Разработки

ВЕЛОСИПЕД МЕНЯЕТ ФОРМУ

30.08.2012

ВЕЛОСИПЕД МЕНЯЕТ ФОРМУНе первый раз редакция публикует оригинальные разработки по усовершенствованию велосипеда, автор которых — изобретатель, инженер-конструктор Владимир Михайлович Гаврилов из поселка Иноземцево Железноводского района Ставропольского края. Своим энтузиазмом он вовлекает в техническое творчество и других. Пример тому— вторая разработка в этой публикации, сделанная В.Гавриловым вместе со своим односельчанином М.Лосевым.


Предлагаемые технические решения придают велосипеду дополнительные потребительские свойства: увеличивают крутящий момент привода при тех же усилиях велосипедиста и кпд трансмиссии.

 

ТЕЛЕСКОПИЧЕСКИЙ ШАТУН

Как известно, менять крутящий момент в велосипедных трансмиссиях можно двумя способами: либо перебрасывая цепь на звездочки разного диаметра (как ведущих, так и ведомых), либо меняя радиус вращения педалей (длину шатунов). В свое время публикации о таких конструкциях были и в журнале «Моделист-конструктор» (например, в № 3'02).

У каждой конструкции, наряду с достоинствами, есть и недостатки: в одной обнаруживается неудобство переключения скоростей, в другой — сравнительная сложность самого механизма изменения крутящего момента. В предлагаемом педальном приводе, работающем по второму принципу (изменение длины шатунов), первый недостаток отсутствует совсем, а другой сведен к минимуму, так как его конструкция предельно проста.

 

В новом приводе дополнительно монтируются другие шатуны — телескопические. Штатные же оставлены, потому что не мешают работе привода (оси с педалями с них сняты) и, к тому же, служат дополнительными опорами для телескопических шатунов. Они состоят из корпуса — трубы 25x25x2 мм, внутри которой свободно ходит сам выдвижной шатун — стальной пруток тоже квадратного сечения 20x20 мм.

 

Велосипед с телескопическими шатунами, выдвинутыми максимально (а) и минимально (б)

Велосипед с телескопическими шатунами, выдвинутыми максимально (а) и минимально (б):

 

 

1 — педаль с туклипсом; 2 — штифты (пруток d8); 3 — штатный шатун; 4 — -звездочка; 5 — корпус телескопического шатуна (труба 25x25x2); 6— выдвижная часть телескопического шатуна (пруток 20x20)

Корпус устанавливается на звездочке вплотную к штатному шатуну и приваривается короткими швами к звездочке. Можно приварить и к шатуну, но тогда конструкция будет менее надежной. Поэтому и слева на кареточный вал лучше установить шатун со звездочкой. В одном конце прутка выдвижного шатуна сверлится отверстие диаметром 12,7 мм, нарезается резьба М14х1,25 (под ось педали) и крепится педаль с туклипсом, снятая со штатного привода.

Ход выдвижного шатуна в его корпусе ограничивается двумя выступающими штифтами, запрессованными в его тело с разных сторон трубы корпуса.

 

Дополнительные возможности этого привода, по сравнению со штатным, раскрываются при использовании следующей техники езды. Когда педаль находится в верхней точке, велосипедист слегка поднимает ногу и с помощью туклипса на педали выбирает требуемую по дорожным условиям длину выдвижного шатуна, а затем давит на педаль. При приближении педали к нижней точке велосипедист выпрямленной ногой, переставая давить на педаль, вставляет шатун обратно в корпус до упора. Те же действия, но в противофазе, велосипедист выполняет одновременно другой ногой на противоположном шатуне. При этом оси педалей совершают движение по овальной траектории. О преимуществах эллиптической звездочки перед обычной круглой в велосипедной трансмиссии уже не раз говорилось в печати, в том числе и в журнале «Моделист-конструктор».

Таким образом, предлагаемые телескопические шатуны дают приводу велосипеда преимущества трансмиссии с эллиптической ведущей звездочкой без ее недостатков. Ко всему, привод несложен и в изготовлении.

