Велосипедная передача

Rohloff SPEEDHUB ступица шестерни

Shimano XT Задний переключатель на горном велосипеде

Велосипедная коробка передач с натяжителем цепи

Велосипедная передача - это аспект трансмиссии велосипеда, который определяет соотношение между каденсом , скоростью, с которой гонщик нажимает на педали, и скоростью вращения ведущего колеса .

На некоторых велосипедах есть только один механизм и, следовательно, передаточное отношение будет фиксированным , но большинство современных велосипедов имеют несколько передач и , таким образом , несколько передаточных отношений. Механизм переключения позволяет выбрать подходящее передаточное число для эффективности или комфорта в преобладающих обстоятельствах: например, может быть удобно использовать высокую передачу при езде на спуске, среднюю передачу при езде по ровной дороге и низкую передачу, когда езда на велосипеде в гору. Разные передаточные числа и диапазоны передач подходят для разных людей и разных стилей езды на велосипеде.

Ноги велосипедиста оптимально вырабатывают мощность в узком диапазоне скорости вращения педалей или каденции. Передачу можно оптимизировать, чтобы максимально эффективно использовать этот узкий диапазон. Как и в других типах трансмиссий , передаточное число тесно связано с механическим преимуществом трансмиссии велосипеда. На одной скорости велосипедов и многоскоростных велосипеды с использованием переключателя передач , передаточное отношение зависит от отношения количества зубов на звездочку к количеству зубов на задних звездочках (COG). Для велосипедов, оборудованных ступичными передачами , передаточное число также зависит от внутренних планетарных передач.внутри концентратора. Для велосипеда с приводом от вала передаточное число зависит от конических шестерен, используемых на каждом конце вала.

Чтобы велосипед двигался с той же скоростью, использование более низкой передачи (большее механическое преимущество) требует, чтобы велосипедист крутил педали с более высокой частотой вращения педалей, но с меньшим усилием. И наоборот, более высокая передача (меньшее механическое преимущество) обеспечивает более высокую скорость для данной каденции, но требует от гонщика приложения большей силы. У разных велосипедистов могут быть разные предпочтения в отношении частоты вращения педалей и силы педалирования. Длительное приложение слишком большой силы на слишком высокой передаче при слишком низкой частоте вращения педалей может увеличить шанс повреждения колена; ^[1] частота вращения педалей выше 100 об / мин становится менее эффективной после коротких рывков, как во время спринта. ^[1]

Измерение передаточных чисел [ править ]

Методы [ править ]

Существует как минимум четыре различных метода ^[2] измерения передаточных чисел: дюймы шестерни , метры развертки (выкатывания), передаточное число., и указав количество зубьев на передней и задней звездочке соответственно. Первые три метода приводят к тому, что каждое возможное передаточное число представлено одним числом, которое позволяет сравнивать передачи любых велосипедов; числа, полученные разными методами, несопоставимы, но для каждого метода чем больше число, тем выше шестерня. Четвертый метод использует два числа и полезен только при сравнении велосипедов с одинаковым диаметром ведущего колеса. В случае дорожных велосипедов это обычно около 670 мм. «Стандартное» колесо 700c имеет диаметр обода 622 мм. Окончательный диаметр колеса зависит от конкретной шины, но будет примерно 622 мм плюс двойная ширина шины.

При измерении спереди / сзади учитываются только размеры передней и задней звездочки. В дюймах шестерни и метрах развития также учитывается размер заднего колеса. Коэффициент усиления идет дальше и также учитывает длину кривошипа педали.

Зубчатые дюймы и метры развертки тесно связаны: чтобы преобразовать из зубчатых дюймов в метры развертки, умножьте их на 0,08 (точнее: 0,0798, или точно: 0,0254π).

Приведенные ниже методы расчета предполагают, что любая ступичная шестерня имеет прямой привод. Умножение на дополнительный коэффициент необходимо, чтобы учесть любое другое выбранное передаточное число ступицы ^[3] (многие онлайн-калькуляторы передач имеют эти коэффициенты, встроенные для различных популярных ступичных передач).

• Зубчатые дюймы = диаметр от ведущего колеса в дюймах × (число зубов в передней звездочке / количестве зубов в задней звездочке). Обычно округляется до ближайшего целого числа.
• Метры развития = Окружность ведущего колеса в метрах × (количество зубьев передней звездочки / количество зубьев задней звездочки).
• Коэффициент усиления = ( радиус ведущего колеса / длина кривошипа педали) × (количество зубьев передней звездочки / количество зубцов задней звездочки). Измерьте радиус и длину в тех же единицах.

