится, для условий эксплуатации это НОРМА!)))
Потенциально система менее подвержена износу. Этот момент можно будет проверить только со временем, тем не менее везде пишут что это так. Анодированное покрытие на шкивах за месяц не стерлось в зонах контакта даже после говнолинов.

Из минусов пока могу сказать об особенностях езды в говнолине. Если падающую грязь с камешками цепь просто перемалывает либо выдавливает, то попавшие на ремень камушки в некоторых случаях могут блокировать трансмиссию, т.к. шкив прижимает камушек к ремню, а последний не растягивается. Если приложить сил больше, можно сломать что-то из трансмиссии. Правда подобная проблема возникла когда колеса намотали килограмм 10 глины перемешанной с камушками и песком. Обычно в таких случаях принято толкать велосипед пешком, потому что все в велосипеде в таких условиях умирать начинает с повышенной скоростью. Хорошо, что случается подобное достаточно редко.

Лучшие статьи : Свет для велосипеда

Еще фоточка после двух месяцев езды.

Преимущества прямого привода

— В конструкции стиральных машин с прямым приводом содержится меньше хрупких и изнашиваемых деталей, чем в устройствах с ременной передачей. Так, компания LG настолько уверенна в своей технике, что предоставляет на двигатель гарантию до десяти лет.

— Из привычных звуков, которые издают стиральные машины с приводом Direct Drive можно услышать разве что равномерное шуршание белья в барабане.

— За счет отказа от ременной передачи повышается устойчивость конструкции. Использование прямого привода позволяет максимально сбалансировать работу барабана.

— Во время работы машина меньше вибрирует, что сказывается на качестве стирки. В сбалансированном барабане белье равномерно распределяется, одежда меньше сминается и лучше отстирывается.

— Двигатель таких машин не нуждается в техническом обслуживании и периодической смазке.

— Машины с прямым приводом в автоматическом режиме определяют степень загрузки барабана и вес белья, что позволяет подбирать оптимальную мощность и количество воды, избегая перерасхода ресурсов. Таким образом, происходит экономия воды и электроэнергии (до 30%).

АКП — так ли необходимо

Основной идеей такой коробки изначально была попытка защитить переключение передач от грязи, мусора, пыли, механических повреждений и коррозии металла. Уже существует планетарная втулка, но она устроена таким образом, что вся развесовка велосипеда сильно оттянута к заднему колесу велосипеда.

В случае же автоматического переключения центр тяжести находится точно в центре велосипеда, позволяя улучшить его маневренность и внешний вид.

Основным минусом подобного атрибута на велосипеде будет появление дополнительного лишнего веса аппарата — коробки передач весят порядка 2,5-3 килограмм, увеличивая вес железного друга в среднем на четверть. Если не брать в расчет тяжелые горные варианты, даунхилы и кросс-кантри, где 3 килограмма не имеет такого большого значения, то средний велосипед имеет 9-13 килограмм.

Подробнее об особенностях велосипеда с ремнём

Название Gearbox Bike не случайное, поскольку означает, что данные устройства оснащены специальной коробкой передач, являющейся сложнейшим узлом обсуждаемой конструкции. Её производство довольно высокотехнологично, что позволяет значительно улучшить технические характеристики. Именно она, а уж потом ремень, играет определяющую роль в самом принципе переключения передач. При езде на велосипеде с ременным приводом, последний не перекидывается, что отличает его от цепи. Вот почему конструкция, состоящая из 2, а в других случаях и 3 звёзд, отличающихся по размерам и выполняющих ведущую роль при цепной передаче, просто отсутствует. Также невозможно обнаружить набор звёздочек на оси заднего колеса.

Велосипеды и самокаты

Нет в наличии и регулировочного натяжного ролика, называемого среди велосипедистов петухом, принимающего участие в переключении передач. А значит велосипед с ременным приводом, отзывы о котором в сети интернета имеются различные, но больше положительных, не имеет уязвимой детали, размещённой сравнительно близко к поверхности дороги. Положительным отличием считается также дорожный просвет, имеющий значительно больший размер в области педального узла, повышающий проходимость. Благодаря отсутствию деталей с большим весом на заднем колесе, вся нагрузка от трансмиссии при ременной передаче на велосипеде перенесена в центр его инерции.

