Дальнейшая эволюция трансмиссии велосипеда. Чем заменить привычную цепь?
Велосипед у большинства людей ассоциируется с цепным приводом от педалей на колесо. Но прогресс не стоит на месте, и появляются новые варианты трансмиссии велосипеда.
В статье рассмотрим перспективные альтернативы цепному приводу велосипеда.
Первые серийные велосипеды имели прямой привод с педалей на большое переднее колесо, а затем, более чем на сто лет, цепь стала основой трансмиссии велосипеда.
Широкое распространение цепей просто объяснить, ее плюсы очевидны:
-
Дешевизна
-
Высокий КПД и нагрузочная способность
-
Возможность использовать цепь с несколькими звездами
Есть конечно и недостатки — цепь растягивается и изнашивается, за ней нужно следить и смазывать, и её нужно периодически менять.
1. Ременный привод
Первое, что приходит на ум, когда думаешь о альтернативе цепи — это, конечно, зубчатый ремень. А как же прочность? — Современные карбоновые зубчатые ремни сравнимы по прочности со стальной цепью.
При применении ремня, сразу возникает существенное отличие ремня от цепи — ремень замкнут. И что бы его установить на велосипед, рама должна иметь возможность размыкаться в заднем треугольнике.
И, если речь идет многоскоростном велосипеде, то с ремнем возможно использование только планетарных втулок с внутренним переключением передач. Что нивелирует преимущество ремня по весу в сравнении с цепью.
Плюсы ременной передачи:
-
Ремень не ржавеет и не требует смазки
-
Ремень меньше шумит и имеет большую долговечность
и сейчас появляется всё больше серийных городских велосипедов, оснащенных ременным приводом.
2. Вальный привод
Вальный привод (shaft drive) — вариант трансмиссии, где крутящий момент от педалей передает вал.
На первый взгляд, такая трансмиссия надежна, с большим сроком службы и не имеет открытых элементов.
Но, эта передача имеет в своем составе две конические передачи, для смены направления передачи крутящего момента, а это сильно сказывается на КПД и массе такой трансмиссии.
Что бы получить возможность переключать передачи, нужно устанавливать дорогую и тяжелую планетарную втулку.
Широкого распространения такой привод не получил. Но у него есть резервы при применении современных композитных материалов.
3. Гидравлическая трансмиссия
Принцип работы — передача крутящего момента с помощью насоса и рабочей жидкости. Идея не нова, гидравлический привод часто используют в технике и дорожных машинах.
Плюсы по сравнению цепью:
-
Высокий передаваемый момент и бесшумность
-
Замкнутая система, не нужен уход
Недостатки такого технического решения все же перевешивают:
-
Низкий КПД
-
Большая масса и сложность конструктива
-
Опасность разрыва гидравлической магистрали и потеря хода при этом
Такая трансмиссия относится больше к экзотичным, однако, есть серийные велосипеды с гидравлическим приводом.
Например, городской велосипед от OYO Bike. Но, там насос помогает вращать электродвигатель мощностью 250 Вт.
4. Трансмиссия DrivEn
Компанией CeramicSpeed в 2018 году на выставке Eurobike была предоставлена разработка революционной велосипедной трансмиссии DrivEn. КПД системы уже довели до 99%!
Керамические подшипники, карбоновый вал и электронное переключение передач — будущее уже здесь!
Осталось только выяснить, насколько такое решение будет стойким к пыли и грязи с дорог.
Передачи переключаются электромеханическим актуатором с беспроводного пульта на руле.
Принцип работы DrivEn хорошо виден на видео от разработчика:
5. Электропривод
Трансмиссия в прямом смысле тут отсутствует. Электрическое мотор-колесо прямого привода преобразует электрическую энергию во вращение колеса.
На велосипед с мотор-колесом можно не ставить трансмиссию, а кататься в режиме электроскутера.
Пока такие решения тяжелы и дороги, но будущее велосипеда за внедрением электротяги.
Тренды развития моторов для электровелосипедов:
-
Перенос моторов в центральную часть велосипеда
-
Уменьшение массы мотора
-
Переход на новые типы аккумуляторов