Как метры развития, так и коэффициенты усиления обычно округляются до одного десятичного знака.

Зубчатые дюймы соответствуют диаметру (в дюймах) главного колеса старомодного велосипеда за копейки с аналогичной передачей. Метры развития соответствуют расстоянию (в метрах), пройденному велосипедом за один оборот педалей. Коэффициент усиления - это соотношение между расстоянием, пройденным велосипедом, и расстоянием, пройденным педалью, и представляет собой чистое число, не зависящее от каких-либо единиц измерения.

• При измерении передней / задней шестерни используются два числа (например, 53/19), где первое - это количество зубьев на передней звездочке, а второе - количество зубцов на задней звездочке. Без некоторых арифметических вычислений не сразу очевидно, что 53/19 и 39/14 фактически представляют одно и то же передаточное число.

Примеры [ править ]

В следующей таблице представлено сравнение различных методов измерения шестерен (конкретные числа указаны для велосипедов с шатунами 170 мм, колесами 700C и шинами 25 мм). Также указаны скорости для нескольких оборотов в минуту. В каждой строке относительные значения для шестерен в дюймах, метрах развития, передаточного числа и скорости более или менее верны, в то время как значения переднего / заднего колеса являются ближайшим приближением, которое может быть сделано с использованием типичных размеров передней звезды и зубчатого колеса. Обратите внимание, что велосипеды, предназначенные для гонок, могут иметь низшую передачу около 45 дюймов (или 35 дюймов, если они оснащены компактной шатуной).

Односкоростные велосипеды [ править ]

Одной скорости велосипед является типом велосипеда с одним передаточным отношением. Эти велосипеды не имеют переключателей передач, ступичных передач или других методов для изменения передаточного числа велосипеда. Взрослые односкоростные велосипеды обычно имеют передаточное число от 55 до 75 дюймов, в зависимости от водителя и предполагаемого использования.

Есть много типов современных односкоростных велосипедов; Велосипеды BMX , некоторые велосипеды, предназначенные для (младших) детей, велосипеды крейсерского типа , классические пригородные велосипеды , одноколесные велосипеды , велосипеды , предназначенные для гонок по треку , дорожные велосипеды с фиксированной передачей и горные велосипеды с фиксированной передачей .

Односкоростной велосипед с фиксированной передачей - это самый простой тип велосипеда. Велосипед с фиксированной передачей не имеет механизма свободного хода, позволяющего двигаться накатом.

Общие соображения [ править ]

Передача, поставляемая производителем для нового велосипеда, выбрана так, чтобы она была полезна большинству людей. Некоторые велосипедисты выбирают точную настройку передач, чтобы лучше соответствовать их силе, уровню физической подготовки и предполагаемому использованию. При покупке в специализированных веломагазинах может быть дешевле заменить шестерни перед доставкой, чем позже. Современные передние звезды шатунов могут быть заменены, как и зубчатые колеса .

Хотя длинные крутые подъемы и / или большие нагрузки могут указывать на необходимость более низкой передачи, это может привести к очень низкой скорости. Балансировка велосипеда становится сложнее на более низких скоростях. Например, нижняя передача около 16 дюймов дает эффективную скорость, возможно, 3 мили / час (5 км / час) или меньше, после чего можно будет быстрее ходить (если позволяет велосипедная обувь).

Относительное зацепление [ править ]

Что касается ног велосипедиста, то при переключении передач относительная разница между двумя передачами более важна, чем абсолютная разница между передачами. ^[4] Это относительное изменение от более низкой передачи к более высокой передаче обычно выражается в процентах и ​​не зависит от того, какая система используется для измерения шестерен. Езда на велосипеде имеет тенденцию чувствовать себя более комфортно, если почти все переключения передач имеют более или менее одинаковую процентную разницу. ^[5] Например, замена звездочки с 13 зубьями на звездочку с 15 зубьями (15,4%) очень похожа на замену звездочки с 20 зубьями на звездочки с 23 зубьями (15%), хотя последний имеет большую абсолютную разницу.