Каждому велосипедисту, имеющему железного коня с привычной цепной передачей, известны проблемы при её разрыве. На ремонт уходит достаточно немало времени, да и инструмент должен быть под рукой. Совсем другое дело ремень. Его изготавливают из прочных материалов по специальным технологиям, вот почему он достаточно износоустойчив и крепок. Велосипеды с ременным приводом постепенно вытесняют своего старшего брата с цепью в европейских странах и США, всё больше получают одобрение у российских любителей велопрогулок, поскольку являются более усовершенствованными.

Полноприводный велосипед

Сразу скажу, что всяческие извращения с цепями вокруг всего велосипеда считаю тупиковым, бесперспективным и не интересным вариантом.

Ещё несколько образцов здесь и здесь. Мы же перейдём к более интересным моделям и рассмотрим полноприводный фэтбайк:

Вращение через вальный (карданный?) привод передаётся с заднего колеса на переднее, причём все валы размещены внутри рамы т.ч. внешне отличий от обычного одноприводного велосипеда почти не заметно. Другой вопрос, какие потери энергии при передаче вращения через эту систему валов. Но, наверное, на песке и в снегу это оправдано.

Кстати, девушка на видео — Kate Leeming. Планирует в ноябре/декабре 2014 доехать до южного полюса на велосипеде, вот пока и тренируется на Шпицбергене.

Оказывается, подобные полноприводные велосипеды с вальной передачей совсем не новое изобретение и уже довольно давно производятся фирмой Christini. Возможно, раньше по такому принципу не делали именно фэтбайки, что позволило назвать этот первым.

Предшественником технологии по-видимому можно считать BWA — полный привод осуществлялся через гибкий вал:

И ещё одно более детальное видео здесь.

Обозначаются такие велосипеды 2х2, All-Wheel-Drive (AWD), 2 wheel drive (2WD).

Небольшая зарисовка из жизни ремня

Дополнение #1

По результатам лета 2017 года, года было много непростых маршрутов могу сказать следующее — ремень на месте, он целый, следов износа незаметно. Запасной ремень лежит уже пять лет. Так и живем.

Дополнение #2

Прошло 5 лет. Решил поменять переднюю звезду. Она немного подустала, но в общем и целом вполне еще была живая. Просто износилась и я решил ее поменять. Вот сравнение новой и старой. Кстати новую нашел на китайской алибабе. У них вышло 39 долларов за штуку.

Дополнение #3

Когда сухо, много пыли или наоборот — грязно, ремень имеет свойство скрипеть. Это частички абразива трутся между зубьями ремня и звезды. В походе обычно это решалось поливанием ремня водой. В этом году нашел замечательное средство, решающее проблему скрипа и соответственно износа. Жидкое мыло. Самое дешевое в пакетике как майонез. С крыжечкой. 40 рублей за штуку. 2/3 ушло на герметик (кстати работает замечательно и зимой и летом, забыл про подкачивание колес), а остальное вожу с собой и смазываю ремень. Скрипа не стало. В дождь ремень покрывается пеной, все это можно легко смыть и ремень остается чистый. Достаточно его еще раз немного смазать жидким мылом и когда все это высохнет, скрипа не будет.

Состояние ремня на июнь 2018 года.

Зачем?

Моя нынешняя система из двух звезд и цепи поизносилась и пора было начать задумываться о покупке новых звездочек. Так как система планетарная, а она не настолько распространена чтоб пойти и купить в веломагазине новую звезду, то пришлось бы все заказывать в интернете. Но, подумал я, в интернете же есть еще одна интересная штука — ременная передача. Дай, думаю, посмотрю что почем. Посмотрел, прикинул, заказал в этом магазине: www.bikesonline.com. Несмотря на цену, больше всего хотелось попробовать что-то новое, а так же избавиться от грязной цепи.

Лучшие статьи : Скорости движения на различных велосипедах в разных условиях

Что в итоге получилось

Gates Carbon Drive CDX CenterTrack Belt 118 tooth $57.95 USD Gates Carbon Drive CDX CenterTrack Rear Sprocket 24 tooth Nexus/Alfine $66.95 USD Gates Carbon Drive Center Track chainring 4, 104mm bolt circle 46t $54.33 USD

Рассчет соотношений звезд и ремня делается при помощи фирменного калькулятора.

Инструкция по использованию ремня на русском языке: russian-owners-manual-gates-carbon-drive.pdf

Размыкание рамы сделал просто: распилил, накинул сверху муфту с прокладкой из камеры. Сидит крепко, эксплуатация покажет целесообразность колхозить что-то более крепкое.

