1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Велосипед с вальным приводом

Велосипед с карданным приводом. Достойная альтернатива цепным велосипедам

В наше время, выбор велосипеда, дело ответственное. Сейчас представлено много моделей, которые отличаются по своим техническим характеристикам, внешнему виду и производителям. Рассмотрим велосипед с карданной передачей.

Карданный привод на велосипеде не требует наличия цепи и звёзд, что улучшает герметичность конструкции трансмиссии. Усилие с системы на колесо проходит с помощью специального вала и конических зубчатых передач. Такой привод был изобретён ещё в конце 19 века, но сейчас он плохо распространён ввиду сложности производства. Раньше такие велосипеды имели только одну передачу, однако сейчас разработали и такие велосипеды с карданным приводом, у которых могут переключаться конические шестерни, то есть может меняться передаточное число.

Кардан обычно используется в городских велосипедах. В маунтинбайке он совсем не распространён из-за невозможности ремонта трансмиссии в полевых условиях.

История развития

Первые велосипеды на карданном приводе были созданы около 100 лет назад. А. Фернхед изобрёл карданный механизм, который расположил под задним треугольником рамы. Через десятилетие карданные велосипеды приобрели огромную популярность. В 1910 году компания Pierce Arrow Automobile начала производить их серийно. Карданные байки быстро раскупались, а затем райдеры на них стали завоёвывать призовые места на соревнованиях.

Преимущества

  • Отсутствие проблем с цепью. Если она рвётся, пачкает штаны, рвёт одежду, постоянно слетает и так далее, то у велосипеда с карданным валом таких проблем нет.
  • Меньшая склонность к поломкам. Это связано с тем, что у рассматриваемой передачи меньше трущихся и вращающихся частей.
  • Долговечность. Опять же за счёт более надёжной конструкции трансмиссии.
  • Закрытая карданная передача реже требует ТО и регулировок. Она не подвержена влиянию погодных условий и механических повреждений.
  • Большее расстояние от привода до земли, что позволит входить в более резкие повороты и ездить по гористой местности.
  • В отличие от цепной передачи, здесь можно переключать скорости, стоя на месте. Для первой нужно время, чтобы цепь перекинулась с одной звезды на другую, у последней же это время сведено к минимуму.

Недостатки

  • Карданная передача прибавляет массу на 1–3 килограмма.
  • Сложность ремонта в полевых и домашних условиях.
  • Меньшее количество скоростей, чем на мультиспидах с цепной передачей. Это вызвано тем, что несколько конических зубчатых передач занимают много места и значительно прибавляют вес байку. Поэтому количество скоростей у велосипеда с валовым приводом всего около 7–8.
  • Высокая стоимость.

Отличия от цепных велосипедов

Цепная и карданная передача конкурируют между собой. Что же выбрать?

Цепь требует постоянного обслуживания: замены смазки, настройки переключателей или даже смены петуха.

КПД этих двух передач почти не отличаются.

Безопасность карданной трансмиссии по сравнению с цепной позволит вам выезжать на длительные велопрогулки как по дороге, так и по пересечённой местности.

Где купить

Карданные велосипеды очень редкие. Не в каждом магазине такие байки продаются, и даже не в каждом втором. Поэтому лучше всего заказывать их в интернет-магазинах. Минусом покупки в Интернете является то, что вы не можете пощупать байк, прокатиться на нём. Если вы всё же решили заказывать, обязательно обратите внимание на ростовку велосипеда и его назначение.

Основные производители

Наиболее известными фирмами-производителями велосипедов с карданным приводом считаются следующие.

Alpine Bikes

Эта кампания производит как цепные, так и карданные велосипеды. Это очень крепкие и надёжные байки, не требующие постоянного обслуживания.

Карданный привод Alpine наиболее надёжный, но он проигрывает в весе.

