Всем привет, друзья! Сегодня обсуждаем, как избавиться от цепи на велосипеде.
Зачем? Ведь и так все работает! Знаете, паровой двигатель тоже работал, но в космос мы полетели на реактивном. Ученые и инженеры десятки лет думали над тем, можно ли сделать велосипед совсем без механической связи между педалями и колесом?
И некоторые решения имеют право на жизнь. Какие? Давайте разбираться.
Зачем изобретать велосипед?
Технические решения - это всегда компромисс уровня развития технологии и здравого смысла. Шаловливые ручки инженеров не раз подбирались к классической цепи, точнее, как её убрать, ведь помимо плюсов у нее куча минусов.
Вот перечень предъяв от кулибиных:
- Передача открыта внешним воздействиям и загрязнениям - вода, грязь и т.д.;
- Относительно быстрый износ и растяжение звеньев;
- Необходимость относительно частого периодического технического обслуживание - смазка, чистка и др.;
- Повышенный шум трансмиссии.
Скажем так, все эти пункты очень и очень относительны, но послужили в той или иной мере стимулом начать разработки по изобретению велосипеда. И наработок нашлось порядочно: от гидравлических схем по передаче вращающего момент на колесо до связки генератора и электромотора.
При этом эксперты видят определенную перспективу именно в электрических схемах, ведь мир на пике популярности электротранспорта. Ведь электробайки прочно вошли в жизнь человека. По аналогии с обычной пленкой и цифровым фотоаппаратом, прогноз неизбежен.
Гидравлический привод
Передача механической энергии через жидкую среду. Идея не нова и активно задействована в технике, например, в автомобилестроении. И в велосипедах таковые попытки неоднократно предпринимались. В этом случае гидравлический привод от педалей (место фиксации насоса) направлял через шланги на колесо физические усилия райдера.
Так, стартап Oyo Bike сочетает гидравлическую трансмиссию и электродвигатель на 250 Вт, как ассистент пользователю. С точки зрения оригинальности - 5 баллов. Но с учетом сложности, большой массы, низкого КПД сомнительное удовольствие. А еще высокие требования к герметичности системы. Как это все чинить где-нибудь в лесу?
Сравнивая со “старушкой” цепью, у которой формула цена-масса-КПД сбалансированы более-менее разумно, гидравлика остается уделом для техногиков.
Электрическая трансмиссия
Уже лучше! Тем более, что силу тока пытались приручить в вопросе велосипеда еще в далеком 1975 году (дата выдачи первого патента на велосипед с электрической трансмиссией).
Первый же рабочий образец электробайка появился в лохматом 1995 году. Схема относительно проста и логична:
- Генератор (размещен в каретке) превращает энергию вращения педалей в электроэнергию;
- Ток по проводам достигает контроллера для управления;
- После контроллера энергия достигает электромотора.
Вроде бы все! Но прозорливый читатель понимает, что не хватает аккумулятора (ионистера). Для накопления энергии при рекуперативном торможении или просто на будущее, когда режим ассист или полностью электромотор могут на время облегчить участь райдера в дороге.
Первый экземпляр с чисто электрической трансмиссией дебютировал в 2012 году и в продаже до сих пор. К услугам любителей городских покатушек складной электробайк Mando Footloose.
Какое же резюме из всего этого следует? Электротрансмиссия, если сравнивать с цепью:
- Имеет меньше механических и подвижных частей;
- Не нуждается в частом ТО;
- Нет жесткой механической связи относительно положения педалей и колеса;
- Более широкая адаптивность под технику педалирования райдера;
- Наличие системы безопасного торможения ABS и рекуперации.
Однако и недостатков (компромисс все-таки) электрической схемы полно:
- Двойное преобразование энергии;
- Низкий КПД;
- Высокий вес;
- Отсутствие фиксированных передач;
- Обязательное быстрое управление, чтобы получить привычную обратную связь от ТС.
При должном подходе и докручивании электрической трансмиссии (оптимизация контроллера мотора, облегчение узлов привода, разработка более легких и емких АКБ) электробайк станет таким же привычным средством передвижения, что и его классический собрат.
Желаем фанатам электрического транспорта высоких скоростей и безопасной дороги!
#Росмолодежь, #РосмолодежьГранты