Есть один косяк. По калькулятору посчитал звездочки и длину ремня чтоб передаточное отношение сохранить таким же как было с цепью, но видимо что-то пошло не так и оно оказалось немного другим. Теперь первая скорость где-то между 2 и 3 скоростями на бывшей цепной трансмиссии. Передняя звезда (шкив) великовата и чтоб сохранить прямую линию между звездами, пришлось ставить ее вплотную к раме. Зазор между ней и рамой чуть меньше миллиметра. Придется заказывать звезду меньшего количества зубьев, а заодно можно и ремень запасной прикупить.

Пофиксил путем установки нового шкива впереди.

История

Ремённая передача – одна из древнейших и простых механических передач, в которой используются приводные ремни и специальные колеса — шкивы. По некоторым источникам, ременная передача впервые документально описана китайским философом, поэтом и политиком Ян Сюном (53 год до н. э. – 18 год н. э.) периода империи Хань в тексте «Словарь местных выражений». Описанное устройство использовали ткачи в своей работе с шелком.

Кстати, слово «ремённая» записывается через букву «ё», на которую и нужно ставить ударение. Но в печати, например, в нашем следующем заголовке, точки над «ё» могут опускать. Это не является ошибкой, но не забудьте ставить ударение правильно.

На средневековых картинах можно увидеть механизм — самопрялку, в которой принцип ремённой передачи используется для ускорения получения пряжи. Большое развитие ремённая передача вместе с другими механизмами получила во времена английской промышленной революции (1780-1830 гг.), которая началась с изобретения в 1769 году паровой машины. Небольшие кустарные ремесленные производства начали вытесняться фабричным трудом с большим количеством машин.

На приведенной ниже картинке показаны примеры использования ремённой передачи в современных технических устройствах – от двигателя внутреннего сгорания автомобиля до 3D-принтера.

Переключение передач на велосипеде

Любой велосипедист должен знать как правильно переключать скорости на велосипеде. Когда детям покупают велосипед, то они всегда интересуются, а сколько же у него скоростей. И чем больше число скоростей, тем лучше.

Но опытные велосипедисты знают, что скорость-то у велосипеда зависит от седока, вернее, от работы его мышц.

А исскуство грамотно переключать передачи — это качество хитрых профессионалов, которое позволяет выжать из машины в условиях пересеченной местности максимально возможные ресурсы.

Раньше было просто: у дорожного велосипеда была одна скорость.

Если же подъем затяжной, то велосипедист едет в гору до того момента, пока может вращать педали. Затем слезает с велосипеда и гордо идет рядом до вершины, чтобы снова продолжить путешествие вниз.

У современных велосипедов существует два блока шестеренок — передний (ведущие звезды) и задний (ведомые звезды)

Крайне важно научиться в зависимости от характера езды выбирать верную передачу. Для начала следует усвоить несколько простых правил переключения передач:

Не нужно переключать передачи на неподвижном велосипеде. Это может привести к поломке переключателей.
Переключать передачи следует ещё до того, как у вас упала скорость перед труднопроходимым участком (например, песком или рыхлым снегом) или на подъёме.
Переключая передачи, не нужно сильно педалировать. Переключаться наиболее просто, если на цепь не поступает нагрузка и имеется запас по скорости.
При переключении нужно следить не образовался ли сильный перекос цепи. То есть, не следует использовать большую переднюю звездочку и большую заднюю. Реально следует использовать передачи: с маленькой звездой спереди до 4-5 звезды сзади, со второй передней — с 3-ей (2-ой) по 6-ую (7-ую), и с большой спереди — с 5-ую по последнюю 8- (9)-ую.

Теперь поговорим о выборе звезд. Нельзя зараннее точно сопоставить ту или иную передачу конкретным дорожным условиям. Конечно существует много формул, графиков и таблиц, но большая часть из них подсчитана для шоссейных велосипедов, хорошей погоды и гладкого асфальта. Стоит условиям измениться, и все расчеты насмарку.

Выбор передач зависит от дороги или ее отсутствия, уклона трассы, температуры, состояния грунта, давления в шинах, ветра, от физического состояния велосипедиста, уровня адреналина и сахара в крови. Имеются и другие критерии, на которые могут ориентироваться велосипедисты. Один из них — частота педалирования.