Отзывы владельцев об Alpine Bike 30M говорят о том, что это тяжёлый, но очень прочный велосипед. Радует хороший накат, плавный ход и отсутствие посторонних шумов при езде. Для работы вала необходимо всего около 50–70 граммов масла, которое достаточно менять лишь раз в год. Кардан вращается в заднем пере и передаёт усилие на планетарную втулку. Качественная втулка Nexus Inter8 чётко работает. Очень удобно, что при езде не надо следить за переключателями и положением цепи. Ресурс трансмиссии – не менее 50 тысяч километров. Велосипед готов служить вам долго!

Привод не скрипит и не люфтит, всё отлично после нескольких тысяч километров. КПД кручения педалей возрос, достаточно легко разогнать байк. Alpine Bike 30M явно не для гонок, а создан, скорее всего, для туристов, ведь на нём установлен задний багажник, полноразмерные крылья, сидушка с пружинами и тормоза типа V-brake.

Eltreco

Фирма Eltreco разработала не просто байк с карданной передачей, а велогибрид, работающий от электромотора. На нём вы можете прекратить педалирование, если устали, но при этом продолжать движение. Рассмотрим велосипед Eltreco Patrol Кардан 28”.

Большие 28-дюймовые колёса положительно сказываются на инертности, поэтому он отлично подходит для длительных поездок. Шины с агрессивным протектором и антипрокольным покрытием обеспечивают хорошее сцепление с земляным или дорожным покрытием в любую погоду.

Ещё одно достоинство – складная рама. У вас не возникнет проблем с транспортировкой байка. Рама сделана из алюминия 6061. В местах швов и крепления аккумулятора она дополнительно усилена, что придаёт конструкции отличную надёжность.

Карданный привод резко и быстро переключает скорости, а также не требует частых переборок и обслуживания. Мастер поможет вам выполнить первоначальную настройку трансмиссии, а затем надо будет лишь менять масло по мере необходимости.

Качественная покраска в стиле милитари имеет хорошую устойчивость к любым погодным условиям и не выгорает на солнце. Байк рассчитан на райдера, чей вес не превышает 110 кг. Вес самого велосипеда – 26 кг.

На этом электробайке можно ездить только от аккумулятора или только за счёт вращения педалей, а можно и совместить эти режимы, помогая своим мышцам электромотором.

Очень цепкие дисковые тормоза от японской фирмы Shimano никогда не подведут в ответственный момент!

В общем, Eltreco Patrol Кардан 28” – это то, что нужно для езды по городу или велопутешественнику, ведь в байке сочетаются качества, необходимые для быстрой езды по дороге и длительных поездок.

Как вы уже поняли, карданные байки нужны для катания по городу, причём они не требуют с ними возиться, смазывать трансмиссию каждые 100 км и ремонтировать. Для человека, который просто хочет кататься, а не копаться в велосипеде, такой байк – идеальный вариант!

Типы привода на колесо велосипеда

Типы привода на колесо велосипеда подразделяются на несколько видов.

Велосипед с цепным приводом

В цепной передаче механическая энергия передаётся на колесо при помощи гибкого элемента — цепи, путём зацепления её за звёзды трансмиссии. Может иметь постоянное и переменное передаточное число. Наиболее применяемый тип привода на велосипедах.

— прочность стальной цепи позволяет передавать большие нагрузки на колесо;
— возможность одной цепью передавать движение нескольким звездам;
— высокий КПД — 0,9 — 0,98;
— легкая установка и замена цепи.

— быстрый износ и растяжение со временем;
— при работе цепи с малыми звездами, её скорость не постоянна, что вызывает рывки и колебания передаточного отношения.

Велосипед с ременным приводом

Велосипед с ременным приводом — безцепной велосипед, в котором крутящий момент передаётся от каретки к колесу при помощи ремня (ременная передача).

— ремень не боится коррозии;
— система не требует смазки;
— ременная передача меньше шумит;
— низкий вес.