Чтобы добиться таких постоянных относительных различий, абсолютные передаточные числа должны быть логарифмическими.прогрессирование; большинство серийных зубчатых колес делают это с небольшими абсолютными различиями между меньшими звездочками и все более большими абсолютными различиями по мере увеличения звездочек. Поскольку звездочки должны иметь (относительно небольшое) целое число зубьев, невозможно добиться идеального хода; например, семь звездочек переключателя 14-16-18-21-24-28-32 имеют средний размер шага около 15%, но фактический шаг колеблется от 12,5% до 16,7%. Эпициклические шестерни, используемые в ступичных зубчатых колесах, имеют больше возможностей для изменения количества зубьев, чем звездочки переключателей, поэтому можно значительно приблизиться к идеалу постоянных относительных различий, например, Rohloff Speedhub предлагает 14 скоростей со средней относительной разницей 13,6% и отдельные вариации около 0,1%.

Велогонщики часто используют передачи с небольшой относительной разницей примерно от 7% до 10%; это позволяет точно регулировать передаточные числа в соответствии с условиями и поддерживать постоянную скорость вращения педалей. Горные велосипеды и гибридные велосипеды часто имеют передачи с умеренной относительной разницей около 15%; это позволяет использовать гораздо больший диапазон передач при приемлемом шаге между передачами. 3-х ступичные шестерни могут иметь относительную разницу от 33% до 37%; ^[5] такие большие шаги требуют очень существенного изменения скорости вращения педалей и часто кажутся чрезмерными. ^[6] Шаг в 7% соответствует замене на 1 зуб с звездочки с 14 зубьями на звездочку с 15 зубьями, а шаг в 15% соответствует замене на 2 зуба с звездочки с 13 зубцами на звездочку с 15 зубцами. зубчатая звездочка.

Напротив, автомобильные двигатели обеспечивают мощность в гораздо большем диапазоне скоростей, чем ноги велосипедистов, поэтому для автомобильных коробок передач характерны относительные различия в 30% и более.

Используемые шестерни [ править ]

На велосипеде только с одним механизмом переключения передач (например, только задняя ступица или только задний переключатель) количество возможных передаточных чисел совпадает с количеством используемых передаточных чисел , которое также совпадает с количеством различных передаточных чисел .

На велосипеде с более чем одним механизмом переключения передач (например, передним и задним переключателями) эти три числа могут сильно отличаться в зависимости от относительных ступеней переключения различных механизмов. Количество передач для велосипеда с таким переключателем часто указывается упрощенно, особенно в рекламе, и это может вводить в заблуждение.

Рассмотрим велосипед с переключателем передач с 3-мя звездочками и 8-звездочной звездочкой:

количество возможных передаточных чисел - 24 (= 3 × 8, это число обычно указывается в рекламных объявлениях);

количество используемых передаточных чисел - 22;

количество различных передаточных чисел обычно составляет от 16 до 18.

Комбинация из 3-х звездочек и 8-звездочного зубчатого колеса не дает 24 пригодных для использования передаточных чисел. Вместо этого он обеспечивает 3 перекрывающихся диапазона с 7, 8 и 7 передаточными числами. Внешние диапазоны имеют только 7 передаточных чисел, а не 8, потому что крайние комбинации (самая большая передняя звезда к самой большой задней звездочке, самая маленькая передняя звезда к самой маленькой задней звездочке) приводят к очень диагональному выравниванию цепи, что неэффективно и вызывает чрезмерный износ цепи. ^[7]Из-за перекрытия обычно будет несколько дубликатов или почти дубликатов, так что может быть только 16 или 18 различных передаточных чисел. В любом случае может оказаться невозможным использовать эти различные передаточные числа в строгой последовательности от низкого к высокому из-за сложных схем переключения (например, одновременное двойное или тройное переключение на заднем переключателе и одинарное переключение на переднем переключателе). В худшем случае может быть только 10 различных передаточных чисел, если процентный шаг между звездочками такой же, как процентный шаг между звездочками. Однако, если продублировать наиболее популярное передаточное число, возможно, будет целесообразно продлить срок службы зубчатой ​​передачи, используя различные версии этого популярного передаточного числа.