Известно, что оптимальная частота педалирования при движении по горизонтальной поверхности — например, у шоссейников — составляет в среднем 95 — 115 об/мин, а у кросс-кантрийщиков эта величина уже будет 70 — 90 об/мин. Но для любителей и велотуристов это всего лишь ориентир, а не правило.

Медленный темп езды при больших передачах весьма вредно сказывается на состоянии коленных суставов. Если крутить педали очень часто, то снизится эффективность езды и быстрее наступит усталость. В тяжелых дорожных условиях (езда по грязи, песку, траве или снегу) передачи понижены из-за того, что требуется запас крутящего момента.

Технические возможности переключателей не всегда позволяют резко перебрасывать цепь с малых звезд на большие. Для горных походов с рюкзаками обычно достаточно набора передних звезд, например, в 48, 38 и 28 зубов.

При езде протви ветра или в гору нужно переключаться на «пониженные передачи» близкие к 1:1). При этом наборе передач увеличивается частота педалирования, но падает скорость. При езде по равнине для поддержания скорости соотношение передач может быть 4:1.

Даже спортсмены не используют передачи более 5:1, а предпочитают наращивать частоту педалирования.

Лучшие статьи : Как покрасить велосипед своими руками

В 1985 году в США Джоном Говардом был установил рекорд скорости 245,077 км/час. Он же впервые на велосипеде преодолел за один час 241 километр. Уже через десять лет его мировой рекорд скорости на велосипеде побил Ромпельберг Фред из Нидерландов, показав результат 269 км/час.

Многие начинающие велосипедисты избегают часто переключать скорости и даже при езде против ветра оставляют цепь на большой ведущей и маленькой ведомой шестернях. Их езда больше напоминает маневры парусника против ветра.

На малых передачах необходимо педалировать с частотой 80-90 об./мин.

Таким образом, можно дать некоторые рекомендации:

В начале сезона рекомендуется проехать не менее 200-300 км на пониженных передачах и с высокой частотой педалирования.
Утреннее «вкатывание» лучше начинать с пониженных передач в течение 15-20 минут.
Длительной езде на велосипеде способствует равномерная частота вращения педалей в удобном для велосипедиста темпе. Грамотно подбирая передачи, этого можно достичь даже на холмистой трассе.

Подробнее об особенностях велосипеда с ремнём

Подробнее об особенностях велосипеда с ремнём

Производители

Ремни обычно производятся теми же производственными компаниями, которые производят зубчатые ремни для автомобилей, машин и других систем синхронного ременного привода.

Известные производители велосипедов с ременным приводом или ременных приводов включают:

Avanti
BMC Trading — модели образа жизни Urban Challenge и Mass Challenge
Бордман — URB 9.4
— Альбельт, Белтрекс
Циклы совместного движения — модели велосипедов Americano, Pangea, CityView и Speedster (тандемные)
Велосипеды Cube — Cube hyde pro
Cycle Union
Daimler — создатели Smart eBike с ременным приводом Gates
Диамант
Велосипеды Focus
Gates Corporation — звездочки и ремни из полиуретана, армированного углеродным волокном
Икеа — СЛАДДАЛ
Kalkhoff — модель Voyager De Luxe и ворота Endeavour 8
Марин
Велосипеды Priority — Priority Classic и Priority 8
Raleigh
Скотт
Специализированный — модель Source Eleven
Strida — это портативный , складной велосипед
Компания Trek Bicycle — модели велосипедов District, Soho и Zektor. Также под брендом Villager.

Вывод:

Покупать или не покупать Fixed Gear – личное решение каждого велосипедиста. Этот класс отличается простым и оригинальным дизайном. Он подарит ощущение большой скорости, но в тоже время придется постоянно крутить педали, а такие чрезмерные нагрузки могут подойти не каждому, особенно при спуске с горок, когда каданс достигает 170 оборотов в минуту и более. К тому же неправильное торможение негативно скажется на коленях.

Рекомендуем еще почитать по теме статьи:

Як дитину навчити їздити на велосипедіПроводити навчання краще короткими сесіями, а не витрачати на нього весь де…
Сердце и профессиональный велоспортДорогой Леннард, Я прочитал статью о ваших проблемах с сердцем и их связ…
Які тренажери використовують велосипедисти?Велосипед для деяких людей є просто засобом пересування, для когось розваго…
Вплив велосипеду на жіноче здоров’яВелосипед може стати для дівчини справжнім другом: підняти настрій, допомог…