— для переключения скоростей можно использовать только встроенные во втулки переключатели (планетарные);
— нельзя применять механизм переключения передач на ведомых звёздах;.
— рама своей конструкцией должна предусматривать возможность установки и замены ремня, так как он не разъединяется как цепь.

Велосипед с вальным приводом

Велосипед с вальным приводом — для передачи крутящего момента от узла каретки к колесу применяют вал, вместо цепи. Такую передачу часто называют карданной, хотя как правило в ней нет карданного узла, потому что в нём нет необходимости, а используется прямой вал с конической передачей.

— простой в эксплуатации;
— большой срок службы;
— в отличии от цепи нельзя испачкаться смазкой;
— шестерни закрыты от попадания грязи и мусора, а поэтому реже требуют смазки.

— высокая цена;
— для переключения передач используются только планетарные втулки, цена которых также высокая.

Велосипеды с электроприводом

В велосипеде с электроприводом (электровелосипеде) двигатель постоянного тока преобразует электрическую энергию в механическую. Так как двигатель как правило находится во втулке колеса, то крутящий момент сразу передаётся на ось колеса.

— механическая энергия поступает на колесо непосредственно в месте её получения, фактически привод отсутствует;
— кроме подшипников самой втулки нет узлов трения.

— высокая цена;
— большой вес;

Велосипед с гидравлическим приводом

Велосипед с гидравлическим приводом, где для передачи крутящего момента от узла каретки к колесу происходит при помощи гидравлической системы. Гидравлическая система состоит из насоса, который нагнетает давление жидкости, турбины, преобразующей поток жидкости в механическую энергию и трубопроводов для передачи рабочей жидкости.

— меньшее количество движущихся частей;
— механизм чистый и работает бесшумно;
— привод можно использовать и как гидравлические тормоза;
— за счёт гибких трубок можно сделать привод на передние колеса или оба колеса;
— гидравлическая система требует меньше ухода, чем открытая цепь;
— крутящий момент передаётся во время педалирования и вперед и назад.

— большой вес;
— низкий КПД — 75%;
— при разрыве системы, утечке жидкости и её потере, движение становится невозможным.

Также читать на эту тему:

Виды передачи крутящего момента на колесо велосипеда. Кассетная передача. Устройство кассетной передачи состоит из звёздочки с храповым механизмом – драйвера, которая передаёт с цепи на колесо крутящий момент. Собачки и пружины храпового механизма расположены внутри…

Физические силы, действующие при езде на велосипеде. Так как классический велосипед имеет два колеса, то велосипедисту для того, чтобы он ехал, постоянно необходимо поддерживать равновесие и преодолевать различные силы, которые возникают в процессе движения. То, что конструкция велосипеда несложная, это не значит, что всё так просто…

Моменты сил при движении велосипеда. Двухколесный велосипед при движении не падает, потому что тот, кто на нём едет постоянно поддерживает равновесие. Площадь опоры велосипеда небольшая – это прямая, которая проведена через точки касания колёс велосипеда с землёй. Поэтому велосипед находится в состоянии динамического равновесия…

Технические революции в велоспорте. Следующим этапом в развитии кругового педалирования стало изобретение контактных педалей, где применяется специальный замок, фиксирующий обувь с шипом на подошве велосипедиста жёстко к педали…

Цепь велосипеда. Изобретение более ста лет назад цепного привода стало одним из революционных шагов в развитии велосипеда. С помощью цепи, появилась возможность передавать усилие от педалей на заднее колесо велосипеда, что позволило уменьшить размер колёс до современных размеров…

Зачем нужен карданный привод

Покупка велосипеда означает приобретение транспортного средства, которое прослужит своему хозяину не год, а десятки лет, поэтому выбор следует останавливать на самых достойных вариантах. Большинство магазинов спортивного снаряжения реализуют образцы с цепной передачей, но мало кто знает, какие преимущества имеют те из них, в которых установлен кардан на велосипед.