Диапазон передачи [ править ]

Диапазон передач указывает на разницу между нижней и верхней передачами и дает некоторую меру диапазона условий (высокая скорость в сравнении с крутыми склонами), с которыми могут справиться передачи; также важны сила, опыт и физическая подготовка велосипедиста. Диапазон 300% или 3: 1 означает, что при одинаковой скорости вращения педалей велосипедист может двигаться в 3 раза быстрее на верхней передаче, чем на нижней передаче (при условии достаточной силы и т. Д.). И наоборот, при одинаковом усилии педалирования велосипедист может подняться на более крутой холм на нижней передаче, чем на верхней.

Перекрытие диапазонов с шестернями переключателя означает, что 24- или 27-скоростные переключатели могут иметь только тот же общий диапазон передач, что и (гораздо более дорогая) 14-ступенчатая ступичная шестерня Rohloff . Велосипеды с редуктором с внутренней ступицей обычно имеют более ограниченный диапазон передач, чем сопоставимые велосипеды с переключателем, и имеют меньшее передаточное число в этом диапазоне.

Приведенные ниже приблизительные диапазоны передач являются лишь ориентировочными для типичных настроек передачи и могут несколько отличаться от велосипеда к велосипеду.

Диапазон передач почти 700% может быть достигнут на настройках переключателя, хотя это может привести к некоторым довольно большим шагам между передачами или некоторым неудобным переключениям передач. Однако за счет тщательного выбора передних звезд и задних зубчатых колес, например, трех звездочек 48-34-20 и 10-скоростной кассеты 11–32, можно получить чрезвычайно широкий диапазон передач, которые все еще хорошо разнесены. Такая установка оказалась полезной на множестве велосипедов, таких как грузовые велосипеды, туристические велосипеды и тандемы. Еще более высокие диапазоны передач могут быть достигнуты при использовании 2-скоростной ступицы каретки в сочетании с подходящими переключателями.

Типы механизмов переключения передач [ править ]

Существует два основных типа механизмов переключения передач, известных как переключатели и ступичные передачи. Обе системы имеют преимущества и недостатки , и что предпочтительнее, зависит от конкретных обстоятельств. Есть несколько других относительно необычных типов механизма переключения передач, которые кратко упомянуты в конце этого раздела. Механизмы переключения могут использоваться только с трансмиссиями с цепным приводом, поэтому велосипеды с ременной передачей или трансмиссией с валом должны быть либо односкоростными, либо использовать ступичные передачи.

Внешний (переключатель) [ править ]

Внешняя передача называется так потому, что все участвующие в ней звездочки хорошо видны. К шатунам и педалям может быть прикреплено до 4 звездочек ^[11] , и обычно от 5 до 11 звездочек ^[12], составляющих зубчатую передачу, прикрепленную к заднему колесу. Современные передний и задний переключатели обычно состоят из подвижной направляющей цепи, которая управляется дистанционно с помощью троса Боудена, прикрепленного к переключателю, установленному на нижней трубе, штоке руля или руле. Переключатель может быть одним рычагом, парой рычагов или поворотной рукояткой ; некоторые переключатели могут быть объединены с тормозными рычагами в единый блок. Когда гонщик управляет переключателем , крутя педалиизменение натяжения троса перемещает направляющую цепи из стороны в сторону, "сходя с рельсов" цепь на разные звездочки. Задний переключатель также имеет подпружиненные опорные колеса, которые компенсируют любое провисание цепи.

Большинство гибридных, туристических, горных и гоночных велосипедов оснащено как передним, так и задним переключателями. Есть несколько передаточных чисел, которые имеют прямой путь цепи, но при большинстве передаточных чисел цепь будет двигаться под углом. Использование двух переключателей обычно приводит к дублированию или почти дублированию передаточных чисел, так что количество различных передаточных чисел обычно составляет около двух третей количества рекламируемых передаточных чисел. Более распространенные конфигурации имеют определенные имена ^[13], которые обычно связаны с относительными размерами шага между передними звездочками и задними зубчатыми колесами.

Передача кроссовера [ править ]

Этот стиль обычно используется на горных, гибридных и туристических велосипедах с тремя звездочками. Относительный шаг на передних звездах (скажем, от 25% до 35%) обычно примерно в два раза больше относительного шага на зубчатом колесе (скажем, 15%), например, на передних звездах 28-38-48 и зубчатых колесах 12-14-16-18-21-24 -28.

Преимущества такого расположения включают:

• Может быть доступен широкий выбор передач, подходящих как для туристических поездок, так и для езды по бездорожью.
• Редко возникает необходимость в одновременной замене переднего и заднего переключателей, поэтому, как правило, это больше подходит для обычных или неопытных велосипедистов.