ПРИВОД БЕЗ «МЕРТВЫХ» ЗОН

Из множества устройств, повышающих мощность и кпд велотрансмиссий, эллиптическая ведущая звездочка является наиболее удачной и простой. Она крепится к шатуну так, что в секторе максимального давления на педаль (составляющем угол чуть более 90° для каждой педали) крутящий момент обеспечивает большая полуось, а остальные зоны прокручиваются быстрее благодаря малой полуоси эллиптической звездочки.

Как-то при обсуждении достоинств и недостатков всевозможных прямоугольных и раздвижных ведущих звездочек, шатунов разной длины и формы у нас вдруг сама собой родилась идея почти мгновенного прокручивания «мертвых» зон, составляющих угол более 180° для каждой педали и на круглой ведущей звездочке. Реализация идеи позволяла работать ногам поочередно и только в зоне и режиме максимальной загрузки и, следовательно, существенно повысить эффективность педального привода. Разработать простое и работоспособное устройство было уже делом техники.

 

Итак, ведущая звездочка отсоединяется от шатуна и свободно устанавливается приваренной к ней ступицей на кареточном валу между шатуном (со сточенным на наждаке уступом под звездочку) и рамой. Выбить шатун из отверстия звездочки можно довольно легко, если положить звездочку на губки больших тисков так, чтобы шатун оказался между ними, и затем, вставив в шатун старую каретку или отрезок соразмерной трубы, раз-другой ударить по ней сверху тяжелым молотком.

 

Велопривод без «мертвых» зон (на главном виде корпус каретки не показан)

Велопривод без «мертвых» зон (на главном виде корпус каретки не показан):

1 — ведущая звездочка; 2 — уступы (сталь 45, 4 шт.); 3 — кареточный вал; 4 — ступица (сталь 45); 5 — двусторонний зуб (сталь 45); 6— туклипс; 7 — педаль-«подошва»; 8— втулка (корпус двух подшипников 200); 9—ось педали; 10 — подшипник 200(2 шт.); 11 — шатун; 12—корпус каретки

К звездочке через 90° привариваются четыре опорных уступа. Конструкция педали изменяется; теперь вращается не корпус педали на оси, а сама ось и жестко приваренная к ней педаль-«подошва» с туклипсом. Для этого на штатной оси педали протачивается цапфа, на которую насаживается пара шарикоподшипников серии 200, запрессованных в стальную втулку, а втулка приваривается к шатуну. Конец оси протачивается до диаметра 11 мм, выводится наружу и в нем под углом 450 к подошве прорезается торцевой паз, в который вваривается двусторонний зуб, периодически контактирующий с уступами большой звездочки.

При вращении шатуна положение плоскости педали-«подошвы», а следовательно, и зуба остается всегда почти неизменным, что позволяет зубу периодически то входить в зацепление с уступами (в рабочей зоне), обеспечивая передачу крутящего момента, то выходить из него (в «мертвой» зоне). В это время малоэффективные участки траектории проходятся педалями почти мгновенно, а эффективность велопривода в целом повышается. Как видно, «подошва» с туклипсами нужна только для правой ноги и служит для удержания педали от разворота из-за ее реакции при упоре в уступы.

Левый шатун с обычной педалью воздействует при своем рабочем ходе через кареточный вал на правый шатун и через его зуб на уступ ведущей звездочки. При этом правая нога тянет педаль-«подошву» за туклипс вверх, а стопа при этом удерживает «подошву» в горизонтальном положении. Торможение осуществляется аналогично при обратном повороте шатунов.


В.ГАВРИЛОВ, пос. Иноземцев о, Ставропольский край





Рекомендуем почитать
  • ПРИЦЕП-«КАЧАЛКА»

    ПРИЦЕП-«КАЧАЛКА»

    Занимаясь долгое время созданием и эксплуатацией веломобилей (был неоднократным призером всесоюзного велофестивапя в Шяуляе), я убедился в их недостаточной практичности. Большие габариты веломобиля исключают возможность его хранения в квартире. Известные складывающиеся конструкции сложны в изготовлении и все же довольно громоздки. Используемые на них колеса, как правило, велосипедные, не рассчитаны на боковые нагрузки, испытываемые веломобилями на виражах.

     

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ VK FB


Нашли ошибку? Выделите слово и нажмите Ctrl+Enter.