Описание карданного привода

Идея создания велосипеда с закрытым механизмом передачи принадлежит еще изобретателям XIX в., только в первоначальных вариациях устройств отсутствовали педали.

Эта механическая схема гораздо больше напоминает устройство типичных автомобилей, и трансмиссия в них работает по принципу подачи импульса движения на ось заднего колеса.

В чем отличие кардана от цепных велосипедов

В устройствах на цепи шестеренки образовывают сцепление со звездочками цепи и таким образом приводят велосипед в движение. Зубчатая передача колес наглядна, а цепь проста в эксплуатации, к тому же при поломке любой из деталей привода легко можно найти замену и отремонтировать байк самостоятельно.

Велосипеды и самокаты

Срок службы шестеренок, звездочек и соединительных элементов велосипедной цепи относительно невелик по сравнению с механизмами без цепи, потенциал которых рассчитан на целых 50 лет.

Преимущества и недостатки конструкции

Байки с вальным приводом являются достойной альтернативой цепным. При таком долгом сроке службы велосипеда на карданном приводе напрашивается вопрос: почему его производство ограничено и сегодня заказать такое транспортное средство можно разве что на некоторых интернет-сайтах. Причина в сложности изготовления такого байка.

Устройство велосипеда с вальным приводом — цельный литой корпус из металла, в котором нет съемных и присутствует малое количество движущихся элементов. Запасные детали к нему почти невозможно найти, а ремонт затруднителен и дорогостоящ, не говоря уже о починке в полевых условиях.

У байков с карданным валом есть ряд преимуществ:

  • нет цепи, которая может слететь, порваться или зажевать одежду;
  • реже ломаются из-за отсутствия мелких деталей, которые могут заклинить или сломаться;
  • трансмиссия кардана исключает попадание внутрь песка, грязи и воды;
  • закрытый механизм вала не требует частого технического обслуживания;
  • высокий клиренс позволяет передвигаться по бездорожью;
  • есть планетарная втулка, благодаря которой передачи скоростей можно регулировать, еще не начав движение.

Помимо вышеперечисленных достоинств карданных байков имеются некоторые неудобства, которые несет за собой подобная конструкция:

  • количество передач скорости ограничено — максимум до 8, из-за чего теряется мощность;
  • сложность в поиске мастерской, готовой починить кардан при поломке;
  • большой вес;
  • высокая цена.

Возможность изготовления своими руками

В кустарных условиях сложную технологию обработки металла, а также ковки кардана и каркаса воспроизвести невозможно, ввиду чего байки с карданным валом превосходят по цене цепные аналоги.

Если и прицепить к городскому байки двигатель от бензопилы, сконструировав подобие электрического байка, вряд ли такое устройство прослужит долго.

Горные велосипеды с карданом и вовсе не выпускаются, поскольку не оправдывают затрат на сложную разработку и производство их механизмов.

Производители карданных велосипедов

Большого разнообразия байков с карданом на велосипедном рынке не встретить, но есть надежные производители, производящие такие модели.

1 из форвардов изготовления велосипедов с вальным приводом является небезызвестный Alpine. Изделия отличаются повышенной прочностью и запасом хода до 50000 км. В работе они бесшумны и оснащены планетарной втулкой Nexus Inter8 на 7 передач скоростей. В отличие от цепных, карданные аналоги от Alpine плавно перемещаются даже в зимнее время, когда нежелательно злоупотреблять резким переключением скоростей.

Велосипеды Eltreco работают от мотора, поэтому их можно назвать гибридами велосипеда и мотоцикла: они едут и тогда, когда велосипедист устал и перестал крутить педали. Этот электробайк позволяет сесть на него, отправиться в путешествие по городу и забыть на долгое время о необходимости разбирать его, что-то ремонтировать, смазывать — отличный вариант для поездок для дачи. Единственное условие — нужна подзарядка мотора на литий-ионных батарейках после каждых 45 км пройденного пути.