Одним из недостатков является то, что перекрывающиеся диапазоны передач приводят к большому или почти дублированию передаточных чисел.

Многодиапазонная передача [ править ]

Этот стиль обычно встречается на гоночных велосипедах с двумя звездочками. Относительный шаг на передних звездах (скажем, 35%) обычно примерно в три или четыре раза больше относительного шага на зубчатом колесе (скажем, 8% или 10%), например, на передних звездах 39-53 и на зубчатых колесах ближнего действия 12-13-14-15 -16-17-19-21 или 12-13-15-17-19-21-23-25. Такая компоновка обеспечивает гораздо больше возможностей для регулировки передаточного числа для поддержания постоянной скорости вращения педалей , но любое изменение передней звезды должно сопровождаться одновременной заменой 3 или 4 звездочек на зубчатом колесе, если цель состоит в том, чтобы переключиться на более высокую или более низкую. передаточное число.

Альпийская передача [ править ]

Этот термин не имеет общепринятого значения. Первоначально это относилось к зубчатой ​​передаче, которая имела одну особенно низкую передачу (для восхождения на альпийские перевалы); на этой низкой передаче часто переход на следующую низшую передачу был больше среднего. В 1960-х годах этот термин использовался продавцами для обозначения современных 10-скоростных велосипедов (2 передние звезды, 5-звездочная зубчатая передача) без какого-либо отношения к его первоначальному значению. Ближайший ток, эквивалентный исходному значению, можно найти в зубчатых колесах Shimano Megarange, где большинство звездочек имеют относительную разницу примерно в 15%, за исключением самой большой звездочки, которая имеет разницу примерно в 30%; это обеспечивает гораздо более низкую передачу, чем обычно, за счет большого скачка передачи.

Полушаговая передача [ править ]

Есть две передние звезды, относительная разница которых (скажем, 10%) составляет примерно половину относительного шага на зубчатой ​​передаче (скажем, 20%). Это использовалось в середине 20-го века, когда передние переключатели могли работать только с небольшим шагом между передними звездами, а задние шестерни имели только небольшое количество звездочек, например, передние звезды 44-48 и шестерни 14-17-20-24-28. Эффект состоит в том, чтобы обеспечить два чересстрочных диапазона передач без дублирования. Однако для последовательного переключения передаточных чисел требуется одновременное переднее и заднее переключение при каждом втором переключении передач.

Полушаг плюс бабушка передача [ править ]

Есть три передние звезды с разницей в полшага между двумя большими и разницей в нескольких диапазонах между двумя меньшими, например, передние звезды 24-42-46 и шестеренки 12-14-16-18-21-24-28-32-36. ^[14] Эта общая компоновка подходит для путешествий, когда большинство переключений передач производится с помощью заднего переключателя, а иногда и с помощью двух больших звездочек. ^[13] Маленькая передняя звезда (бабушка) - это спасение при преодолении крутых склонов, но для эффективного использования требуется некоторое предвкушение.

Внутренний (концентратор) [ править ]

Внутренняя передача называется так потому, что все задействованные шестерни скрыты внутри ступицы колеса. Ступичные шестерни работают с использованием внутренней планетарной или планетарной передачи, которая изменяет скорость корпуса ступицы и колеса относительно скорости ведущей звездочки. У них есть только одна передняя звезда и одна задняя звездочка, почти всегда с прямым цепным путем между ними. Доступны ступичные шестерни с 2–14 скоростями; вес и цена имеют тенденцию к увеличению с увеличением количества передач. Все заявленные скорости доступны как отдельные передаточные числа, управляемые одним переключателем (за исключением некоторых ранних 5-ступенчатых моделей, в которых использовалось два переключателя). Ступичная передача часто используется для велосипедов, предназначенных для езды по городу и поездок на работу.