Велосипед Eltreco Master с карданом снабжен усиленной прочной рамой, окрашенной в нетипичный для городских байков цвет хаки, которая имеет удобную складную конструкцию и мощные 20-дюймовые колеса на шинах с протектором. Японская тормозная система Shimano на дисках обеспечивает прочное сцепление колеса с поверхностью, благодаря чему этот велосипед с карданным валом останавливается в секунду.

Отзывы владельцев

БорисМ: «Мой следующий велосипед будет с карданом. Давно мечтаю. Складной и с электромотором. Patrol нравится, но больше подойдет с колесами 24″. Такие в продаже ненадолго появились, но с другой окраской, хуже. Также удивляют цены: то 50 тыс (примерно), то 70. Eltreco сами не делает велосипеды, выпускают в Китае. Из недостатков Patrol укажу такие: нужно полное закрытие переднего колеса крылом; необходим большой резиновый фартук переднего колеса, а не декоративный козырек.»

Z man: «Такой велосипед предназначен для тех, кто желает получать удовольствие от катания. Надежность и практичность на высоте.»

Wildfly: «Карданный узел надежен и не требует постоянного обслуживания. Сейчас найти предприятие по обслуживанию велосипедов с такой системой не представляет сложности.»

Карданный велосипед?!

  • Тип информационной страницы:
    • Блоги


Велосипед Dynamic «Runabout» с вальным приводом компании Sussex.

Велосипед с вальным (карданным) приводом — велосипед, в котором для передачи крутящего момента от кареточного узла к колесу осуществляется через вал вместо цепи. В разговорной речи такую передачу называют карданной, даже если в конкретном устройстве нет карданного узла, а используется цельный вал с конической передачей.

Вальный велосипедный привод был запатентован более века назад, но не получил широкого распространения вследствие сложной технологии производства и невозможности переключать передаточное отношение ( скорости ). Только в первом десятилетии XXI века развитие технологий позволило сравнять передаточные отношения цепных приводов и внутривтулочных редукторов, что привело к появлению на рынке небольшого количества серийных велосипедов с вальными приводами.

История развития идей.

Первые вальные приводы для велосипедов были изобретены и в 1890 г. независимо друг от друга в США и Великобритании. А. Фернхед создал такой привод в Лондоне в 1890 г. и запатентовал его 1891 г. В его прототипе вал вращался внутри трубки, которая находилась над пером рамы, в более поздних моделях вал вращался непосредственно внутри пера.
В США Вальтер Стиллман подал заявку на патент для велосипедного вального привода десятого декабря 1890 г. Патент был выдан 21 июля 1891 г.

Вальный привод не был хорошо принят в Англии, поэтому в 1894 г. Фернхед привез его в США, где компания Pope Manufacturing Company купила эксклюзивные права на это изобретение на территории США.

Любопытно, что известный конструктор велосипедов того времени, профессор Арчибальд Шарп, был против вала; в своей классической книге «Велосипеды и трициклы» 1896, он пишет:
» Механизм Фернхеда . если бы можно было изготавливать конические шестерни с большой точностью и минимальными затратами, то можно было бы сказать, что передачи такого типа смогли бы заменить цепной привод, но факт того, что зубья конических шестерен невозможно фрезеровать с необходимой точностью, является серьёзным препятствием для его практического внедрения. «

Производство вальных приводов в США начались уже в 1893 г. компанией League Cycle Company . Вскоре после этого, французская компания Metropole выпускает бесцепной велосипед «Acatane». В 1897 г. начинается массовое производство бесцепных приводов в США по лицензии компании League Cycle Company . В 1898-99 гг. бесцепные велосипеды становятся довольно популярными, но количество их продаж заметно меньше, чем классических велосипедов, из-за относительно высокой цены.