Внутренний (нижняя скобка) [ править ]

Современные системы имеют шестерни, встроенные в шатуны или каретку . Патенты на такие системы появились еще в 1890 г. ^[15] Schlumpf Mountain Drive и Speed Drive были доступны с 2001 года ^[16] Некоторые системы предлагают прямой привод плюс один из трех вариантов (сокращение 1: 2,5, увеличение 1,65: 1, и увеличиваем 2,5: 1). Для переключения передач используйте ногу, чтобы нажать кнопку, выступающую с каждой стороны каретки.шпиндель. Эффект такой же, как у велосипеда с двумя передними звездами с огромной разницей в размере. Компания Pinion GmbH представила в 2010 году 18-ступенчатую коробку передач с равномерно распределенным диапазоном 636%. Эта коробка передач приводится в действие традиционным поворотным переключателем и использует два троса для переключения передач. Система Pinion хорошо подходит для горных велосипедов из-за ее широкого диапазона и низкого центра тяжести, подходящая для полноподвесных велосипедов, но она все же несколько тяжелее, чем трансмиссия на основе переключателя. ^[17]

Внутреннее и внешнее в сочетании [ править ]

Иногда можно комбинировать ступицу с шестернями переключения передач. Есть несколько коммерчески доступных возможностей:

• Одним из стандартных вариантов складного велосипеда Brompton является использование 3-скоростной ступицы (разница между передаточными числами примерно 30%) в сочетании с 2-скоростной переключателем передач (разница примерно 15%) для получения 6 различных передаточных чисел; это пример полушаговой передачи. Некоторые поставщики Brompton также предлагают двухскоростную звезду Mountain Drive, которая обеспечивает 12 различных передаточных чисел с диапазоном, превышающим 5: 1; в этом случае переключение с 6-й на 7-ю передачу включает одновременное переключение всех трех наборов передач.
• В системе SRAM DualDrive используется стандартная 8- или 9-скоростная зубчатая передача, установленная на трехскоростной втулке с внутренним зацеплением, что обеспечивает такой же диапазон передач, как у велосипеда с зубчатым колесом и тройными передними звездами.
• Реже используется двойная или тройная передняя звезда в сочетании со ступицей с внутренним зацеплением, что увеличивает диапазон передач без необходимости установки нескольких звездочек на ступицу. Однако для этого требуется какой-то натяжитель цепи, что сводит на нет некоторые преимущества ступичных шестерен.
• В крайнем случае, в отличие от односкоростного велосипеда, ступичные передачи можно комбинировать как с передним, так и с задним переключателями, что дает очень широкий диапазон трансмиссии за счет веса и сложности управления - всего имеется три набора шестерен. Этот подход может быть подходящим для лежачих трициклов, где можно использовать очень низкие передачи без проблем с балансом, а аэродинамическое положение позволяет использовать более высокие передачи, чем обычно.

Другое [ править ]

Были и остаются несколько совершенно разных методов выбора другого передаточного числа:

• Ретро-прямая трансмиссия, использовавшаяся на некоторых велосипедах начала 20-го века, была возрождена велосипедными любителями. У них есть два возможных передаточных числа, но нет рычага переключения передач; оператор просто крутил педали вперед для одной передачи и назад для другой. Цепной путь довольно сложен, так как он фактически должен образовывать восьмерку, а также следовать обычному цепному пути.
• Втулки флип-флоп имеют двухстороннее заднее колесо со звездочкой (разного размера) с каждой стороны. Чтобы изменить передачу: остановитесь, снимите заднее колесо, переверните его, замените колесо, отрегулируйте натяжение цепи, возобновите движение. Современные двусторонние колеса обычно имеют фиксированную звездочку с одной стороны и звездочку свободного хода с другой.

До 1937 года это была единственная разрешенная форма переключения передач на Тур де Франс. ^{[18] У участников} могло быть по 2 звездочки с каждой стороны заднего колеса, но все равно приходилось останавливаться, чтобы вручную переместить цепь с одной звездочки на другую и отрегулировать положение заднего колеса, чтобы поддерживать правильное натяжение цепи.

• Бесступенчатые трансмиссии - относительно новая разработка в велосипедах (хотя и не новая идея). В механизмах, подобных системе зубчатой передачи NuVinci, используются шарики, соединенные с двумя дисками посредством статического трения - изменение точки контакта изменяет передаточное число.
• Автоматические трансмиссии были продемонстрированы и проданы как для механизмов переключения передач, так и для ступичных передач, часто сопровождаемые предупреждением об отключении автоматического переключения, если вы стоите на педалях. Они имели ограниченный успех на рынке.
• Перемещение точки соединения на рычаге изменяет механическое преимущество системы привода аналогично изменению передаточного числа. Примеры включают American Star Bicycle и Stringbike .

Эффективность [ править ]

Цифры в этом разделе относятся к эффективности трансмиссии, включая средства трансмиссии и любую систему зубчатых передач. В этом контексте эффективность связана с тем, какая мощность передается на колесо по сравнению с мощностью педалей. Для хорошо обслуживаемой системы передачи КПД обычно составляет от 86% до 99%, как подробно описано ниже.

Факторы, помимо передачи, которые влияют на производительность, включают сопротивление качению и сопротивление воздуху:

• Сопротивление качению может изменяться в 10 или более раз в зависимости от типа и размеров шины, а также давления в шине. ^[19]
• Сопротивление воздуха значительно увеличивается с увеличением скорости и является наиболее важным фактором на скоростях выше 10–12 миль (15–20 км) в час ( сила сопротивления увеличивается пропорционально квадрату скорости, таким образом, мощность, необходимая для ее преодоления, увеличивается. пропорционально кубу скорости). ^[20]

Человеческий фактор также может иметь значение. Рохлофф демонстрирует ^[21], что общая эффективность может быть улучшена в некоторых случаях за счет использования немного менее эффективного передаточного числа, когда это приводит к большей эффективности человека (в преобразовании еды в мощность педали), поскольку используется более эффективная скорость вращения педалей.

Обзор [ править ]

Энциклопедический обзор можно найти в главе 9 «Велосипедной науки» ^[22], которая охватывает как теорию, так и экспериментальные результаты. Некоторые детали, извлеченные из этих и других экспериментов, представлены в следующем подразделе со ссылками на исходные отчеты.

Факторы, которые, как было показано, влияют на эффективность трансмиссии, включают тип системы трансмиссии (цепь, вал, ремень), тип системы зубчатой ​​передачи (фиксированная, переключатель, ступица, бесступенчатая регулировка), размер используемых звездочек, величина входной мощности, скорость вращения педалей и степень ржавчины цепи. Для конкретной системы зубчатой ​​передачи разные передаточные числа обычно имеют разную эффективность.

В некоторых экспериментах использовался электродвигатель для привода вала, к которому прикреплены педали, в то время как в других использовались средние значения ряда реальных велосипедистов. Неясно, как стабильная мощность двигателя сравнивается с циклической мощностью педалей. Рохлофф утверждает ^[21], что постоянная мощность двигателя должна соответствовать пиковой мощности педали, а не средней (которая составляет половину максимальной мощности).

Имеется мало независимой информации об эффективности ременных передач и бесступенчатых зубчатых передач; даже производители / поставщики не хотят предоставлять какие-либо цифры.

Подробности [ править ]

Механизмы типа переключателя типичного продукта среднего класса (типа, используемого серьезными любителями) достигают от 88% до 99% механического КПД при 100 Вт. В механизмах переключения передач самый высокий КПД достигается за счет более крупных звездочек. Эффективность обычно снижается с уменьшением размеров звездочки и передней звезды. ^[23] Эффективность переключателя также снижается из-за перекрестной цепи или перехода от большого кольца к большой звездочке или от малого кольца к маленькой звездочке. Это перекрестное соединение также приводит к повышенному износу из-за бокового прогиба цепи.

Честер Кайл и Фрэнк Берто сообщили в "Human Power" 52 (лето 2001 г.) ^[24], что испытания трех систем переключения (от 4 до 27 передач) и восьми ступичных трансмиссий (от 3 до 14 передач), выполненные с мощностью 80 Вт, 150 Вт, 200 Вт на входе дали следующие результаты:

Проверка эффективности велосипедных зубчатых передач осложняется рядом факторов - в частности, все системы имеют тенденцию быть лучше при более высоких значениях мощности. 200 Вт будут управлять типичным велосипедом со скоростью 20 миль в час, в то время как спортсмены могут достичь 400 Вт, при этом заявленная эффективность приближается к 98%. ^[25]

При более типичной мощности 150 Вт ступичные шестерни имеют тенденцию быть примерно на 2% менее эффективными, чем система переключения передач, если обе системы находятся в хорошем состоянии. ^[26]

См. Также [ править ]

• Cogset
• Звездочка
• Шестерни дюймы
• Кататься на велосипеде
• катание на горных велосипедах
• Электронная система переключения передач
• Велосипедная терминология
• Схема езды на велосипеде

Ссылки [ править ]