Вальные велосипеды были также несколько менее эффективны. Около восьми процентов потерь энергии приходилось на передачи, в частности, из-за ограниченных производственных технологий того времени. Заднее колесо было труднее снять, чтобы заменить покрышку или камеру. Многие из этих недостатков были преодолены в двадцатом веке.

youtube.com — Съем и установка колеса на кардане

В 1902 г. компания Hill-Climber выпустила на рынок трехскоростной велосипед с приводом от вала, в котором разные передаточные отношения был реализованы тремя наборами конических шестерней. Хотя небольшое количество бесцепных велосипедов производилось, по большей части, велосипеды с валом исчезли из вида на протяжении 20-го в.

Однако, до сих пор существует ниша на рынке велосипедов, которую занимают велосипеды с вальным приводом, особенно в секторе дорожных (городских) велосипедов. И есть ряд производителей, которые предлагают такие велосипеды. Ярким примером являются велосипеды компании Biomega (Дания).

Техническая реализация.
Для обеспечения возможности переключения передач приводной вал соединяют с встроенным в заднюю втулку (ступицу) редуктором. На сегодняшний день можно выделить три наиболее крупных производителя встроенных (внутренних) редукторов, которые можно использовать с вальным приводом, это Shimano, SRAM и Sturmey-Archer .

Коническая зубчатая передача.
Использование конических шестерен позволяет развернуть ось крутящего момента, который идет от педалей, на 90 градусов. Для передачи крутящего момента к заднему колесу требуется две пары конических шестерен (Z-образная передача), одна возле кареточного узла, вторая возле втулки заднего колеса. Конические шестерни − самый эффективный способ изменения угла оси вала, они обеспечивают меньшее трение по сравнению с червячными передачами.

У многих велосипедистов (да и пешеходов, имеющих общие представления о механике) безусловно возник вопрос: «Крутить ногами вал — наверняка тяжелее, чем цепь. Да и обслуживание более сложного механизма более трудоемкое, а некоторым и не под силу».
Но так ли это на само деле?!
Как цепной привод, так и карданный имеют свои преимущества и дают близкий КПД на уровне около 95%. Карданный привод является более безопасным и простым. Он исключает опасность рывков цепи при езде по пересечённой местности. Он чище и наезднику больше не придется иметь дела с перепачкаными маслом цепью и одеждой. Также он более долговечен и неприхотлив, поскольку все части привода закрыты.
Цепной же привод гибче и он может поглотить больше толчков, поскольку может растягиваться. Также он имеет больше места для различных шестерен, а наличие различных передаточных соотношений является важным для плавной и комфортной езды (в автомобилях это обеспечивается педалью сцепления). Кроме того, он дешевле, чем карданный привод.
Итак, у карданный привод:
«+» оригинален,
«+» реже требует профилактики,
«+» закрытость конструкции делает ее более стойкой к внешним механическим и климатическим воздействиям,
«+» значительно больший клиренс (около 30 см),
«+» большая безопасность для пользователя — одежда не может быть «закушена» или испачкана, легче транспортировать,
«+» почти постоянный КПД — 95% (в зависимости от технического состояния цепь дает 74- 95%),
«+» лучшая аэродинамика,
«-» при этом профилактика кардана сложнее,
«-» больший вес (на данном уровне развития технологии (вспомните историю с мобильными телефонами ;))),
«-» б о
льшая стоимость (тоже временно),
«-» сложность реализации вальной передачи на полноподвесных велосипедах (возможно, тоже решится скоро),
«-» более жесткий ход — передача ударов от колеса на педали/ноги (и это может быть исправлено),
«-» не дает возможности так же компактно реализовать большое количество передач; но переключение передач на кардане происходит плавнее.

Но следует заметить, что вальный привод уже сегодня вполне подойдет для прогулочных и городских велосипедов, особенно с точки зрения элегантности и эстетичности внешнего вида велосипеда.

Что касается стоимости карданных веломашин, то на сегодня она составляет около 30000 рублей (где купить такой веловипед в Украине я пока не нашел, поэтому переводите в гривны соответственно текущего курса валют).

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector